Электромагнитные волны
Сведения из векторной алгебры Умножение вектора на число Скалярное произведение Векторное произведение Тогда Смешанное произведение Оператор набла
Максвелл, Джеймс Клерк Д. К. Максвелл (1831 -1879) - великий английский учёный, создатель теории электромагнетизма. В 1860— 1865 Максвелл создал теорию электромагнитного поля, которую сформулировал в виде системы уравнений (уравнения Максвелла). Уравнения Максвелла составляют основу как электротехники и радиотехники, так и теории любых электромагнитных явлений в любых средах. В 1861 г. он обнаружил, что свет — это разновидность электромагнитных волн. Максвелл также создал Создал кинетическую теорию газов (1859 г. ) и вывел соотношение для распределения частиц газов по скоростям, получившего название распределения Максвелла.
Уравнения Максвелла Интегральная форма Стокса Остроградского - Гаусса Дифференциальная форма Материальные уравнения
Уравнения Максвелла Рассмотрим случай однородной изотропной среды при Материальные уравнения и
Уравнения Максвелла
Электромагнитные волны Е колеблется Н, ЭМВ - поперечные Рассмотрим случай плоской волны: E(z, t) т. е. Не зависит от у и х; Ур-я Максвелла
Электромагнитные волны I. Е колеблется перпендикулярно H
Электромагнитные волны Поперечность ЭМВ Согласно (1) Согласно (2) и (3) Проекция переменной составляющей магнитного и электрического поля на ось Z (направление распространения) равна нулю. Электромагнитная волна – поперечная.
Электромагнитные волны Задача: установить связь между E и H по фазе и величине Задача Сгласно (4) с и н ф а з н о с т ь Тождеств. вып. (12) (т. е. при любых коорд и в любой момент) Возможно только при В бегущей ЭМВ Е и Н колеблются в одинаковых фазах
Электромагнитные волны
Электромагнитные волны Итак В распространяющейся ЭМВ вектора Е и Н жёстко связаны пропорциональной зависимостью: И колеблются в одинаковой фазе:
Электромагнитные волны Шкала ЭМВ Частота. Г ц Название диапазона Гамма-лучи Рентген Ультрафиолетовое излучение Видимый свет Инфракрасное излучение Микроволны Телевидение и ЧМ Радиовещание Радиоволны Длина волны, см
Электромагнитные волны Видимый свет Наименование Ближнее инфракрасное 3 Красный max 3. 9 Оранжевый 4. 9 Жёлтый 5. 1 Зелёный 5. 6 Голубой 5. 5 Синий min 7. 5 Ближний УФ 10
Электромагнитные волны Волновое уравнение ЭМВ (Даламбера) Уравнения Максвелла для плоско – поляризованной волны сводятся: Уравнение Даламбера ЭМВ
Электромагнитные волны Скорость ЭМВ Ранее для упругих колебаний было показано: Для бегущей волны v – фазовая скорость. Сравнивая (7) и (5), (6) видим:
Электромагнитные волны Для ЭМВ обозначим vсреды=Сср; vвак=C – скорость света (ЭМВ) в вакууме В Си
Электромагнитные волны Соотношение Е и Н С учётом (13) из (12): (14) Для амплитудных значений Для мгновенных значений
Обобщение законов электромагнетизма. Уравнения МАКСВЕЛЛА (1867 г. ) 1. Экспериментальные законы. I. Закон Кулона Теорема Гаусса II. Закон сохранения заряда Суммарный заряд электрически нейтральной системы остаётся постоянным III. Закон Ампера Сила Лоренца (магн) Закон Фарадея IV. Био-Саварра. Лапласа ? Теорема о циркуляции магн. поля
Оператор набла Из 6 Тогда Сведения из векторной алгебры Из 6 Из 3 Из 5 Оператор Лапласа Из 4
Электромагнитные волны
Скачать презентацию Электромагнитные волны Сведения из векторной алгебры Умножение
Лекция 26.pptx