Свойства электромагнитных волн

ЛЕКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

1. Уравнения электромагнитной волны. Свойства электромагнитных волн.

2. Энергетические характеристики электромагнитной волны.

3. Шкала электромагнитных волн.

4. Влияние электромагнитных волн различных диапазонов на человека.

5. Основные понятия и формулы.

Переменные электрические и магнитные поля не могут существовать независимо друг от друга. Нельзя создать переменное магнитное поле без того, чтобы одновременно не возникло и переменное электрическое поле, и наоборот.

Электромагнитное поле представляет собой взаимосвязанные колебания электрического (Е) и магнитного (В) полей. Распространение единого электромагнитного поля в пространстве осуществляется посредством электромагнитных волн.

Уравнения электромагнитной волны.

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитная волна - электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве и переносящие энергию.

Особенности электромагнитных волн, законы их возбуждения и распространения описываются уравнениями Максвелла (которые в данном курсе не рассматриваются). Если в какой-то области пространства существуют электрические заряды и токи, то изменение их со временем приводит к излучению электромагнитных волн. Описание их распространения аналогично описанию механических волн.

Если среда однородна и волна распространяется вдоль оси Х со скоростью v, то электрическая (Е) и магнитная (В) составляющие

поля в каждой точке среды изменяются по гармоническому закону с одинаковой круговой частотой (ω) и в одинаковой фазе (уравнение плоской волны):

где х - координата точки, а t - время.

Векторы В и Е взаимно перпендикулярны, и каждый из них перпендикулярен направлению распространения волны (ось Х). Поэтому электромагнитные волны являются поперечными (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Взаимное расположение векторов Е, В в электромагнитной волне, распространяющейся вдоль оси Х

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна скорости распространения света (это послужило основанием для создания Максвеллом электромагнитной теории света).

Учитывая, что абсолютный показатель преломления среды равен n = c/v, можно установить связь между η, ε, μ:

Свойства электромагнитных волн:

• поперечные;

• скорость распространения в вакууме не зависит от частоты;

• частичное поглощение волн диэлектриком;

• практически полное отражение волн от металлов;

• преломление волн на границе диэлектриков;

• интерференция, дифракция волн.