Электромагнитные волны. Тема 3.4

1.

3.4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
ВОЛНЫ

2.

3.4.1 Понятие электромагнитных волн
Переменные электрические и магнитные поля неразрывно
связаны друг с другом , каждое из них порождает другое, и
эти взаимопревращения распространяются в пространство
в виде электромагнитной волны, которая представляет
собой распространение единого электромагнитного поля в
пространстве.
Пусть в точке x1 возрастает напряженность электрического
поля Е1.
При
этом
возникает
вихревое
магнитное
поле,
напряженность которого Н2 в точке x2 направлена от нас.

3.

E1
E3
H2
0
x1
X
x3
x2
Возрастание Н2 вызывает вихревое электрическое поле
в
точке
x3,
вектор
напряженности
этого
поля
перпендикулярен оси ОХ и т.д. Если изменения Е и Н
будут поддерживаться в заданной точке за счет
энергии некоторого источника, то в пространстве
будет
непрерывно
электромагнитная волна.
распространяться

4.

5.

3.4.2 Скорость распространения
электромагнитных волн
В электромагнитной волне колеблются электрический
E и
магнитный
H вектора.
Вектора
взаимно
перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной
вектору скорости распространения волны.V
k
-
волновой
который
вектор,
показывает
направление
распространения
электромагнитной волны,

6.

E
H

7.

3.4.3 Шкала электромагнитных волн
l, м
, Гц
Волны звуковых частот
1,5.104 - ∞
0 - 2.104
Радиоволны
0,3 – 1,5.104
2.104 - 109
Сверхвысокочастотное (СВЧ) или
микроволновое излучение
1.10-3 – 0,3
109 - 3.1011
Световые волны:
10-8 - 10-3
3.1011 - 3.1016
ИК-излучение
780.10-9 - 1.10-3
3.1011 – 3.85.1014
Видимый свет
380.10-9 - 780.10-9
3,85.1014 – 7,89.1014
УФ-излучение
10-8 - 380.10-9
7,89.1014 - 3.1016
10-12 - 10-8
3.1016 - 3.1020
<10-12
>3.1020
Рентгеновское излучение
Гамма-излучение

8.

Электромагнитные
обладая
волны,
широким
диапазоном частот (длин
волн λ = c/ ), отличаются
друг
от
друга
свойствам,
по
по
своим
способам
генерации и регистрации.
Но, законы распространения
таких волн задаются одними
и
теми
Максвелла.
же
уравнениями

9.

3.4.4 Энергия электромагнитной волны
Как
и
любая
волна,
электромагнитная
волна
переносит энергию.
Объемная
волны
w
плотность
есть
энергии
сумма
электромагнитной
объемных
энергий
электрического wE и магнитного wH полей,
поскольку wE = wH, то
w = o o EH
и