36.Энергия магнитного поля и ее плотность.

Элементарная работа, совершаемая сторонними силами против ЭДС:

При установке тока от 0 до I получим работу сторонних сил:

В отсутствие ферромагнетиткаэнергия МП тока в соленоиде:

Элементарная энергия МП заключенного в малом объёме ферромагнетика равна:

Энергия произвольного магнитного поля:

37. Вихревое электрическое поле. Обобщение закона электромагнитной индукции. Ток смещения.

Закон Фарадея:

Магнитный поток:

По гипотезе Фарадея, причина появления индукционного тока в неподвижном замкнутом контуре, как в переменном МП – возникновение в проводнике вихревого электрического поля, работа сил которого при перемещении заряда вдоль этого контура не равна 0.

Максвелл предположил, что нестационарное МП во всем пространстве не зависимо от наличия проводящего контура. Нестационарное МП порождает ЭП, которое является вихревым.

Максвелл назвал плотностью тока смещения.

Сумма – плотностью полного тока смещения.

Ток смещения существует только там, где меняется со временем электрическое поле, и эквивалентно току проводимости лишь в отношении способности сдвигать МП.

38. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме, их содержательный смысл. Материальные уравнения.

Очень важная штука

Обобщение закона ЭМИ и открытие тока смещения позволили Максвеллу создать единую теорию электрических и магнитных явлений, которые не только с единой точки зрения объясняли все явления, но и предсказали ряд новых.

Система уравнений Максвелла:

39. Теорема Пойнтинга (закон сохранения энергии в электродинамике). Объемная плотность энергии и вектор плотности потока энергии (вектор Пойнтинга) электромагнитного поля.

Теорема Пойнтинга – изменение со временем кинетической энергии системы содержащей в области заряженные частицы и энергии их ЭМ поля этой области равно:

Объемная плотность энергии электрического поля:

Вектор Пойнтинга:

– вектор плотности электрического и магнитного полей.

40. Волновые уравнения для электромагнитного поля. Скорость распространения электромагнитных волн.

Волновые уравнения для ЭМ поля:

С учетом получим:

(аналогично с Н).

Скорость света в вакууме: .

41. Плоская электромагнитная волна в однородной, нейтральной, непроводящей среде и ее свойства.

Решение волновых уравнений в случае распространения в однородной, изотропной, нейтральной и непроводящей среде имеют вид:

−уравнения плоской монохроматической волны.

Основные свойства ЭМ волн:

1. ЭМ волна называется поперечной

2. Направления Е, Н и К образуют правовинтовую систему

3.

42.Вектор Пойнтинга и интенсивность плоской электромагнитной волны.

Вектор Пойнтинга плоской ЭМ волны:

Интенсивность ЭМ монохроматической волны усредненная за период модуль вектора Пойнтинга

Интенсивность плоской монохроматической ЭМ волны:

43. Волновая оптика. Световая волна и ее основные свойства. Абсолютный показатель преломления и его связь с диэлектрической проницаемостью среды. Волновой вектор. Длина и частота волны, связь между ними.

Оптика – раздел физики, в котором изучается природа света, законы его распространения и взаимодействия с веществом.

− абсолютный показатель преломления среды, показывающий скорость распространения световой волны в среде. Для большинства прозрачных сред , поэтому для них . Чем больше , тем среда более оптически плотная.

Уравнение электрической составляющей плоской монохроматической ЭМ волны распространяющейся в однородной изотропной, нейтральной и непроводящей среде:

Волновое число 𝑘 – модуль волнового вектора:

Основные свойства ЭМ волны:

1.ЭМ волна – поперечная

2. Е, Н и К – образуют правовинтовую систему

3. Е и Н изменяются синхронно

4.

5. При переходе в вакуум частота волны не изменяется, длина волны уменьшается в n раз( )