- •Вопрос 5. Электромагнитные волны
- •Распишем эту систему уравнений в координатных составляющих учитывая, что
- •Аналогично получаются волновые уравнения всех компонент эл-маг поля. В векторном виде уравнения :
- •2) векторы E, B, (скорость волны) взаимно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему. Это
- •Волновые уравнения,
- •Энергия эл/магн поля и ее поток. Вектор Пойтинга
- •Именно этот процесс и характеризует вектор Пойтинга
- •6.6. Электромагнитная волна на границе раздела
- •Схема условия задачи:
- •Решение уравнений (*) и (**) в векторном виде:
- •6.2. Стоячие электромагнитные волны.
- •Колебания векторов Е и Н в этой волне сдвинуты по фазе на /2
Схема условия задачи: |
Уравнения для тангенциальных |
||||||
составляющих согласно условию задачи |
|||||||
|
y |
|
y |
|
y |
|
|
|
E |
E |
|
E |
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
||
|
H |
|
|||||
|
z |
|
|
z |
|
z |
|
2-ое уравнение с использованием условия 4:
n1Ey n1Ey n 2 Ey
Ey Ey n 2 Ey |
|
n1 |
|
11
Решение уравнений (*) и (**) в векторном виде:
r |
n n |
r |
r |
2n |
|
r |
|
E |
n n |
E ; |
E |
n n |
E ; |
||
|
1 |
2 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
2 |
|
1.Вектора E" и Е, всегда колеблются синфазно, при прохождении волны через границу раздела фаза не претерпевает скачка;
2.Вектора Е' и Е при условии, что n1>n2 также колеблются синфазно, т.е. если волна переходит в оптически менее плотную среду. В случае, когда n1<n2 направление векторов противоположно, колебания происходят в
противофазе.
При отражении волны от оптически более плотной среды ее фаза изменяется скачком на .
12
6.2. Стоячие электромагнитные волны.
Стоячая волна - реализуется и для электромагнитных волн, |
r |
r |
|
характеризуемых взаимно ортогональными векторами: |
E и H |
||
Покажем!!! Эл/маг волна распространяется вдоль оси x , тогда: |
|
|
|
EY = E0cos t - kx |
и HZ = H0cos t - kx |
Уравнения обратной волны - замена знаков, а с учетом того, что векторы Е, Н, k составляют правую тройку, то перед одним из вектором надо поставить «минус», чтобы это условие выполнилось :
EY = E0cos t +kx |
и |
HZ = -H0cos t +kx |
суперпозиции этих двух встречных волн: |
||
EY = E0coskx cos t |
и |
HZ = H0 sin kx sin t |
142 43 |
|
142 43 |
Амплитуда |
|
Амплитуда |
-уравнения стоячей электромагнитной волны.
Сама волна - две стоячие волны - электрическая и
магнитная. |
13 |
Колебания векторов Е и Н в этой волне сдвинуты по фазе на /2 как в пространстве, так и во времени ( смещение по фазе sin относительно cos ).
Если в некоторый момент ЕY во всех точках максимально, HZ=0, то через четверть периода картина будет обратной.
Таким образом, в процессе колебаний электрическое поле постепенно переходит в магнитное, магнитное — в электрическое и т. д.
Также существуют понятия
пучностей и узлов
14