30. Электромагнитные волны. Волновые уравнения и их решения. Плоская электромагнитная волна, её свойства и характеристики. Перенос энергии электромагнитными волнами.

Волна́ — изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию. Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в среде. Электромагнитные волны явл. поперечными волнами. В этой волне колебания векторов напряженности Е переменного эл. Поля и индукции В перем. магн. поля взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости υ распространения волны.

Максвелл предположил, что перемен.эл поле порождает перемен. магн. поле. Если это ток, то в пространстве должны сущ. эл. магн. волны, что и было в последствии доказано Герцом и Столетовым. Это гипотеза заложена в уравнениях Максвелла. Волна-процесс распространения колебаний в среде. Эл.магн. волна-пр-с распространения эл.магн.колебаний в среде. Будем рассматр. плоские эл. магн. волны(фронт волна- плоскость). Осн. параметры: λ=vT,T=λ/v,ω=2πv . Осн вел-ны, котор. колеблются в плоскости эл. магн. влны: E,H. Для однород. изотроп. среды(ρ=0,j=0) ур-ние Максвелла .

Эл.магн. поле несвязанно ни с зарядом ни с током, а сущ. независимо. Из это след., что перемен. во времени эл. и магн. поля пораждают др. др., т.е. они не остаются локализованными в к-либо узкой области, а распростроняются в виде эл. магн. волны. Частное решение ур-ия Максвелла – это ур-ие плоское эл. магн. волны в любой точке фронта. E и H имеют одно и тоже значение. Эти величины явл. функцией.

(1), . (2). (1)-продиф. по t,x; а (2)-по x,t (*) - волновое ур-ие при условии ,

v - фазовая скорость волны. , -скорость распростр. эл.магн. волны в вакууме. указывает на связь эл. магн. и оптических свойств.

(*) имеет решение ; или ; - волновое число. В эл магн волнах H и E колеблются в одинак фазах. Для плотности энергии эл магн поля

(**) но в любой данный момент объемная плотность эл волны равна объемной плотности магнитной волны: .,т .к. (**) справедлив и для амплитуд значений соотношение для объемной плотности энергии эл. магн. поля. Для плотности патока энергии -энерг. содерж-ся внутри параллелепипеда. Энергия приходящееся на единичную площадь за 1 сек - вектор Умова-Пойтинга.

20. Фазовые переходы первого и второго рода (поведения термодинамическое потенциалов и производных от них)

Фаз. переходы 1 рода-наз-ся фаз. переходы при кот-ых испытывают скачок 1-ые производные термодинамических потенциалов. Пример:фаз. превращения в реальном газе.Это фаз. переходы типа «жидкость-пар», «твёрдое-жидкое».

Фаз. переходы 1 рода харак-ся наличием скрытой теплоты фаз. перехода:q=T(s₂-s₁)≠0. Фаз. переходы 2 рода-наз-ся фаз. переходы при кот-ых испытывают скачок 2-ые производные термодинамических потенциалов. Это фаз. переходы типа «порядок-беспорядок», ферромагнетик-парамагнетик. Это переходы из более симметричной фазы в менее симметричную. При этих переходах дойдя до кривой происходит скачкообразное изменение фаз. состояния. При фаз. переходах 2 рода фазы сосуществовать не могут, т.е. достаточно сдвинуться 1-му атому в кристаллической решётке и это будет новая фаза в-ва.

32. Электромагнитная природа световых волн. Доказательства электромагнитной природы света. Шкала электромагнитных волн. Энергетические и фотометрические характеристики света. Излучение электрического диполя.

Оптика – раздел физики, занимающийся изучением природы света, законов его распространения ивзаимодейст-вия с вещ-вом. Свет – эл/маг излучение в интервале длин волн 10^-4 – 10^-10 м. Шкала электромагнитных волн:

Мех. волны	Радио волны	Инфокрасн. свет	Видим. свет	Ультро- фиолет. свет	Ренген. излуч.	γ- излуч.
	10^-4	10^-3-10^6		10^-10	10^-12	10^-1310^-15

Видимый свет 4·10^-7 – 7,6·10^-4 или 400нм – 760 нм. Физическая оптика изучает природу света и, т.к. свет обладает корпускулярно-двойственным дуализмом, то она подразделяется на волновую и корпускулярную.

Фотометрией – наз-ся раздел геом. оптики, занимающийся изучением измерения световых потоков и величин, связанных с этим потоком. Световые волны несут энергию. Поток энергии м.б. оценён двояка: энергетически – т.е. как количество энергии, проходящее ч/з данную площадку в ед-цу времени; по зрительному ощущению. Осн. понятием фотометрии явл-ся энергетический поток, который выражается ч/з в-р Умова-Поинтега: Ф_э=∆W/∆t. Интенсивность света: I=∆W/(∆s∆t).

Всякая реал. свет. волна представляет собой комбинацию монохрома-тических световых волн в некотором интервале: ∆λ < λ, ∆λ≈0,4 – 0,76 мк м. Различные монохроматические волны несут различную энергию, значит, распределение потока энергии по длинам волн можно охарактеризовать с помощью функции распределения φ: φ(λ)=dФ_э/dλ.

Источники света, размерами к-рых можно пренебречь по сравнению с расстоянием до них, наз-ся точечными. В однородной и изотонной среде волна, испускаемая точечным источником, явл-ся сферической. Сила света (для точечных источников): I=dФ_э/dΩ, где dΩ=(ds·cos α)/r² – телесный угол. [Ω]=стрд. Освещённость (или энергетическая облучён-ность): Е_э =dФ_э/ds, [Е_э]=Вт/м². Е_э=(I_э dΩ)/ds=(I_э·cos α)/r² – з-н освещён-ности для точечного источника (или з-н квадратов). Протяжённость характеризуется светимостью или излучаемостью различных участков: М_э= dФ_э/ds, [М_э]=Вт/м². Яркость протяжённого точечного источника – поток, распространяющийся внутри телесного угла, испускаемый площадкой ∆s: L_э= dФ_э /∆s·cos α·dΩ, [L_э]=Вт/(м²·стрд).

М_э= ∆Ф_э/∆s=π L_э – з-н Ламберта, связывающий светимость и яркость для источников, у к-рых яркость не зависит от направления; при этом источники наз-ся ламбертовскими. В том случае, если светимость источника обусловлена осещённостью его другим источником (луна), то м/у светимостью и освещённостью существует следующая связь: М_э=ρ·Е_э, где ρ – коэф-т отражения. Поток энергии,переносимый световой волной – световой поток (- это энергия в ед-цу времени).(формулы те же только с буквой “с” внизу)