Поширення електромагнітних хвиль у речовині
У третьому розділі розглядається поширення електромагнітних хвиль в матеріальних середовищах. Виклад ведеться за допомогою понять комплексних відносної та магнітної проникності матеріальних середовищ, що дозволяють вивчити особливості розповсюдження електромагнітних хвиль в магнітно-діелектричних середовищах, провідниках і плазмі. Вводиться широко застосовується в ході подальшого викладу властивостей електромагнітних хвиль поняття комплексної амплітуди для векторів електричного і магнітного полів. Досить докладно розглядається скін – ефект, відображення і проходження плоскої ЕМВ від плоскої межі розділу двох середовищ у разі нормального падіння, а також падіння на межу розділу двох середовищ під довільним кутом для хвиль довільної поляризації. Детально розбирається ефект Брюстера і його зв’язок з властивостями дипольного випромінювання, розглянутими у другому розділі. Завершується глава розглядом особливостей стоячих електромагнітних хвиль на прикладі відображення плоскої електромагнітної хвилі від плоскої межі провідного тіла. Велику роль у викладі матеріалу, присвяченого дослідженню поширення електромагнітних хвиль, грає ознайомлення з оригінальними дослідами Г. Герца, в яких було дано експериментальне підтвердження електромагнітної природи світла, прямолінійного поширення електромагнітних хвиль подібно до світлових променів, властивості поляризації коливань електромагнітних хвиль, а також підтверджено встановлене Дж. К. Максвеллом співвідношення, що зв’язує показник заломлення середовища з її відносної діелектричної та магнітної проникності.
Related posts:
- Поляризація електромагнітних хвиль Як було зазначено вище у розділі 1, основною властивістю електромагнітних хвиль є поперечні коливання векторів напруженості електричного і магнітного полів по відношенню до напрямку поширення хвилі. Один з наслідків цього факту полягає в тому, що в природі існує великий клас електромагнітних хвиль, в яких коливання електричного і магнітного полів відбуваються в суворо визначених напрямках. Така […]...
- Випромінювання електромагнітних хвиль У цій главі вивчається випромінювання електромагнітних хвиль на прикладі задачі визначення електромагнітного поля, що виникає при нерівномірному русі електричного заряду. Завдання вирішується виходячи з уявлення про те, що електромагнітні поля, що виникають при русі заряду повинні мати хвильовий характер. Найбільш просто в цьому випадку можна знайти магнітне поле електромагнітної хвилі на відстані від рухомого заряду, […]...
- Дисперсія електромагнітних хвиль. Експериментальні результати При поширенні електромагнітної хвилі в матеріальних середовищах відбувається зміна характеристик електричного і магнітного полів. Властивості електромагнітних хвиль в матеріальному середовищі описуються за допомогою рівнянь Максвелла. Оптичне випромінювання є окремим випадком електромагнітного. Як вже зазначалося у розділі 1, діапазон довжин відомих до теперішнього часу електромагнітних хвиль простягається від часток ангстрема (1 ангстрем = 10-10 м) до […]...
- Шкала електромагнітних хвиль – коротко Всі електромагнітні поля створюються прискорено рухомими зарядами. Нерухомий заряд створює тільки електростатичне поле. Електромагнітних хвиль в цьому випадку немає. У найпростішому випадку джерелом випромінювання є заряджена частинка, яка здійснює коливання. Так як електричні заряди можуть коливатися з будь-якими частотами, то частотний спектр електромагнітних хвиль необмежений. Цим електромагнітні хвилі відрізняються від звукових хвиль. Класифікація цих хвиль […]...
- Інтерференція електромагнітних хвиль У попередніх розділах ми розглянули основні властивості електромагнітних хвиль, припускаючи, що вони випромінюються одним джерелом – рухомим зарядом або струмом. У цій главі ми будемо вивчати електромагнітні хвилі, що випромінюються декількома джерелами. У силу принципу суперпозиції електромагнітне поле хвилі, що виходить від декількох джерел, буде являти собою суму полів електромагнітних хвиль від кожного з джерел. […]...
- Шкала електромагнітних хвиль Електромагнітні хвилі класифікуються за довжиною хвилі або пов’язаною з нею частотою хвилі. Відзначимо також, що ці параметри характеризують не тільки хвильові, а й квантові властивості електромагнітного поля. Відповідно в першому випадку електромагнітна хвиля описується класичними законами, а в другому – квантовими законами. Розглянемо поняття спектра електромагнітних хвиль. Спектром електромагнітних хвиль називається смуга частот електромагнітних хвиль, […]...
- Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
- Поширення, відбиток і переломлення хвиль Механічна хвиля (пружна, поверхнева) в основі є механічний рух частинок середовища, в якій ця хвиля поширюється. Рух частинок середовища описується знайомими нам законами динаміки Ньютона і законами взаємодії частинок. Звукова хвиля – області стиснення і розрядження газу, що розповсюджуються в просторі, тому описується газовими законами, з якими ми познайомимося пізніше. Електромагнітна хвиля – змінюється в […]...
- Тимчасова та просторова когерентність електромагнітних хвиль Важливою властивістю двох одночасно протікаючих хвильових процесів є їх когерентність. За визначенням когерентністю двох хвильових процесів називається їх узгоджене перебіг. Відповідно до цього визначення дві монохроматичні хвилі однієї частоти завжди будуть когерентними. Інший приклад когерентних хвиль представлений на рис. 4.4, зображає дві хвилі від одного джерела монохроматичних коливань, одна з яких від джерела поширюється в […]...
- Шкала електромагнітних випромінювань Багато хто вже знає про те, що довжина електромагнітних хвиль, буває зовсім різною. Значення довжини хвиль можуть бути від 103 метрів (у радіохвиль) до десяти сантиметрів у разі рентгенівського випромінювання. Світлові хвилі – це дуже маленька частина найширшого спектру електромагнітних випромінювань (хвиль). Саме при вивченні цього явища, були зроблені відкриття, що відкривають очі вчених на […]...
- Види електромагнітних хвиль Залежно від частоти коливань електромагнітні хвилі надають різну дію на організм людини і використовуються для різних технічних цілей. Діапазон цих частот називають спектром електромагнітного випромінювання, він величезний – від кількох десятків тисяч до 1020 Гц. Відповідно, довжина електромагнітної хвилі може становити від десятків кілометрів до тисячних часток нанометра. Людина без допомоги приладів може сприймати лише […]...
- Закон Малюса За допомогою поляризаторів можна досліджувати поляризацію електромагнітних хвиль. Наприклад, для хвиль з лінійною поляризацією, положення площини поляризатора, при якій спостерігається максимум інтенсивності проходить поляризатор електромагнітної хвилі, вказує напрямок коливань вектора напруженості електричного поля цієї хвилі. Якщо спостерігається відмінне від нуля значення мінімуму інтенсивності проходить поляризатор електромагнітної хвилі, то це означає її часткову поляризацію. При орієнтації […]...
- Поширення радіохвиль Найпопулярнішими серед радіохвиль є хвилі у вільному просторі. Їх поширення це перенесення енергії, яка виникає під час електромагнітних коливань. Радіовипромінювання має великий діапазон частот. Різні явища і фізичні ефекти, які відбуваються в даному діапазоні, відрізняються за якістю і кількістю. Тому існує класифікація радіохвиль за їх діапазоном: міріаметрові або наддовгі (СДВ) 100-10 км, кілометрові або довгі […]...
- Природне і поляризоване світло Як було зазначено в розділі 1, вектора напруженості електричного і магнітного полів плоскою монохроматичному електромагнітної хвилі коливаються в площині, перпендикулярній напрямку її поширення. Крім того, було встановлено, що коливання векторів напруженостей електричного і магнітного полів плоскою монохроматичному електромагнітної хвилі поляризовані. Залежно від характеру коливань векторів напруженості електричного і магнітного полів плоскою монохроматичному електромагнітної хвилі поляризація […]...
- Плоскі електромагнітні хвилі Для електромагнітних полів, що залежать від часу з системи рівнянь Максвелла (1.1b) слід взаємозв’язок зміни їх електричних і магнітних полів. Найбільш просто в цьому переконатися, якщо розглядати залежне від часу електромагнітне поле в середовищі, в якому немає сторонніх зарядів, сторонніх струмів, щільність яких може бути обчислена за формулою, і відсутня провідність (). Таким умовам відповідає […]...
- Відбиття світла – фізика У попередньому розділі ми розглядали промінь, який розповсюджується в однорідному середовищі. Зараз же розглянемо поділ двох середовищ. Якщо промінь під деяким кутом потрапляє на кордон, що розділяє дві різні середовища, то промінь відбивається в ту середу, з якої прийшов. Отже, КL – межа розділу двох різних за щільністю середовищ. СО – перпендикуляр до кордону розділу […]...
- Довжина хвилі і швидкість її поширення Абсолютно все в цьому світі відбувається з будь-якою швидкістю. Тіла не переміщаються моментально, для цього потрібен час. Не є винятком і хвилі, в якому б середовищі вони не поширювалися. Швидкість поширення хвилі Якщо ви кинете камінь у воду озера, то виниклі хвилі дійдуть до берега не відразу. Для просування хвиль на деяку відстань необхідно час, […]...
- Вплив на людину електромагнітних полів і випромінювань Електромагнітне поле (ЕМП) радіочастот характеризується здатністю нагрівати матеріали; поширюватися в просторі і відбиватися від кордону розділу двох середовищ; взаємодіяти з речовиною, завдяки чому електромагнітні поля широко використовуються в різних галузях народного господарства: промисловості, науки, техніки, медицини, побуті. Електромагнітні хвилі частково поглинаються тканинами біологічного об’єкта, тому біологічний ефект залежить від фізичних параметрів ЕМП радіочастот: 1) довжини […]...
- Утворення хвиль Як відбувається поширення коливань? Необхідна середовище для передачі коливань або вони можуть передаватися без неї? Як звук від звучного камертона доходить до слухача? Яким чином швидкозмінних струм в антені радіопередавача викликає появу струму в антені приймача? Як світло від далеких зірок досягає нашого ока? Для розгляду подібного роду явищ необхідно ввести нове фізичне поняття – […]...
- Інтерференція хвиль Різноманіття хвиль, яке ми можемо спостерігати навколо нас, в чому пов’язане з перекриттям простих хвиль. Явища, що виникають при накладенні хвиль, називаються інтерференцією [1] хвиль. Як буде показано надалі, ці явища проявляються в посиленні або ослабленні амплітуди результуючої хвилі в залежності від співвідношення між фазами складаються в просторі двох або декількох хвиль однакових частот. Зрозуміло, […]...
- Опис монохроматичних хвиль на площині і в тривимірному просторі Легкі хвилі, плавно набігають на берег озера, ласкаве хвилювання теплого моря, гігантські вали штормового океану – найбільш очевидні приклади хвиль, що поширюються по площині. Як зазначив відомий англійський фізик лорд Релей хвилі на поверхні хвилі найбільш часто використовуваний приклад хвильових процесів, і найбільш невдалий з них. Причина такого висловлювання полягає в тому, що поверхневі хвилі […]...
- Закон заломлення Снелліуса “Ах, де ж ти, світлий промінь?” – Писав поет Джеймс Макферсон, ймовірно, не обізнаний про фізичне явище заломлення світла. Закон Снелліуса стосується повороту, або заломлення, світла (або інших хвиль) при проходженні кордону двох середовищ: наприклад, коли він потрапляє з повітря в скло. Зміна напрямку поширення хвиль викликано відмінностями їх швидкостей в цих середовищах. Ви можете […]...
- Дифракція хвиль Дифракція хвиль (від лат. Diffractus – розламаний) – в первісному вузькому сенсі – огибание хвилями перешкод, в сучасному – ширшому – будь-які відхилення при поширенні хвиль від законів геометричної оптики. Дифракція хвиль (від лат. Diffractus – розламаний) – в первісному вузькому сенсі – огибание хвилями перешкод, в сучасному – ширшому – будь-які відхилення при поширенні […]...
- Рух як поширення. Хвилі Що розуміють під хвилями? Які бувають хвилі? Де в природі спостерігаються хвилі? Що таке електромагнітні хвилі? Як виявляються на досвіді електромагнітні хвилі різних діапазонів? Урок-лекція ЩО ТАКЕ ХВИЛЯ. Рух хвиль людина спостерігав з давніх часів, і багато письменників. поети, художники зверталися до образу хвилі. Наукове поняття хвилі з’явилося значно пізніше. Що ж таке хвиля в […]...
- Хвилі і види хвиль – фізика Хвилі мають здатність передавати енергію і мають лінійністю, що сприяє одній хвилі не впливати на коливання іншого, в результаті чого вона може проходити паралельно. Так що таке хвилі, і яке у них визначення? Хвиля – це величина, яка змінюється фізично і має властивість змінюватися і переміщатися, при цьому віддаляється від місця появи і коливається у […]...
- Дисперсія світлових хвиль Якщо на тригранну призму направити пучок білого світла, то на екрані можна чітко побачити спектр, що складається з семи кольорів. Це відбувається тому, що біле світло складний і складається з простих квітів, які по-різному переломлюються призмою. Кут заломлення світла залежить від показника заломлення середовища. Розкладання білого світла в спектр означає, що світло різного кольору має […]...
- Ефект складання хвиль Якщо в середовищі поширюються одночасно кілька хвиль, то коливання частинок середовища виявляються геометричній сумою коливань, які здійснювали б частинки при поширенні кожної з хвиль окремо. Отже, хвилі просто накладаються одна на іншу, не збурюючи один одного. Це твердження називається принципом суперпозиції хвиль. Принцип суперпозиції стверджує, що рух, викликане поширенням відразу декількох хвиль, тобто знову деякий […]...
- Щільність потоку електромагнітного випромінювання Як ми вже знаємо, хвиля характеризується перенесенням енергії. Отже, електромагнітні хвилі теж несуть з собою енергію. Розглянемо деяку поверхню площею S. Покладемо, що через неї електромагнітні хвилі переносять енергію. Щільність потоку електромагнітного випромінювання Лініями позначені напрями поширення електромагнітних хвиль. Лінії, перпендикулярні поверхні, у всіх точках яких коливання відбуваються в однакових фазах, називаються променями. А ці […]...
- Поляризація світла Дифракція і інтерференція світла підтверджує хвильову природу світла. Але хвилі можуть бути поздовжніми і поперечними. Розглянемо наступний досвід. Поляризація світла Припустимо пучок світла через прямокутну пластину турмаліну, одна з граней якої паралельна осі кристала. Ніяких видимих змін не відбулося. Світло лише частково погасив у пластині і придбав зеленувате забарвлення. Тепер після помістимо ще одну пластину […]...
- Дифракція світлових хвиль Якщо на шляху світлового пучка поставити тонку нитку, світло вже не буде поширюватися прямолінійно, він буде огинати цю нитку, заходити за неї, на екрані ми побачимо дифракційну картину – чергування світлих і темних смуг. Дифракційну картину можна спостерігати і при освітленні дуже вузької щілини, кордони якої буде огинати світло. Кожна точка кордону щілини (як і […]...
- Електромагнітне випромінювання: коротко Електромагнітним випромінюванням називається розповсюджується в просторі обурення електричних і магнітних полів. Основними характеристиками електромагнітних хвиль є їх частота і довжина, які залежать від швидкості поширення хвиль, у свою чергу залежить від середовища. Електромагнітні хвилі – це поперечні хвилі, в яких вектори напруженостей електричного і магнітного полів коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі. Від хвиль на […]...
- Механічні хвилі (формули) Швидкість поширення хвиль, швидкість поширення поперечних хвиль в струні, швидкість поширення поздовжніх хвиль в пружному стрижні і т. д. Швидкість поширення хвиль: Швидкість поширення поперечних хвиль в струні: Де T – натяг; Μ – погонна маса. Швидкість поширення поздовжніх хвиль в пружному стрижні: Де E – модуль Юнга; Ρ-щільність. Швидкість поширення поздовжніх хвиль в безмежних […]...
- Властивості хвиль Підемо порадою Козьми Пруткова і спостерігатимемо за хвилями, намагаючись розібратися в їх природу і властивості. ФОРМА ХВИЛЬ. З двох прикладів хвиль, наведених у попередній параграфі, коливання яких можна побачити, випливає, що форма хвиль може сильно відрізнятися. Хвиля від кинутого у воду каменя має форму розширюються кіл. Хвиля в натягнутій мотузці – вигин, що рухається уздовж […]...
- Заломлення світла. Закон заломлення світла Розглянемо, як змінюється напрям променя при переході його з повітря у воду. У воді швидкість світла менше, ніж у повітрі. Середовище, в якому швидкість поширення світла менше, є оптично більш щільною середовищем. Таким чином, оптична щільність середовища характеризується різною швидкістю поширення світла. Це означає, що швидкість поширення світла більше в оптично менш щільною середовищі. Наприклад, […]...
- Хвильовий характер електромагнітного поля рухомого заряду У попередньому розділі ми розглянули основні властивості електромагнітних хвиль, залишивши осторонь “механізм” їх виникнення. У цьому розділі ми обговоримо проблему випромінювання електромагнітних хвиль, джерелами яких, як ми встановили вище, є змінюються в часі струми і / або нерівномірно рухомі електричні заряди. Розглянемо для визначеності рухається нерівномірно електричний заряд. Нерівномірний рух електричного заряду еквівалентно протіканню змінюється […]...
- Принцип Ферма В основу геометричної оптики замість розглянутих законів може бути покладено принцип Ферма. Він стверджує, що світло поширюється по такому шляху, для проходження якого йому потрібно екстремальний час, тобто час має бути або мінімальним, або максимальним, або однаковим для всіх можливих шляхів. В останньому випадку всі шляхи світла між двома точками опиняються таутохронность, тобто вимагають для […]...
- Взаємодія світлових хвиль У реальному світі неможливо спостерігати за окремими променями, ми бачимо картину, де кілька променів взаємодіють один з одним, в результаті чого вона виходить саме такий, як ми її бачимо. Для спрощення розгляду процесів взаємодії декількох світлових хвиль, розглянемо дві хвилі. Розглянуті нами процеси можуть відбуватися з будь-якими існуючими хвилями (світлом, електромагнітними, механічними і ін.). Всі […]...
- Причина виникнення хвиль Хвилювання є такою форму періодичного безперервно мінливого руху, при якому частинки води здійснюють коливання біля свого положення рівноваги. Якщо через якусь причину частки води будуть виведені з положення рівноваги, то під впливом сили тяжіння вони будуть прагнути відновити порушену рівновагу. При цьому кожна водна частинка буде здійснювати коливальний рух відносно положення рівноваги, що не переміщаючись […]...
- Вплив електромагнітних полів на здоров’я людини У сучасному світі людина оточений величезною кількістю штучних джерел електромагнітних випромінювань. Населення все життя піддається впливу постійних і змінних електричних полів. Вони беруть участь у регуляції біологічних ритмів і необхідні для нормального самопочуття. Корисні оздоровчі властивості постійного магнітного поля використовуються в багатьох медичних приладах і виробах. Але електромагнітні поля можуть завдавати і шкоди організму. Багато […]...
- Поширення коливань у середовищі і хвилі Щоб зрозуміти, як поширюються коливання в середовищі, почнемо здалеку. Ви відпочивали небудь на березі моря, спостерігаючи за методично набігають на пісок хвилями? Чудесне видовище, чи не так? Але в цьому видовище крім задоволення можна відшукати і деяку користь, якщо трохи задуматися і поміркувати. Поміркуємо і ми, щоб принести користь своєму розуму. Що таке хвилі? Прийнято […]...