Электромагнитные волны

Содержание

Слайд 2

Закон электромагнитной индукции:

Майкл Фарадей, 1831

Закон электромагнитной индукции: Майкл Фарадей, 1831

Слайд 4

4.1. Волновое уравнение электромагнитных волн.

Из уравнений Максвелла следует, что для однородной и

4.1. Волновое уравнение электромагнитных волн. Из уравнений Максвелла следует, что для однородной
изотропной среды
вдали от зарядов и токов, создающих электромагнитное поле,
векторы напряженности Е и Н переменного электромагнитного поля
удовлетворяют волновому уравнению:

Оператор Лапласа:

Слайд 5

электрическая постоянная:

магнитная постоянная: μ0 =4π·10-7 Гн/м

Фазовая скорость электромагнитной волны:

ε – диэлектрическая проницаемость

электрическая постоянная: магнитная постоянная: μ0 =4π·10-7 Гн/м Фазовая скорость электромагнитной волны: ε
среды
μ – магнитная проницаемость среды

Слайд 6

Среда однородная, нейтральная, непроводящая, изотроп-ная (ρ = 0, j= 0, ε=const,

Среда однородная, нейтральная, непроводящая, изотроп-ная (ρ = 0, j= 0, ε=const, μ=const).
μ=const).

4.2. Плоская электромагнитная волна.

4.2. Плоская электромагнитная волна.

4.2. Плоская электромагнитная волна.

Слайд 7

(4.6) – уравнение плоской монохроматической
электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси х:

Em

(4.6) – уравнение плоской монохроматической электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси х: Em
, Нm– амплитуды напряженностей электрического
и магнитного полей; к=ω/v –волновое число; α – начальная фаза
в точке с координатой x

Слайд 8

Колебания векторов Е и Н происходят
в одинаковых фазах

Колебания векторов Е и Н происходят в одинаковых фазах

Слайд 9

Г.Герц 1888 г

Экспериментальное получение электромагнитных волн.

Вибратор Герца

Г.Герц 1888 г Экспериментальное получение электромагнитных волн. Вибратор Герца

Слайд 10

Задача 4.1

В однородной изотропной немагнитной среде с диэлек-трической проницаемостью равной 3

Задача 4.1 В однородной изотропной немагнитной среде с диэлек-трической проницаемостью равной 3
распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженнос-ти электрического поля волны 10 В/м. Найти амплитуду на-пряженности магнитного поля и фазовую скорость волны.

Слайд 11

Свойства электромагнитных волн.

ЭМ – волны могут распространяться в вакууме.
ЭМ –

Свойства электромагнитных волн. ЭМ – волны могут распространяться в вакууме. ЭМ –
волны – поперечные.
ЭМ – волны подчиняются принципу суперпозиции.

Результирующее возмущение в какой-либо точке линей-ной среды при одновременном распространении в ней нескольких волн равно сумме возмущений, соответству-ющих каждой из этих волн порознь.

Слайд 12

Индуктивность колебательного контура равна 0,5 мГн.
Какова должна быть электроемкость контура, чтобы

Индуктивность колебательного контура равна 0,5 мГн. Какова должна быть электроемкость контура, чтобы
он
резонировал на длину волны 300 м?

Задача 4.2.

Дано:
L=0,5мГн
λ=300 м
С-?

Решение

Длина волны в вакууме:

Период собственных колебаний:

Ответ: С=17пФ

Слайд 13

4.3. Поток энергии и интенсивность электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.

Объемная плотность энергии электромагнитного

4.3. Поток энергии и интенсивность электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Объемная плотность энергии
поля:

Т.к. векторы Е и Н изменяются в одинаковой фазе:

Слайд 15

Единицы системы СИ: интенсивность – 1Вт/м2

Единицы системы СИ: интенсивность – 1Вт/м2

Слайд 16

Задача 4.3

Плоская электромагнитная волна распространяется в ва-кууме. Амплитуда напряженности электрического поля

Задача 4.3 Плоская электромагнитная волна распространяется в ва-кууме. Амплитуда напряженности электрического поля
вол-ны 50 мВ/м. Найти амплитуду напряженности магнитного поля и среднее за период колебаний значение плотности потока энергии.

Слайд 17

Ответ:

Ответ:

Слайд 18

4.4. Шкала электромагнитных волн.

Свет – видимая человеческим глазом часть излучения занимает

4.4. Шкала электромагнитных волн. Свет – видимая человеческим глазом часть излучения занимает
сравнительно небольшой промежуток длин волн от 0,4 до 0,78 мкм.

Слайд 19

Кривая «видности» человеческого глаза
(зависимость относительной чувствительности глаза от длины волны)

4.5.

Кривая «видности» человеческого глаза (зависимость относительной чувствительности глаза от длины волны) 4.5.
Волновая оптика
Электромагнитная природа света.

Слайд 20

Разным длинам волн видимого диапазона зрительно соответствует разные цвета (табл.)

Физиологическое, фотохимическое, фотоэлектрическое,

Разным длинам волн видимого диапазона зрительно соответствует разные цвета (табл.) Физиологическое, фотохимическое,
механическое и др.
свойства света обусловлены колебаниями вектора Е.
Вектор Е – световой вектор

Слайд 21

Показатель преломления среды (оптическая плотность) n

C –скорость света (ЭМ волны) в вакууме
v-

Показатель преломления среды (оптическая плотность) n C –скорость света (ЭМ волны) в
скорость света в среде

Для не ферромагнитных сред μ=1

Длина волны в вакууме:

В среде с показателем преломления n:

ν –частота световой волны

Слайд 22

Частота видимых световых волн лежит в диапазоне:

Модуль среднего по времени значения плотности

Частота видимых световых волн лежит в диапазоне: Модуль среднего по времени значения
потока энергии,
переносимой световой волной, называется интенсивностью света.

Слайд 23

I ~

Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды световой волны
при распространении света в

I ~ Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды световой волны при распространении света
изотропной среде.

Линии, вдоль которых распространяется световая энергия, называются лучами.

Лучи перпендикулярны волновым поверхностям

(4.10)

Слайд 24

Цвет световой волны определяется:
частотой колебаний светового вектора;
2) длиной волны;
3) амплитудой колебаний светового

Цвет световой волны определяется: частотой колебаний светового вектора; 2) длиной волны; 3)
вектора;
4) фазой волны.
Ответ: а) 3; б) 1 и 2; в) 4; г) 2 и 3

Задание

Слайд 25

Основные положения геометрической оптики

Закон прямолинейного распространения света.
Закон отражения.
Закон преломления

Основные положения геометрической оптики Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения. Закон преломления Закон независимости световых лучей
Закон независимости световых лучей
Имя файла: Электромагнитные-волны-.pptx
Количество просмотров: 725
Количество скачиваний: 0