−

1

λ

.

(4.3.12)

xузл = ± n +

2

2

Из формул

(4.3.11) и (4.3.12)

следует, что расстояния между соседними

пучностями, как

и

узлами, равно

λ . S

2

Пучности и узлы смещены друг относи-

тельно друга на

λ

(рис. 4.3.5). При из-

x

4

−S λ/4 λ/2 λ/2 λ/2

менении х на

λ cos kx в (4.3.10)

меня-

2

Рис. 4.3.5

ет знак на обратный, поэтому в пределах

дает магнитное, а переменное магнит-

E0

ное поле – электрическое. Эти вторич-

E

E

E

ные поля носят вихревой характер; си-

ловые линии порождающего поля кон-

центрически

охвачены концентриче-

B

B

B

скими линиями порождаемого поля. В

результате образуется система «пере-

Рис. 4.4.1

плетенных»

между собой электриче-

−

где

V – скорость

электромагнитной

волны,

ϖ = ϖE + ϖH

− объемная

плотность

энергии

электромагнитного

поля.

Т.к.

1

,

B2

1

ϖ =

1 (εε0E2

+μμ0H2 ).

H

ϖE =

E2

ϖH =

=

2

0H

,

то

С помо-

2εε

0

2μμ0

μμ

2

ϕ

r

E

можно получить

щью (4.4.4)

ϖ =

ε0μ0εμ E H =

1 E H,

S = E H

или в векторном виде

S = [E H ].

V

(4.4.6)

Рис. 4.4.4

4.4.2.

Излучение

электромагнитных

волн

Источниками

электромагнитных

волн

(электромагнитного

излучения)

I(ϕ)

служат переменные токи, колебательное движение ионов, электронов и других

заряженных частиц, вращение электронов в атоме вокруг ядра иϕт.п.

Простейшей излучающей системой является электрический диполь с гар-

монически изменяющимся дипольным моментом

P = P0 cos ωt

(рис. 4.4.3). В

начальный момент заряды совмещены и

Р = 0. Через время t =

1 T

они рас-

Рис. 4.4.5

4

ходятся на

xmax = l

и

P = Pmax = q l . Затем заряды вновь сходятся

(Р = 0), а

через t = T

сходятся вновь.

Такой процесс периодически повторяется и создаваемое диполем перемен-

ное электромагнитное поле распространяется от него в виде сферической элек-

тромагнитной волны

(рис. 4.4.4).

В такой вол-

индикатор

+

не Е колеблется в плоскости оси диполя,

Н – в

перпендикулярной

плоскости.

Интенсивность

±

l

±

излучения зависит от направления луча (от угла

+

ϕ).

На рис. 4.4.5

представлена полярная диа-

Рис. 4.4.7

Рис. 4.4.6

грамма направленности излучения диполя. Как

+

видно, Imax

при

ϕ =

π

и

Imin = 0

при

ϕ = 0.

Рис. 4.4.3

2

Другим примером возбуждения электромагнитного излучения является откры-

тый колебательный контур.

Рассмотренный в предыдущей главе колебатель-

ный контур является закрытым. В нем энергия электрического поля сосредото-

чена в конденсаторе, а магнитного – в катушке. Если раздвинуть пластины кон-

денсатора, то получим открытый колебательный контур,

в котором возбуж-

даемые колебания могут распространяться в пространстве в виде электромаг-

нитных волн (рис. 4.4.6).

Видоизмененный

открытый

колебательный

контур

применил

Г.Герц

(1888 г.)

и впервые экспериментально обнаружил существование электромаг-

нитных волн. Вибратор Герца состоял из двух стержней, разделенных искро-

вым промежутком (рис. 4.4.7).

При подаче высокого напряжения от индукци-

онной катушки в промежутке проскакивала искра. Она закорачивала промежу-