Введение в курс: Электромагнитные поля и волны.
1.Основные понятия.
Под электромагнитным полем понимают вид материи, характеризующийся совокупностью взаимосвязанных и взаимнообусловливающих друг друга электрического и магнитного полей.
Электромагнитное поле обладает характерными для него электрическими и магнитными свойствами доступными наблюдению.
Силовое
воздействие поля на электрические
заряды и токи положено в основу определения
основных векторных величин, которыми
характеризуется электромагнитное поле.
Этими векторными величинами являются
напряженность электрического поля + и
индукция магнитного поля
.
P.S.
Единицы измерения и физический смысл
величин
и
.
Почему эти величины векторные? Методы
их наблюдения (экспериментального
наблюдения).
Силовой
характеристикой электрического поля
является вектор
напряженности этого поля
,
где
- сила, действующая на единичный
положительный заряд (ЕПЗ) q,
помещенный в данную точку. Направление
вектора напряженности совпадает с
направлением вектора силы
,
действующей на ЕПЗ. Единица измерения
- H/Кл;
1Кл - это такой заряд, который переносится
силой тока 1А за 1 секунду через поперечное
сечение проводника; 1Н-это такая сила,
которая телу массой в 1 кг сообщает
ускорение в
.
Смысловой характеристикой магнитного поля является вектор индукции магнитного поля (магнитная индукция). Понятие о векторе магнитной индукции вводится на основании одного из трех опытов:
Ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током
отклонение проводника с током в магнитном поле.
отклонение пучка электрически заряженных частиц, движущихся в магнитном поле.
Сила,
действующая на проводник с током,
помещенный в магнитное поле определяется
Законом Ампера:«На малый отрезок
проводника с током силы J
и длинной
помещенного в однородное магнитной
поле с индукцией
действует сила
,
модуль которой равен
,
где
угол между
и проводником с током (правило левой
руки). В отличие от кулоновских сил,
которые являются центральными. Сила
Ампера не является центральной. Она
направлена перпендикулярно к линиям
магнитной индукции. Т.о. модуль вектора
в данной точке однородного магнитного
поля равен наибольшей силы, которая
действует на помещенный в окрестности
данной точке проводник единичной длинны
в единицу силы тока при условии, что
проводник расположен перпендикулярно
к линиям индукции.
Единицей
(Си) В является тесла (Тл). 1Тл - магнитная
индукция такого поля, которая действует
на единичный элемент тока
,
расположенный перпендикулярно с силой
в 1Н.
P.S. Какие поля вы знаете? Гравитационная, температурная.
Электромагнитной волной называют распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле. Электромагнитная волна характеризуется векторами напряженности электромагнитного поля и индукции магнитного поля , составляющих единое электромагнитное поле. Электромагнитные волны подразделяются на радиоволны и световые волны.
Возможность существования электромагнитных волн обусловлена тем, что существует связь между переменным электрическим и магнитным полями. Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле. Существует и обратное явление: переменное во времени электрическое поле, например в вакууме или диэлектрике порождает вихревое магнитное поле.
P.S.Попробуйте отобразить наглядно (графически) возможность существования электрических волн.
P.S.Какие волны вы изучали или знаете?