1 Вопрос.
Максвелла
об этом и говорит:
rotH=jпр +
dD/dt. jпр = 
E
где — проводимость среды, Е — напряженность электрического поля.
Вектор
в любой среде связан с напряженностью
электрического поля:
D
= 
0E.
Второе уравнен ие Максвелла выражает закон электромагнитной индукции Фарадея: ЭДС в любом замкнутом контуре равна скорости изменения (т. е. производной по времени) магнитного потока. Но ЭДС равна касательной составляющей вектора напряженности электрического поля Е, помноженной на длину контура.
rotE = — dB/dt.
Третье и четвертое уравнения Максвелла имеют дело с зарядами и порождаемыми ими полями. Они основаны на теореме Гаусса, утверждающей, что поток вектора электрической индукции через любую замкнутую поверхность равен заряду внутри этой поверхности.
—
для
определения его электрической
индукции
— для определения напряженности
электрического поля
Итак, получено третье уравнение Максвелла: div D = р. Четвертое уравнение утверждает, что магнитных зарядов в природе не существует, поэтому div B = 0.
2 Вопрос
Волновое уравнение как следствие уравнений Максвелла
Пусть волна бежит без поглощения (jE = lE^2=0 => l=0 - диэлектрик).
Допустим, что эл. зарядов нет. Ур. Максвелла: rot H = D'/c, rot E = -B'/c, div D
= 0, div B = 0.
Возьмем два контура - OAMN и OQPA (OA||Z, ON||X, OQ||Y, AM=1). Запишем ур.Максвелла: sum(OAMN) E dl = -1/c dФ_м/dt, sum(OQPA) H dl = 1/c dФ_эл/dt, E = E_x = -1/c dФ_м dt, H = H_y = -1/c dФ_эл/dt. За время dt потоки изменятся на dФ_м=-vBdt, dФ_эл=-vD dt => dФ_м/dt=-vB, dФ_эл/dt=-vD =>
E = v/c * B, H = v/c * D. Векторно E = -1/c [vB], H = 1/c [vD].
Если применить уравнения D = eE, B = mH, получим E = v/c*mH, H = v/c*eE => v = c/sqrt(em).
В вакууме e=m=1, v=c, т.е. электродинамическая постоянная равна скорости света в вакууме.
3 Вопрос
Лучистая энергия передается от тела к телу в виде фотонов электромагнитных волн различной длины (частоты). Значение энергии фотона связано с частотой электромагнитных колебаний соотношением
e = hn = (h×c)/l ,
где e - энергия фотона, Дж; h - постоянная Планка, h = 6,6245´10 -34 Дж´с; n - частота электромагнитных колебаний, Гц; l - длина электромагнитной волны, м.
Частота n и длина волны l, электромагнитного излучения взаимосвязаны со скоростью распространения электромагнитных волн в пространстве (со скоростью света) с = 3×108 м/с соотношением:
с = lv ,
Излучения оптического диапазона спектра электромагнитных колебаний в зависимости от длины волны l делят: на видимое (от 380 до 760 нм), ультрафиолетовое (от 1 до 380 нм) и инфракрасное (от 760 до 106 нм), [1 нм = 10-9 м]
В свою очередь, ультрафиолетовое (УФ) излучение подразделяют: на длинноволновое зоны А (от 315 до 380 нм), средневолновое зоны В (от 280 до 315 нм) икоротковолновое зоны С (от 100 до 280 нм). УФ - излучение с длиной волны менее 100 нм интенсивно поглощается воздухом земной атмосферы и не достигает поверхности земли.
Длинноволновое УФ - излучение зоны А обладает крайне низкой фотобиологической активностью, но способно вызывать видимое свечение некоторых веществ. Поэтому его используют для люминесцентного анализа химического состава различных веществ и биологического состояния продуктов питания.
Средневолновое УФ - излучение зоны В оказывает благоприятное действие на живые организмы, вызывает эритему и загар, способствует лучшему усвоению витамина D, обладает мощным антирахитным действием. Для большинства растений УФ - излучение зоны В неблагоприятно.
Коротковолновое УФ - излучение зоны С обладает бактерицидным действием. Поэтому его применяют для обеззараживания продуктов питания, воды, воздуха, для дезинфекции и стерилизации различного инвентаря и посуды.
Инфракрасное (ИК) излучение также в зависимости от длины волны подразделяют на три зоны: коротковолновую А (от 760 до 1400 нм), средневолновую В (от 1400 до 3000 нм) и длинноволновую С (от 3000 нм до 1 мм).
ИК - излучение практически не поглощается воздухом и большую часть энергии своих фотонов расходует на образование теплоты в поверхностном слое тела нагрева. Глубина проникновения ИК - излучения в поверхностный слой составляет в среднем для воды 30...45 мм, для древесины - 3...7 мм, для сырого картофеля - до 6 мм, для тела животного - 2,5 мм, для зерна - 2 мм. В сельскохозяйственном производстве ИК - излучение используют для местного обогрева молодняка животных и птицы, сушки сельскохозяйственной продукции, лакокрасочных и других покрытий, для дезинсекции.