1. Первое уравнение Максвелла. Физический смысл.

Первое уравнение Максвелла (закон полного тока) аналитически выражает тот факт, что если какую либо поверхность пронизывают силовые линии вектора плотности тока, то циркуляция вектора по замкнутому контуру, ограничивающему эту поверхность не равна нулю. Это означает, что вокруг силовых линий вектора плотности тока существуют замкнутые силовые линии магнитного поля, магнитное поле имеет вихревой характер. Источником вихревого магнитного поля может являться как ток проводимости, так и ток смещения.

2. Второе уравнение Максвелла. Физический смысл.

Второе уравнение Максвелла (закон электромагнитной индукции) аналитически выражает тот факт, что если поток вектора магнитной индукции , пронизывающий поверхность S, изменяется во времени, то циркуляция вектора по замкнутому контуру, ограничивающему эту поверхность, не равна нулю. Это означает, что источником вихревого электрического поля является изменяющееся во времени (переменное) магнитное поле. Вихревое электрическое поле не существует, если магнитное поле постоянно, т.е. если производная по времени от магнитного потока равна нулю

3.Третье и четвёртое уравнения Максвелла

Третье уравнение Максвелла (закон Гаусса) обобщает тот факт, что источником безвихревого электрического поля, силовые линии которого не замкнуты, являются электрические заряды.

Четвертое уравнение Максвелла аналитически выражает тот экспериментальный факт, что в природе не существуют магнитные заряды - источники векторов магнитного поля. В четвертом уравнении записано, что поток вектора , проходящий через замкнутую поверхность, всегда равен нулю. Это означает, что силовые линии вектора всегда замкнуты, т.е. не имеют ни начала (истока) ни конца (стока).

4. Перенос энергии эмв. Вектор Пойтинга.

Основной особенностью волнового процесса является способность переносить энергию без переноса вещества. Носителями электромагнитной энергии являются электрическая и магнитная составляющие поля. Плотность энергии (количество энергии в единичном объеме), носителем которой является электрическое поле, определяется формулой:

где ε – диэлектрическая проницаемость среды, Е – напряженность электрического поля.

Плотность энергии, носителем которой является магнитное поле, равна:

где μ – магнитная проницаемость среды, Н – напряженность магнитного поля.

Количество энергии, переносимой электромагнитной волной, и направление переноса характеризуются вектором Пойтинга.

Направление вектора Пойтинга совпадает с направлением перемещения энергии. Модуль вектора Пойтинга равен мощности переносимой волной через единичную площадку, расположенную перпендикулярно этому вектору. Вектор Пойтинга равен векторному произведению векторов и электромагнитной волны .

Модуль вектора Пойтинга равен ,

5. Поляризация электромагнитных волн.Поляризация волны определяется законом изменения направления и величины вектора в данной точке за период колебания. Поляризацию удобно определять раздельно по двум признакам - по изменению конца вектора в течение периода колебаний и по положению вектора относительно выбранной системы пространственных координат.

По положению вектора относительно поверхности Земли различают волну с вертикальной поляризацией, при которой вектор лежит в плоскости, перпендикулярной к поверхности Земли, и с горизонтальной, при которой находится в плоскости, параллельной земной поверхности.

6. Интерференция радиоволн. При излучении радиоволн сложными антенными устройствами, состоящими из нескольких излучателей (вибраторов или щелей), радиоволны от отдельных излучателей налагаются друг на друга, т.е. интерферируют между собой. Амплитуда результирующей волны в разных направлениях оказывается различной, что и определяет диаграмму направленности (ДН) антенны.

В простейшем случае интерференция при распространении радиоволн возникает прежде всего из-за отражения волн от поверхности Земли.

7. Дифракция радиоволн Радиоволна, сталкиваясь при распространении в однородной среде с препятствием, изменяется по амплитуде и фазе и проникает в область тени, как бы отклоняясь от прямолинейного пути. Это явление называется дифракцией радиоволн.

Явление дифракции волн на сферической поверхности Земли является одной из причин приема радиосигналов за пределами прямой видимости, когда передатчик и приемник разделены выпуклостью земного шара.

8.Рефракция радиоволн. Под явление рефракции ЭМВ понимается изменение направления распространения волны (луча) при изменении показателя преломления n среды, через которую эта волна проходит. Преломляющие свойства воздушной среды принято оценивать индексом преломления.