Дифференциальное уравнение электромагнитного волнового процесса. Основные свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга.

Основными свойствами электромагнитных волн являются:

1)поглощение;

2)рассеяние;

3)преломление;

4)отражение;

5)интерференция;

6)дифракция;

7)поляризация.

Вектор Пойнтинга (также вектор Умова — Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля, одна из компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить черезвекторное произведение двух векторов:

 (в системе СГС),

 (в системе СИ),

Как показывает опыт, электромагнитные волны могут производить различные действия: нагревание тел при поглощении света, вырывание электронов с поверхности металла под действием света (фотоэффект). Это свидетельствует о том, что электромагнитные волны переносят энергию. Эта энергия заключена в распространяющихся в пространстве электрическом и магнитном полях.

Так как модули вектора напряженности электрического и индукции магнитного поля в электромагнитной волне связаны соотношением  , то полную энергию можно выразить только через напряженность электрического поля или индукцию магнитного поля:

.  характеризует плотность энергии в любой момент времени в любой точке пространства.

Плотностью потока энергии называют электромагнитную энергию, переносимую волной за единицу времени через поверхность единичной площади, перпендикулярной к направлению распространения волны:

.

Интерференция света. Условия пространственной и волновой коге­рентности световых волн. Расчет интерференционной картины от двух коге­рентных источников.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

Когерентность — согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных процессов.

Монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной строго определённой частоты.

Волновым цугом называется прерывистое излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов.

Время когерентности — средняя продолжительность одного цуга.

Длина когерентности — расстояние при прохождении которого две или несколько волн утрачивают когерентность.

Радиусом когерентности — называется максимальное поперечное направлению распостранения волны расстояние, на котором возможно проявление интерференции.

Интерференцией света — называется пространственное перераспределение светового потока в результате чего в одних местах возникают максимумы а в других минимуиы интенсивности.

Метод разделения волны излучаемой одним источником.

разность фаз колебаний

максимумы D = m l, d = 2 m p

минимумы D = (2m+1)l/2, d =(2m+1) p

Волны называются когерентными если они имеют одинаковую частоту, разность фаз является функцией координаты и не является функцией от времени, волновые вектора паралельны друг другу и направленны перпендикулярно фронту волны.

Когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени в разных точках плоскости, перпендикулярной направлению их распространения называется пространственной

 Временная когерентность волны характеризует сохранение взаимной когерентности при временном отставании одного из таких лучей по отношению к другому. При этом мерой временной когерентности служит время когерентности – максимально возможное время отставания одного луча по отношению к другому, при котором их взаимная когерентность ещё сохраняется.