Физика

Введение Маслова. Понятие Тока смещения позволило ему создать единую теорию электрических и магнитных явлений. Основным следствием теории Маслова был вывод о существовании электромагнитных волн распространяющихся со скоростью света. Основу электромагнитной теории образует уравнение Маслова.

Переменные электрические и магнитные поля являются вихревыми и соответственно описываются ротором, какого-то вектора, который имеет вид

(формула №1)

Тогда первые два уравнения Маслова запишутся следующим образом:

Первое из этих уравнений связывает значение напряженности электрического поля e c изменением вектора индукции B магнитного поля и по сути является выражением закона электромагнитной индукции (Закона Фарадея)

Второе уравнение является Теоремой Остроградского-Гаусса для магнитного поля.

Следующие два уравнения имеют вид:

divD=D=

Уравнение три устанавливает связь между токам проводимости g и смещения с точкой и порождающим их магнитным полем H.

Уравнение четыре показывает, что источником появления вектора D является сторонние или свободные заряды. Уравнение 1 4 представляет собой уравнение Маслова в дифференциальной форме.

Каждое из векторных уравнений 1 4 можно записать в проекциях на декартовую систему координат (скалярную систему).

dEx\dy-dEy\dt= -dBx\dt (1)

dEx\df-dEf\dx= - dBy\dt (2)

dEy\dx-dEx\dy= -dBf\dt (3)

dBx\dx+dBy\dy+dB8\df= 0 (4)

dH

Мы получили 8 уравнений, в которых содержится 12 неизвестных. Для решения этой системы уравнений необходимо добавить уравнения, которые называются уравнениями связи.

(уравнения связи)

Уравнение Максвела в интегральной форме.

Волновое уравнение для электромагнитной волны. Свойства электромагнитных волн.

Если среда представляет собой однородный изотропный диэлектрик, то волновое уравнение для электромагнитной волны имеет вид:

Волновое уравнение показывает, что электрическое поле Е и магнитное H могут распространяться в пространстве, то есть существуют электромагнитные волны. Векторы Е и Н в электромагнитной волне перпендикулярны друг-другу и взаимно перпендикулярны направлению распространению магнитной волны.

Спектры электромагнитного излучения

Область существования электромагнитного спектра называется спектром.

Различают участки спектра электромагнитного излучения отличающихся друг от друга длинной волны лямбда характеризующей волновые свойства и собственной частотой колебаний ню характеризующей квантовые свойства излучения. Электромагнитный спектр делиться на радиоволны, инфракрасные видимые волны, ультрафиолетовые, рентгеновское и Гамма-излучение. Эти участки спектра отличаются не по своей физической природе, а по способу генерации и приему излучения и границы между этими спектрами условно.

Законы распространения света

Закон прямолинейного распространения света. Согласно этому закону свет в прозрачной однородной среде распространяется по прямым линиям. Отступлением от этого закона является дифракция света.

Закон независимости световых пучков.

Этот закон состоит в том, что распространите всякого светового пучка в среде совершенно не зависит от того есть ли другие пучки света или нет. Световой пучок, прошедший через какую либо область пространства, выходит из нее одним и тем же независимо от того заполнено ли это пространство другим светом или нет. Закон независимости световых пучков необходимо дополнить утверждением определяющих совместное действие световых пучков при их наложении друг на друга. Это утверждение состоит в том, что освещенность экрана, создаваемая несколькими световыми пучками равна сумме освещенностей создаваемых каждым пучком в отдельности. Это утверждение не выполняется в случае интерференции света. Законы прямолинейного распространения и независимости световых пучков позволяют дать определение световых пучков. С математической точки зрения, луч есть линия вдоль которой распространяется свет. С физической точки зрения под словом луч понимается бесконечно узкий световой пучок, который еще может существовать независимо от других пучков.

Закон отражения.

Когда луч достигает плоской границы раздела двух прозрачных сред он частично преломляется, а частично отражается. Закон отражения утверждает, что падающий и отраженные лучи лежат в одной плоскости с нормалью границы раздела в точке падения. Угол падения Ф равен углу отражения Ф’ Плоскость образованная падающим лучом, нормальным или отраженным лучом – плоскость падения.

Закон преломления.

Этот закон был открыт голландским ученым Снеллиусом. Согласно закону преломления Снеллиуса преломленый луч лежит в плоскости падения, а отношение синуса угла падения φ к sin угла падения ψ, для рассматриваемых сред зависит от длинны световой волны и оптических свойств среды.

Постоянная величина n_2,1 характеризует jgnbxtcrbt свойства и называется относительным показателем преломления или коэффицентомпреломления второй среды относительно первой.

Где n₂ показатель второй среды n₁ первой. Показатель преломления среды относительно вакуума или воздуха называется абсолютным показателем (коэффициента преломления) и обозначается буквой n.

Интерференция света. Условия возникновения интерференции.

Интерференция процесс наложения световых волн друг на друга приводящий к возникновению максимумов и минимумов. Возникает интерференционная картина. Пусть складываются две световые волны, колебания которых описываются уравнениями

S1

S2

Где А₁ и А₂ амплитуды колебаний первой и второй волн. Где Ω циклическая частота колебаний. α₁ и α₂ ….. Тогда квадрат амплитуды результирующих колебаний определяется формулой

А₂ = А²₁₊

Квадрат амплитуды А² равен интенсивности…. Волны, тогда в точках пространства где Cos α₂- α₁ больше нуля интенсивность i будет превышать сумму i₁+i₂ возникает максимум. Если косинус α₂-α₁ меньше нуля интенсивность i < i₁+i₂ возникает минимум. Если рассматривать два когерентных одинаковые длинны волны и частоты колебания расспростроняющих в двух средах с различными показателями преломления n₁ и n₂ т.е. фазовые скорости распространения световых волн в этих средах равны, то разность фаз а α ₂-α ₁ результирующей волны будет равна. Где омега циклическая частота световой волны, ню собственная частота, с скорость света, λ₀ длинна световой волны в вакууме.

Введем обозначение где L=n×S называется оптической длинной. Разность оптических длин проходимых волнами путей называется оптической разностью хода. Преобразуем уравнение результирующей волны к виду где дельта анализ этой формулы, дает нам условия интерференции. Если ∆ равна целому числу, то разность фаз становиться кратным 2π cos 2π =1 возникает условие максимума. Если ∆ равна полуцелому числу волн в вакууме, то колебание в точке наблюдения находится в противофазе и гасят друг друга условия минимума.