§4. Когерентные волны. Интерференция волн
Когерентные волны – это волны одинаковой частоты, имеющие постоянную разность фаз, не меняющуюся со временем.
При наложении когерентных волн в разных точках пространства возникают усиления или ослабления результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн. Это явление называется интерференцией.
Если
до момента встречи двух когерентных
волн, разность хода кратна нечетному
числу полуволн (
),
то при наложении этих волн, они гасят
друг друга:
Если
же разность хода волн до встречи они
проходят разность хода, на которой
укладывается четное число полуволн
(
),
то волны приходят в точку встречи в
одинаковых фазах и при наложении их
амплитуды складываются, то есть они
усиливают друг друга:
-
геометрическая разность хода двух волн
до какой-либо точки пространства
Если
(m
= 0, 1, 2, 3 …) → условие min.
Если
(m
= 0, 1, 2, 3 …) → условие max.
§5. Электромагнитные волны.
Электромагнитные волны - это распространение в пространстве индуктивно связанных между собой переменных электрического и магнитного полей.
Из уравнений Максвелла следует, что векторы напряженностей Е и Н переменного электромагнитного поля удовлетворяют волновому уравнению типа
(1)
Фазовая
скорость:
(2)
в
вакууме ε=1 μ=1
Т.
к.
<1,
то в любой среде V
< C.
Основные свойства электромагнитных волн:
Электромагнитные волны поперечны (V
E;
V
H).
и
колеблются всегда в одинаковых фазах.Мгновенные значения Е и Н в любой точке связаны соотношением:
(3)
т. е. Е и Н одновременно достигают max и одновременно обращаются в нуль.
Волновым уравнениям (1) соответствуют уравнения плоской монохроматической волны:
где
- волновое число.
§6. Энергия электромагнитных волн
Объемная плотность энергии:
Учитывая →
Модуль плотности потока энергии:
вектор
Умова- вектор плотности потока энергии,
он направлен в сторону распространения
электромагнитной волы.
Импульс
электромагнитного поля:
; W
– энергия, с – скорость.
Т.
к.
Универсальный закон природы - определяет соотношение между массой и энергией свободного электромагнитного поля