Вопрос 1. Электромагнитная волна и ее основные свойства.

Электромагнитная волна – это процесс распространения в пространстве колебаний электрического и магнитного полей (колебаний напряженности Е и Н). Эта волна переносит энергию электромагнитного поля. Существование электромагнитных волн и их основные свойства следуют из уравнений Максвелла. Свойства:

1. Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами. Наличие ускорения - главное условие излучения электромагнитных волн. 2. Такие волны могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых средах, но и в вакууме. 3. Электромагнитная волна является поперечной.      4. Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с. Распространение электромагнитной волны в диэлектрике представляет собой непрерывное поглощение и переизлучение электромагнитной энергии электронами и ионами вещества, совершающими вынужденные колебания в переменном электрическом поле волны. При этом в диэлектрике происходит уменьшение скорости волны.

5. При переходе из одной среды в другую частота волны не изменяется. 6. Электромагнитные волны могут поглощаться веществом. Это обусловлено резонансным поглощением энергии заряженными частицами вещества. Если собственная частота колебаний частиц диэлектрика сильно отличается от частоты электромагнитной волны, поглощение происходит слабо, и среда становится прозрачной для электромагнитной волны.

7. Попадая на границу раздела двух сред, часть волны отражается, а часть проходит в другую среду, преломляясь. Если второй средой является металл, то прошедшая во вторую среду волна быстро затухает, а большая часть энергии (особенно у низкочастотных колебаний) отражается в первую среду (металлы являются непрозрачными для электромагнитных волн).

Для электромагнитных волн, так же, как и для механических, справедливы свойства дифракции, интерференции, поляризации и другие.

Фронтом волны называют геометрическое место точек, до которых в данный момент времени дошла волна. Он перемещается в пространстве со скоростью распространения волны – скоростью света. Волновой поверхностью называют геометрическое место точек, в которых колебания векторов Е и Н происходят в одинаковой фазе. Волновой фронт – тоже волновая поверхность. Волновых поверхностей можно провести сколь угодно много, волновой фронт – один. Если волновыми поверхностями являются плоскости, то такую волну называют плоской волной. Во всех точках волновой поверхности плоской волны значения векторов Е и Н одинаковы. В зависимости от формы волновой поверхности различают также сферические, цилиндрические и другие виды волн. На значительном удалении от источника небольшие участки волновых поверхностей практически всегда можно считать плоскими. Лучом называют линию, вдоль которой распространяется поток световой энергии. Лучи всегда перпендикулярны волновым поверхностям и фронту волны. В однородной среде лучи – прямые линии.

Вопрос 2. Уравнение плоской монохроматической волны. Скорость волны, длина волны, частота, волновое число.

Уравнение плоской монохроматической волны, распространяющейся вдоль оси Х со скоростью v, имеет вид Монохроматической волной называется бесконечно протяженная в пространстве волна постоянной частоты. Если источником волны является плоскость, перпендикулярная оси X и возбуждающая гармонические колебания напряженности электрического поля с циклической частотой ω и начальной фазой колебаний φ0 Здесь А – амплитуда колебаний напряженности электрического поля в волне; t – время. Знак «минус» соответствует волне, направление распро- 6 странения которой совпадает с направлением оси X , а знак «плюс» – волне, распространяющейся в противоположном направлении

Вид монохроматической электромагнитной волны.

λ – длина волны – кратчайшее расстояние между двумя точками в волне, колеблющимися в одинаковой фазе Под скоростью волны понимают скорость распространения возмущения Волновое число(волновой вектор) – отношение 2П радиан к длине волны.