2858
.pdfэффициенты отражения и преломления электрической и магнитнойсоставляющих указанных волн. ФормулыФренеля имеют разный вид для вертикально- и горизонтально-поляризован- ной волн. Переход в формулах от одной поляризации к другой осуществляется по правилу перестановочной двойственности.
Полное прохождение плоской электромагнитной волны через границу раздела разных сред возможно лишь при вертикальной поляризации волны и падении ее под углом Брюстера. Во всех других случаях обязательно возбуждается отраженная волна. Исключение составляет пример нормального падения волны на границу раздела разных сред с одинаковыми волновыми сопротивлениями (случай полного согласования сред).
Полное отражение плоской электромагнитной волны от границы раздела разных сред возможно при падении волны под углами, большими критического, из оптически более плотной на оптически менее плотную среду. Полное отражение имеет место для волн любой поляризации. Независимо от угла падения полное отражение обеспечивается поверхностью идеального металла.
При падении волны на поверхность хорошо проводящего материала в точках непосредственно над этой поверхностью соотношение между касательными к ней электрической и магнитной составляющими определяется параметрами хорошо проводящей среды.
Если плоская волна взаимодействует с движущейся границей раздела сред, то отраженная и преломленная волны имеют частоты, отличные от частоты падающей волны. В частности, частота отраженной волны возрастает, когда падающая волна и граница раздела сред движутся навстречу друг другу. В обратном случае частота отраженной волны уменьшается по сравнению с падающей.
Гладкая поверхность раздела сред всегда (если обе среды линейны и изотропны) обеспечивает зеркальное отражение падающей волны. Однако, если пограничная поверхность шероховатая, зеркальный закон отражения заменяется диффузным
178
(всенаправленным). Шероховатой можно считать поверхность, средняя высота неровностей которой превышает некоторую допустимую величину, оцениваемую по критерию Рэлея.
При падении плоской волны на поверхность анизотропной среды процесс возбуждения отраженной и преломленной волн усложняется. В частности, при нормальном падении плоской линейно-поляризованной волны из изотропной среды на анизотропную (продольно-намагниченную) отраженная и преломленная волны приобретают эллиптическую поляризацию с различными углами поляризации и эллиптичностями. Когда обе соприкасающиеся среды анизотропны, нормально падающая вдоль направления намагничивания волна может иметь только круговую (правую или левую) поляризацию, которая сохраняется в отраженной и преломленной волнах.
179
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Федоров Н.Н. Основы электродинамики: учеб. пособие для вузов / Н.Н. Федоров. – М.: Высш. шк., 1980. – 399 с.
2.Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн: учеб. пособие для вузов / В.В. Никольский, Т.И. Никольская. – М.: Наука, 1989. – 544 с.
3.Баскаков С.И. Основы электродинамики: учеб. пособие для вузов / С.И. Баскаков. – М.: Советское радио, 1973. – 248 с.
4.Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 6. Электродинамика/ Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. – М.: Мир, 1966. – 340 с.
5.Кугушев A.M. Основы радиоэлектроники. Нелинейные электромагнитные процессы / A.M. Кугушев, H.С. Голубева. –
М.: Энергия, 1977. – 335 с.
6.Тарасов Л.В. Физические основы квантовой электроники (оптический диапазон) / Л.В. Тарасов. – М.: Советское ра-
дио, 1976. – 368 с.
7.Ярив А. Оптические волны в кристаллах / А. Ярив,
П. Юх. – М.: Мир, 1978. – 472 с.
8.Гольдштейн Л.Д. Электромагнитные поля и волны / Л.Д. Гольдштейн, Н.В. Зернов. – М.: Советское радио, 1972. – 664 с.
9.Грудинская Г.П. Распространение радиоволн / Г.П. Гру-
динская. – М.: Высш. шк., 1975. – 428 с.
180
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение..................................................................................... |
3 |
1. Основные законы технической электродинамики ............. |
7 |
1.1. Экспериментальная основа теории |
|
электромагнитного поля....................................................... |
7 |
1.2. Система уравнений Максвелла..................................... |
9 |
1.3. Материальные уравнения электродинамики............... |
19 |
1.4. Уравнения Максвелла для гармонических |
|
электромагнитных процессов............................................... |
23 |
1.5. Энергетические соотношения электродинамики........ |
25 |
1.6. Потенциалы электромагнитного поля.......................... |
33 |
1.7. Уравнения движения электромагнитного поля ........... |
34 |
1.8. Опережающие и запаздывающие потенциалы поля... |
39 |
1.9. Некоторые принципы технической |
|
электродинамики................................................................... |
41 |
1.10. Основные результаты первой главы........................... |
55 |
2. Излучение электромагнитных волн..................................... |
58 |
2.1. Поле электрического диполя......................................... |
58 |
2.2. Поле магнитного диполя................................................ |
70 |
2.3. Поле элемента Гюйгенса................................................ |
74 |
2.4. Основные результаты второй главы.............................. |
76 |
3. Распространение плоских электромагнитных волн |
|
в безграничном пространстве.................................................. |
82 |
3.1. Волны в однородных изотропных средах.................... |
83 |
3.2. Влияние потерь в среде на распространение |
|
электромагнитной волны.......................................................... |
85 |
3.3. Волны в анизотропном ферримагнетике...................... |
89 |
3.4. Волны в анизотропной плазме...................................... |
97 |
3.5. Волны в анизотропных кристаллах.............................. |
109 |
3.6. Волны в неоднородных средах...................................... |
119 |
3.7. Волны в нелинейных средах......................................... |
123 |
3.8. Фазовая самомодуляция и временнόе сжатие.............. |
137 |
181 |
|
3.9. Волны в активных средах.............................................. |
143 |
3.10. Основные результаты третьей главы.......................... |
146 |
4. Взаимодействие электромагнитных волн с границей |
|
раздела сред............................................................................... |
151 |
4.1. Законы Снелля................................................................ |
152 |
4.2. Законы Френеля.............................................................. |
155 |
4.3. Условия полного отражения и преломления ............... |
158 |
4.4. Нормальное падение волны на границу |
|
раздела сред............................................................................... |
162 |
4.5. Взаимодействие волны с поверхностью хорошо |
|
проводящей среды..................................................................... |
164 |
4.6. Падение волны на подвижную границу |
|
раздела сред........................................................................... |
167 |
4.7. Отражение от неровной поверхности.......................... |
169 |
4.8. Взаимодействие волны с поверхностью |
|
анизотропной среды ................................................................. |
171 |
4.9. Основные результаты четвертой главы........................ |
177 |
Библиографический список..................................................... |
180 |
182
Учебное издание
Юдин Владимир Иванович Останков Александр Витальевич
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ВОЛНЫ. ВОЛНЫ В БЕЗГРАНИЧНЫХ
ИПОЛУБЕСКОНЕЧНЫХ СРЕДАХ
Вавторской редакции
Подписано в печать 13.12.2007. Уч.-изд. л. 11,2. Заказ № .
ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет"
394026 Воронеж, Московский просп., 14