41. Світловий вектор

Світловий вектор, визн величину і напрям перенесення тієї частини енергії елек.маг. випромінюв, яка може бути сприйнята візуально(світлового потоку).В світ хвилях вектори напруж електр поля і магн полявзаємно перпендик і коливаються перпендик до напрямку поширення вектора швид. Тому для повного опису стану поляризації світл пучка необхідно знати поведінку лише одного з векторів. Таким вектором єсвітл вектор– вектор напружелект поля.

Світ випромінюв є сумарним ел.магн випромінюванням величезної кількості атомів. Атоми випромінюють світ хв незалежно один від одного, тому світл хвиля, яка випромінюється тілом, харак-ся різними напрямками коливання світ вектора . В даному випадку рівномірний розподіл в просторі векторівпояснюється великою кількістю атомарних випромінювачів, а рівність амплітуд– однаковою середньою інтенсивністю випромінювання кожного з атомів.

Розглянемо дві взаємно перпенд монохроматичні хвилі, які поширюються вздовж додатного напрямку осі ОХ, де -циклічна частота,– хвильове число, Е1, Е2 – амплітуди,і, – спільна різниця фаз коливаньі.

Щоб знайти траєкторію результуючого коливання світ вектора при додаванні двох взаємно перпенд коливань, визначимо з рівняння для:=,

Оскільки

То Піднесемо до квадрату:

Отримане співвідношення є рівн еліпса, довільно орієнтованого відносно осей ОУ і OZ. Отже, кінець векторав кожній точці поля описує еліпс, який лежить у площині, перпендикулярній до осі ОХ. Така хвиля називаєтьсяеліптично поляризованою.

Якщо де (m= 0,1,2,…), то отримуємо рів еліпса, орієнтованого відносно осей ОХ іOY:

(5)

При еліпс перетворюється в коло. Така хвиля називаєтьсяполяризованою по колу.

Якщо внаслідок яких-небудь зовн впливів появляється переважаючий напрямок коливань вектора , то світло частково поляризоване.

Площина, в якій відбувається коливання вектора, називається площиною поляризації.За міру ступеня поляризації приймають вираздеі- відповідно, макс і мін інтенсивність світла, що відповідають двом перпенд компонентам вектора.

Для природного світла =іP=0. Для плоскополяризованого -=0 іP=1. Для еліптично поляризованого світла поняття ступеня поляризації не застосовується.

42.Вектор Умова-Пойтінга.

Вектор Пойнтинга-векторплотности потока энергииэлектромагнитного поля,одна изкомпоненттензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор ПойнтингаSможно определить черезвекторное произведениедвух вектор(в системе СИ),

где EиH— вектора напряжённостиэлектрическогоимагнитногополей соответственно.

(в комплексной форме),где EиH— векторакомплексной амплитудыэлектрическогоимагнитногополей соответственно.

Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компонентыEиHнепрерывны (см.граничные условия), то векторSнепрерывен на границе двух сред.

Вектор Пойнтинга и импульс электромагнитного поляВ силу симметричности тензора энергии-импульса, все три компоненты вектора пространственной плотности импульса электромагнитного поля равны соответствующим компонентам вектора Пойнтинга, делённым на квадратскорости света:(в системе СИ)

В этом соотношении проявляется материальность электромагнитного поля.

Поэтому, чтобы узнать импульс электромагнитного поля в той или иной области пространства, достаточно проинтегрировать вектор Пойнтинга по объёму.

вектор плотности потока электромагнитнойэнергии называетсявектором Пойнтинга.