77.Электромагнитные волны. Их свойства. Соотношения Максвелла

Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в пространстве.

Электромагнитная волна представляет собой процесс последовательного, взаимосвязанного изменения векторов напряжённости электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно лучу распространения волны, при котором изменение электрического поля вызывает изменения магнитного поля, которые, в свою очередь, вызывают изменения электрического поля.

Свойства электромагнитных волн можно определить исходя из теории Максвелла. Звучит она так, переменное электрическое поле является источником магнитного поля в окружающей среде. Порождаемое поле имеет вихревой характер. То есть силовые линии его замкнуты и имеют форму окружностей.

Первым свойством электромагнитной волны является то, что она поперечна. Это значит, что векторы напряжённости электрического поля и вектор магнитной индукции колеблются в перпендикулярных плоскостях. А направление распространения волны перпендикулярно плоскости образованной векторами.

Скорость распространения электромагнитной волны зависит от характеристик среды. От ее диэлектрической и магнитной проницаемости.

В вакууме электромагнитная волна распространяется со скоростью света. Так как диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума равны единице. И скорость распространения волны зависит только от электрической и магнитной постоянных.

Во время распространения электромагнитной волны в пространстве в ней происходит преобразование электрического поля в магнитное и наоборот. Причем эти процессы происходят одновременно. Потому волна называется электромагнитной. Так как существование в природе отдельно электрической и магнитной волны невозможно. Поскольку они порождают друг друга.

Распространяясь, волна переносит энергию переноса же вещества среды в которой она распространяется не происходит. Частицы среды совершают колебания относительно положения равновесия под действием электрического и магнитного полей. Также как и волны на поверхности воды.

Электромагнитная волна обладает механическим импульсом. То есть оказывает давление на поверхность, которая поглощает или отражает волну. При воздействии волны на тело в нем возникает наведенный ток, на который со стороны волны действует силы Ампера. Это действие ничтожно мало, потому механический импульс тоже мал.

Возбуждение волн может вызываться только зарядами, которые движутся с ускорением. Если заряды движутся с постоянной скоростью как при постоянном токе, то никакой электромагнитной волны не возникнет. Будет существовать только магнитное поле вокруг движущихся зарядов.

Кроме рассмотренных свойств электромагнитная волна обладает теми же свойствами что и световая волна. То есть она способна поглощается и отражается от поверхностей. Данное свойство используется в авиации для обнаружения летательных аппаратов. А также преломляется при переходе из одной среды в другую.

МАКСВЕЛЛА СООТНОШЕНИЯ- соотношения между производными термодинамич. ф-ций:

где P- давление, T- абс. темп-pa, V- объём, S- энтропия.M. с. можно получить из второго начала термодинамики. Напр., из термодинамич. равенства

где U- внутр. энергия, следует первое M. с. как условие того, что dU есть полный дифференциал. Остальные M. с. следуют из того, что энтальпия H, энергия Гельмгольца F и энергия Гиббса G являются характеристическими функциями или термодинамическими потенциалами в переменных S, P; V, T; P, T. Иногда M. с. наз. соотношениями взаимности.