13. Плоские однородные волны в поглощающих средах.

Запишем уравнения Максвелла для электромагнитных волн, распространяющихся в поглощающей среде:

В системе диэлектрическая и магнитные проницаемости величины комплексные, следовательно, волновое число также комплексная величина:

Так как имеет место квадратный корень, k’ и k” могут иметь различные

знаки. В дальнейшем покажем, что выбранные нами знаки соответствуют

принципу физической реализуемости.

Где - постоянная распространения (фазовая постоянная); k” - постоянная затухания.

Плюс перед k’ соответствует волне, распространяющейся от источника, минус перед k” приводит к затуханию волны при увеличении расстояния от источника. Напряженность электрического поля запишется в следующем виде:

Амплитуда в электромагнитной волне убывает по экспоненциальному закону

Затухание L в Неперах определяется по формуле:

Чаще затухание дается в децибелах:

Волновое число:

Будем рассматривать немагнитные среды, т.е . В этом случае:

Где

Возведем в квадрат и приравняем действительные части получившегося комплексного уравнения.

Отсюда

Эти выражения описывают электромагнитные волны в любой среде.

А)Электромагнитные волны в проводящих средах.

Рассмотрим типичный диэлектрик, для которого  1.

воспользоваться разложением в ряд Тейлора:

-для идеального диэлектрика

Сравнивая видим, что постоянная распространения электромагнитных волн в реальном диэлектрике , практически не отличается от постоянной распространения в идеальном диэлектрике. То есть можно считать, что

или

затухание электромагнитной волны в хорошем диэлектрике невелико, так как проводимость в такой среде очень мала.

Б) Электромагнитные волны в проводящих средах

В случае проводящих сред >> 1.

Из уравнения следует ,что:

-затухание электромагнитных волн проводящей среде зависит от частоты, и так как проводимость велика, то велико и затухание.

- проводящая среда является дисперсионной, так как в ней фазовая скорость зависит от частоты:

Как видно, реальные проводники и диэлектрики резко различаются по характеру распространения электромагнитных волн.

14.Поляризация плоских волн

Если в любой момент времени в любой точке пространства можно определить положение векторов E и H , в этом случае говорят, что излучение поляризованное. Плоскость, проходящая через вектор E и направление распространения, называется плоскостью поляризации. Волновые процессы имеют произвольный фазовый сдвиг

Общее поле определяется суперпозицией заданных полей. В плоскости z =0

Векторы каждого из полей имеют только по одной проекции:

Освободимся от временной зависимости.

Рассмотрим некоторые частные случаи:

1. – линейная поляризация .Угол наклона к оси Z определяется суммой двух векторов и не меняется в процессе распространения электромагнитной волны - такая поляризация называется линейной. Любую поляризованную волну можно разделить на две(и наоборот) составляющие ортогональны и синфазные.

2. 

Современем вектор напряженности электрического поля перемещается по часовой стрелке, если смотреть вдоль распространения волны. Это правая эллиптическая поляризация.

Таким образом, чтобы получить волну с круговой поляризацией, исходные волны должны быть ортогонально линейно поляризованы, иметь одинаковые амплитуды и фазовый сдвиг, равный . Для волны с круговой поляризацией можно записать:

В комплексной форме

Легко показать, что две волны с круговой поляризацией могут в сумме образовывать волну с линейной поляризацией.