Билет51 Ток смещения. Вихревое электрическое поле Первое уравнение Максвелла.

Для установ-я кол-ых соотношений м/д измен-ся эл полем и вызываемым им магн полем Максвелл ввел пнятие ток смещения. Ток вблизи обкладок конден-ра:

- плотность тока смещ-я.

В диэл-ке , где дР/дt – плотность тока поляризации.

По Максвеллу, измен-щееся во времени магн поле попрождает эл поле Ев, циркул-я которго:

Сравнивая эти выраж-я, Ев в отличие от Еq не равно нулю, то значит эл поле Ев, возбуж-ое магн полем, как и само магн поля явл-ся вихревым.

Первое уравнение Максвела является обобщением закона электро-магнитной индукции Фарадея. Замкнутый ∫[L] E(в)dl(в) = - dФ/dt; Ф=∫[S]B(в)dS(в); Замкнутый ∫ E(в)dl(в) = - ∫[S] dB(в) dS(в) / dt – первое уравнение Максвела в интегральной форме. Чтобы перейти от интегральной в дифференциальную форму воспользуемся теоремой Стокса: замкнутый ∫[L] E(в)dl(в)=∫[S] rotE(в)dS(в)= - ∫[S] ∂B(в) dS(в)/∂t;

rotE(в) = - ∂B(в)/∂t – первое уравнение Максвела в дифференциальной форме.

Билет52 Уравнения Максвелла в интегральной форме.

В основе теории Максвелла лежат четыре урав-я: 1) Эл поле может бть как потенц-м так и вихревым; 2) Обобщенная Th о цир-и вектора Н. 3) Тh Гаусса для поля D; 4) Th Гаусса для поля В.

В интегр форме:

;

.

Билет53 Скорость распространения электромагнитных волн в средах.

Эл-маг волны распр-ся в вещ-ве с конеч скоростью , здесь ε и μ – диэл-ая и магн проницаемости вещ-ва, ε0 и μ0 – эл и магн постояные.

Скорость эл-магн волн в вакууме (ε = μ = 1): Скорость С распространения эл-маг волн в вакууме явл одной из фундаментальных физ постоянных.

Вывод Максвелла о конеч скорости распр-ия эл-маг волн находился в противоречии с принятой в то время теорией дальнодействия, в кот скорость распр-ия электрич и магн полей принималась бесконечно большой. Поэтому теорию Максвелла наз теорией близкодействия.

Билет54 Вектор Умова-Пойтинга. Энергия электромагнитных волн.

Модуль плотности потока энергии: S=wV=ЕН. Вектор плотности потока эл-магн энергии наз вектором Пойтинга: Вектор S направлен в сторону расспрос-я эл-магн волны, а его модуль равен энергии, переносимой эл-магн волной за еденицу времени ч/з еденич площадку, перпен-ую распростр-ю волны.

Объемн плотность энергий склад-ся из wэ и wм:

Энергия эл-магн поля равна: W=mc^2 – это наз универсальным законом природы.

Если выделить площадку S, ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны, то за малое время Δt через площадку протечет энергия ΔWэм, равная ΔWэм = (wэ + wм)υSΔt.

Билет55 Опыты Герца. Открытие радиосвязи.

Опыты Герца заключались в отражении луча рефлектора от металлического листа, установленного на его пути. Отражаясь от него, луч попадал к приемнику и «сигнализировал» о своем существовании. Стоило убрать лист — сигнализация прекращалась. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаются различными материалами. И прежде всего внимание ученого здесь привлекло само существование известных раннее лишь в теории электромагнитных волн. Но он даже и не задумался о каком-либо практическом применении свойств этих волн – направленности и отражении.

Спустя немного времени, наш соотечественник, А. С. Попов, впервые применил эти лучи для связи на расстоянии без проводов. Попутно с работами по радиосвязи он сделал еще одно важное открытие, в 1897 году во время опытов по радиосвязи на Балтийском море зарегистрировал влияние корабля, пересекающего трассу радиоволн, на силу сигнала. В своем отчете о проведении опытов ученый писал следующее: «Наблюдалось также влияние промежуточного судна. Так, во время опытов между „Европой“ и „Африкой“ попадал крейсер „Лейтенант Ильин“, и если это случалось при больших расстояниях, то взаимодействие приборов прекращалось, пока суда не сходили с одной прямой линии».

Это случайное открытие и послужило началом новому средству наблюдения — радиолокации.

Билет56 Шкала электромагнитных волн Электромагнитные волны классифицируются по длине волны или связанной с ней частотой волны. Отметим также, что эти параметры характеризуют не только волновые, но и квантовые свойства электромагнитного поля. Соответственно в первом случае электромагнитная волна описывается классическими законами, изучаемыми в данном томе, а во втором - квантовыми законами.Рассмотрим понятие спектра электромагнитных волн. Спектром электромагнитных волн называется полоса частот электромагнитных волн, существующих в природе.Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют: Радиоволны;Инфракрасное излучение;Световое излучение;Рентгеновское излучение;Гамма излучение. Различные участки электромагнитного спектра отличаются по способу излучения и приёма волн, принадлежащих тому или иному участку спектра. По этой причине, между различными участками электромагнитного спектра нет резких границ.Радиоволны изучает классическая электродинамика. Инфракрасное световое и ультрафиолетовое излучение изучает как классическая оптика, так и квантовая физика. Рентгеновское и гамма излучение изучается в квантовой и ядерной физике.