Стр.
2 Основные уравнения электродинамики в дифференциальной форме……..16
3 Энергия электромагнитного поля…………………………………………….24
4 Условия единственности решения уравнений электродинамики…………..30
5 Волновые уравнения для векторов поля……………………………………...32
6 Излучение электромагнитных волн…………………………………………..37
6.1 Элементарный электрический излучатель…………………………………..37
6.2 Электромагнитное поле элементарного электрического излучателя………38
6.3 Мощность и сопротивление излучателя……………………………………..44
7 Общие принципы электродинамики………………………………………….45
7.1 Элементарный магнитный излучатель……………………………………….45
7.2 Принцип взаимности…………………………………………………………..46
7.3 Принцип эквивалентности…………………………………………………….49
7.4 Принцип Гюйгенса–Френеля. Элемент Гюйгенса…………………………..49
8 Однородные плоские электромагнитные волны в изотропной среде………51
9 Поляризация электромагнитных волн………………………………………...56
10 Волновые явления на границе раздела сред………………………………….58
10.1 Законы отражения и преломления…………………………………………..58
10.2 Коэффициенты отражения и прохождения…………………………………60
10.3 Нормальное падение. Полное прохождение………………………………..61
10.4 Полное внутреннее отражение………………………………………………61
10.5 Падение электромагнитной волны на границу раздела диэлектрика
и среды с потерями………………………………………………………………..66
11 Поверхностный эффект……………………………………………………….69
Список использованных источников…………………………………………….71
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Электромагнитное поле по сравнению с веществом является особой формой существования материи. Сходство электромагнитного поля (ЭМП) с веществом в том, что оно обладает массой и, следовательно, для него справедливы инерциальные силы, закон сохранения энергии, так как масса и энергия связаны между собой, и другие характеристики, связанные с массой. Это закон сохранения количества движения (импульс) и другие. Различие состоит в том, что ЭМП не имеет массы покоя, оно обладает массой только в движении. Эта масса очень мала, и поэтому скорость движения ЭМП в вакууме постоянна и равна скорости света (с≈3·108 м/с). ЭМП может существовать в любой среде и распространяться, то есть переносить информацию на любые расстояния. Идеальной средой является вакуум. Среда оказывает влияние на ЭМП, энергия частично поглощается в среде, изменяется направление распространения, среда вносит искажения в передаваемую информацию. Влияние среды очень важно знать для его учета в задачах электродинамики при расчетах характеристик систем передачи информации.
Рассмотрим структуру ЭМП. Оно состоит из электрического и магнитного полей, связанных между собой внутренней связью. Если эта связь ослабевает или исчезает, то ЭМП теряет свои особые свойства, оно перестает распространяться и не будет переносить информацию. Эти две стороны единого электромагнитного процесса равноправны во всех своих проявлениях, то есть существует симметрия между электрическим и магнитным полями. Они в равной степени переносят информацию, то есть информация в равной мере содержится как в электрическом, так и в магнитном поле.
Источники ЭМП. В природе существует положительное электричество (заряд позитрона и др.) и отрицательное (заряд электрона и др.). Заряженная частица создает вокруг себя собственное электрическое поле. Под зарядом понимается свойство частиц материи, характеризующее их взаимосвязь с собственным электромагнитным полем. Электрические заряды (q, Q) создают вокруг себя электрическое поле. Заряды могут передвигаться в пространстве и изменяться во времени, тогда они будут создавать изменяющееся во времени электрическое поле. Движущиеся электрические заряды относительно наблюдателя будут создавать магнитное поле. Разделение ЭМП на электрическое и магнитное имеет относительный характер, то есть зависит от выбора отсчета. Например, если наблюдатель движется с той же скоростью и в том же направлении, что и электрический заряд, то он не зафиксирует магнитного поля. Другой наблюдатель, неподвижный относительно движущегося заряда, его зафиксирует.
ЭМП имеет достаточно много особых свойств. Одно из них – изменяющееся во времени электрическое поле создает изменяющееся во времени магнитное поле, и наоборот. Таким образом, источником электрического поля являются электрические заряды, неподвижные и движущиеся, а также изменяющиеся во времени магнитное поле. Источником магнитного поля является изменяющееся во времени электрическое поле и движущиеся заряды, то есть различные виды электрических токов (постоянные, переменные, молекулярные токи). Источники ЭМП подразделяются на первичные и вторичные. Первичные источники создают ЭМП, но сами от него не зависят, а вторичные создаются, наводятся уже существующими ЭМП, и сами в свою очередь создают вторичное ЭМП. Есть еще сторонние источники, ими могут быть и первичные, и вторичные источники. Это все источники, находящиеся за пределами рассматриваемого объема.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
