Электромагнитные волны

Из теории Максвелла следует не только возможность существования электромагнитных волн, но она позволяет установить и все их основные свойства:

	1. Векторы , и (скорость волны) взаимно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему, не зависящую ни от какой координатной системы.
	2. Векторы и всегда колеблются в одинаковых фазах, причем между мгновенными значениями и в любой точке существует определенная связь: одновременность max, 0 и min.

3. Длина волны (расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе) определяется уравнением:

λ = V·T, где Т – период колебания, зависящий от параметров источника, можно определить по формуле Томсона:

4. Скорость распространения зависит от среды и равна:

,

где С– скорость света в вакууме;

ε и μ – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Так как – показатель преломления среды, то

-----Закон Максвелла

5. Уравнение плоской электромагнитной волны описывает закон изменения или :

,

где – волновое число;

«–» – волна распространяется вдоль оси

«+» – волна распространяется в противоположном направлении от оси

6. Распространение электромагнитных волн сопровождается переносом энергии, характеризующей электромагнитное поле.

Плотность энергии для:

1) электрического поля:

2) магнитного поля:

Следовательно в единице объема электромагнитного поля должна содержатся энергия, равная сумме этих объемных плотностей:

Умножив получим – поток энергии через единицу площади в единицу времени (вектор плотности энергии):

Учитывая, что можно получить:

Вектор был впервые введен в 1874 году русским физиком Николаем Алексеевичем Умовым. В 1884 году понятие о потоке электромагнитной энергии ввел английский физик Дж.Пойтинг, поэтому его называют вектором Умова-Пойтинга (направлен в сторону распространения волны).