Интенсивность волны

Рассмотрим распространяющуюся вдоль оси у плоскую гармониче­скую электромагнитную волну, которая описывается функциями (11.32) и (11.33). По формулам (10.11) и (10.12) найдем плотность энергии элек­тромагнитного поля и вектор Умова - Пойнтинга:

S = EmHmj cos2(wt-k y -a). (11.34)

Используя соотношение (11.30), получаем:

w = ε Е2m cos2(w t- к у + a),

где j - единичный вектор, направленный вдоль оси у.

Отметим, что в силу соотношения (11.30) плотности энергии электри­ческого и магнитного полей равны друг другу. Направление вектора 5 плотности потока энергии, как видно из формулы (11.35), совпадает с направлением волнового вектора к, т.е. направление, в котором распро­страняется энергия электромагнитного поля, совпадает с направлением распространения волны. Плотность энергии w и вектор S зависят от времени и координат. Амплитуды колебаний этих величин

wm = ε Е2m , Sm= (1/2) √ε/μ Е2m

связаны друг с другом простым соотношением

Sm = v wm .

Формулу (11.27), которая определяет скорость v распространения электромагнитной волны, можно записать так:

v=1/ =1/

v=c/n

Здесь εr и μr - относительные диэлектрическая и магнитная проницае­мости среды, в которой движется электромагнитная волна,

c=1/

- скорость электромагнитных волн в пустоте, а величина

п = .

называется показателем преломления среды. Относительная магнитная проницаемость всех прозрачных для электромагнитных волн веществ практически равна единице: μr ~ 1. Поэтому

n=√εr (11.38)

Из формулы (11.37) следует, что скорость электромагнитных волн в сре­де в п раз меньше их скорости в пустоте.

 

Среднее по времени значение абсолютной величины вектора плотности потока энергии называется интенсивностью волны:

I=

 

где Т - период волны. Согласно этому определению, размерность и фи­зический смысл интенсивности те же, что и величины S. Подставим в формулу (11.39) выражение (11.35) для модуля вектора Умова - Пойн­тинга. После интегрирования получим

 








Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 2100;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.