Волновые процессы

Как уже указывалось, переменное во времени электромагнитное поле носит волновой характер. Далее мы рассмотрим волновые процессы, происходящие в электромагнитном поле.

С самой общей точки зрения волнами называются колебательные движения непрерывных сред. Физическая природа волновых явлений чрезвычайно разнообразна. Так, известны электромагнитные волны, звуковые – акустические волны, волны на поверхности жидкости и т.д. Проведение всеобъемлющей классификации здесь весьма затруднительно. Для понимания структуры электромагнитных волн сравним между собой два хорошо известных и легко представимых волновых процесса − звуковые волны и волны на поверхности воды (рисунок 41).

Рисунок 41 − Продольные и поперечные волны

Волны, показанные на рисунке, распространяются в направлении стрелок. Звуковые волны, представляющие собой перемещение в пространстве областей сгущения и разрежения газа, характеры тем, что в них каждая отдельная частица газа колеблется в направлении, совпадающем с направлением распространения волны. Такие волны носят название продольных волн. В литературе можно встретить также термины акустические или скалярные волны.

Совсем иной природой обладают волны на поверхности воды. Здесь колеблющиеся частицы перемещаются в направлении, перпендикулярном направлению распространения. Поэтому для волны данного вида недостаточно лишь указать величину смещения колеблющихся точек относительно положения равновесия, а следует указать конкретно ту плоскость, в которой происходят колебания. Эта плоскость называется плоскостью поляризации волны, а сам волновой процесс – поперечными, поляризованными или векторными волнами.

Можно доказать, и это будет видно из примеров, что электромагнитные волны имеют вид поперечных волн. Волны разной физической природы классифицируются в зависимости от того, какую конфигурацию они принимают в пространстве.