Электромагнитная волна.

Рис. 6 иллюстрирует распространение волны. Бегущая гармоническая волна характеризуется амплитудой А, длиной l, частотой f и скоростью распространения v_S.

Существуют волны различного типа. В поперечных волнах смещение точек среды перпендикулярно направлению движения, а в продольных – параллельно ему. Звуковые волны в воздухе являются продольными, и области повышенного и пониженного давления, обусловленные сжатием и разрежением воздуха, ориентированы вдоль направления распространения звука. В отличие от газа, в твёрдых телах звуковые волны могут быть не только продольными (волнами разрежения-сжатия), но и поперечными (сдвиговыми), как иллюстрируется на рис. 7.

Скорость сдвиговой волны v_S в упругой среде даётся формулой:

, (1)

где N – модуль сдвига и r – плотность среды. В табл. 1 дан обзор различных типов волн и их скорости в твёрдых телах.

Таблица 1

Волны различного типа и их скорость в материалах

В электромагнитной теории Максвелл доказал, что свет можно представить в виде совместных колебаний электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно друг другу и направлению распространения (рис. 8). Скорость с электромагнитной волны определяется выражением:

. (2)

Таким образом скорость света в среде определяется значениями магнитной (m) и диэлектрической проницаемости (e) материала. Значением теории Максвелла явилось то, что она не только описала оптические явления, но и выявила единую электромагнитную природу света и других форм излучения типа рентгена и радиоволн. Единственным различием всех этих столь непохожих явлений является длина волны. Классификация и типичные интервалы длин электромагнитных волн приведены на рис. 9.