Электромагнитные волны – это переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ

Волновой процесс или волна – это процесс распространения колебаний в сплошной среде. Основным свойством всех волн является перенос энергии без переноса вещества.

В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, в поперечных волнах частицы среды колеблются в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны.

Длина волны – это расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе. Длина волны равна расстоянию, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний: , где v – скорость распространения волны (фазовая скорость ).

Волновой фронт – это геометрическое место точек, до которых доходят колебания в к определенному моменту времени.

Волновая поверхность – это геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.

Волна называется плоской, если ее волновые поверхности представляют собой совокупность плоскостей, параллельных друг другу. Уравнение плоской волны .

Волна называется сферической, если ее волновые поверхности имеют вид концентрических сфер (центр их называют центром волны). Уравнение сферической волны , где – волновое число.

Оба эти уравнения являются решением волнового уравнения , где – оператор Лапласа.

Если в среде распространяется сразу несколько волн, то для них справедлив принцип суперпозиции.

Любая волна может быть представлена в виде волнового пакета, т.е. суперпозиции волн, мало отличающихся друг от друга по частоте, занимающей в каждый момент времени ограниченную область пространства. Скорость движения волнового пакета – групповая скорость – равна .

Различают волны бегущие, которые переносят в пространстве энергию (к ним относятся плоская и сферическая волны), и волны стоячие, образующиеся при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами. В стоячей волне переноса энергии не происходит. Уравнение стоячей волны .

Амплитуда стоячей волны достигает максимума в точках с координатами , называемых пучностями стоячей волны. Амплитуда стоячей волны обращается в ноль в точках . Длина стоячей волны .

Электромагнитные волны – это переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Существование электромагнитных волн вытекает из уравнений Максвелла: . Отсюда для области пространства, не содержащей свободных электрических зарядов и макроскопических токов, и среды, представляющей собой однородный и изотропный диэлектрик, не обладающий сегнетоэлектрическими или ферромагнитными свойствами, можно получить волновые уравнения для векторов и :