Электромагнитные волны

При прохождении монохроматической электромагнитной волны частотой ω векторы E и H в данной фиксированной точке пространства испытывают синфазные и только синфазные гармонические колебания с этой же частотой

Из условия синфазности следует, что в тех точках пространства, где E = 0 должно быть и H = 0, аналогично и по амплитудным значениям E₀ и H₀. Это значит, что векторная волна электрического поля E пространственно совпадает с векторной волной магнитного поля H, но только при этом векторы E и H колеблются во взаимно – перпендикулярных плоскостях, как это показано на рисунке ниже

Если источником задается одно единственное направление x для излучения электромагнитной волны, то фронт волны будет плоским, а волна одномерной, как для вектора E, так и для вектора H. В этом случае волну можно представить двумя уравнениями, соответственно

Читать дальше…

Переменные поля E и H, образующие волну, обладают энергией. Существенным является то, что плотность энергии этих полей w_э и w_м одинакова. При w_э = w_м это приводит к более конкретному выражению плотности общей энергии волны

w = w_э + w_м = 2w_э = 2w_м

или иначе

w = εε₀ · Ε² = μμ₀ · Η².

В частности для одномерной волны

w = w₀sin ² (wt – kx),

где амплитуда плотности энергии w₀ определяется амплитудными значениями Ε₀ и Η₀,  соответственно

w₀ = εε₀ · Ε₀² = μμ₀ · Η₀².

Таким образом плотность энергии электромагнитной волны в данной точке пространства всегда положительна, но колеблется с удвоенной частотой и её среднее значение составляет половину амплитудного

w_ср = ½ · w₀.
Читать дальше…

Электромагнитная волна – это самостоятельно существующее и распространяющееся свободное электромагнитное поле. Частота, мощность и направленность распространения такого поля задаются источником, но после своего излучения оно распространяется без поддержки источника в виде поперечной электромагнитной волны. В такой волне векторы E и  H при своих колебаниях всё время ориентированы поперечно к направлению распространения волны n

Кроме того в ходе колебаний эти векторы всё время перпендикулярны друг другу и образуют с направлением n правый винт

Читать дальше…