4 Вопрос

Материальные уравнения поля в диэлектриках и магнетиках формально подобны Но по существу они различны. Силовыми характеристиками электрического и магнитного полей являются величины E и B. Именно они являются аналогами и для них уравнения должны быть записаны в виде Следовательно, для величин – аналогов материальные уравнения поля в диэлектриках и магнетиках формальным подобием не обладают. Нет формального подобия и в определении главных материальных характеристик диэлектриков и магнетиков поскольку ε указывает на превышение стороннего поля над результирующим, а μ - результирующего над сторонним. Связь проницаемостей с восприимчивостями выражается уравнениями, формально подобными друг другу но сами восприимчивости формальным подобием не обладают

5 Вопрос

Закон отражения волн — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол падения равен углу отражения» не указывает точное направление отражения луча.

Преломление света на границе двух сред даёт парадоксальный зрительный эффект: пересекающие границу раздела прямые предметы в более плотной среде выглядят образующими больший угол с нормалью к границе раздела (то есть преломлёнными «вверх»); в то время как луч, входящий в более плотную среду, распространяется в ней под меньшим углом к нормали (то есть преломляется «вниз»). Этот же оптический эффект приводит к ошибкам в визуальном определении глубины водоёма, которая всегда кажется меньше, чем есть на самом деле.

Из простого геометрического построения получаем, что скорость движения точки пересечения гребня   с линией, наклонённой к направлению распространения волны под углом  , будет равна  , где   — скорость распространения волны.

В итоге на границе раздела двух сред наблюдается преломление луча, качественно состоящее в том, что углы к нормали к границе раздела сред для падающего и преломлённого луча отличаются друг от друга, то есть ход луча вместо прямого становится ломаным — луч преломляется.

6 Вопрос

Наряду основных свойств электромагнитного поля стоит его энергия. Этот вопрос впервые был проанализирован Максвеллом, который выявил, что вся энергия поля, заключённого внутри объема V, сформировывается из энергии электрического поля 

 

и энергии магнитного поля 

 

Подынтегральные выражения в выше изложенных формулах могут рассматриваться, таким образом, как плотности энергии электрического поля 

 

и магнитного поля 

Также из их определений нередко вытекают в электротехнике известные формулы для запасенной в конденсаторе энергии: 

и в катушке индуктивности 

Вообще говоря, энергия электромагнитного поля, заключённого внутри объема V, не может быть постоянной.

В самом деле, по теореме Остроградского – Гаусса для рассматриваемой замкнутой поверхности S будем иметь 

Здесь было использовано известное тождество векторного анализа 

С учётом уравнений Максвелла 

 

приобретает следующий вид 

 

Интеграл вида