8. Электромагнитные колебания и волны

8.1. Основные положения, определения и допущения в разделе «Электромагнитные колебания и волны»

Таблица 12

Обозначение	Название	Определяющее уравнение
1	2	3
	Фазовая скорость	, где – циклическая частота, определенная формулой Томсона в таблице 1, k – волновое число
	Скорость распространения электромагнитных волн в среде	, где – скорость света в вакууме, – диэлектрическая проницаемость среды, – магнитная проницаемость среды
	Вектор Умова - Пойнтинга	, где – вектор напряженности электрического поля, – вектор напряженности магнитного поля.

Электромагнитные волны (электромагнитное излучение) – распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля.

Электромагнитные волны принято классифицировать по виду поверхности равных фаз. Различают плоские, сферические, цилиндрические и другие волны. Простейшими из них являются плоские волны. Плоской называется волна, у которой поверхности равных фаз – параллельные плоскости. Если поверхности равных амплитуд совпадают с поверхностями равных фаз, то такая волна называется однородной. В однородной волне вектора и изменяются в пространстве только вдоль одного направления, перпендикулярно фазовому фронту этой волны и совпадающего с направлением ее распространения. Источников, возбуждающих плоские волны, в природе не существует, соответственно не существует и плоских волн. Все реальные излучатели на расстояниях, значительно превышающих их линейные размеры, создают сферические волны. Однако, при определенных допущениях, ограниченный участок сферы можно считать плоским. Следовательно, ЭМВ, возбуждаемую реальным излучателем в ограниченной области пространства, находящейся на достаточном удалении от этого излучателя, можно считать плоской. Кроме того, любую волну можно представить в виде суммы элементарных плоских волн, что в ряде случаев существенно упрощает анализ.

Рисунок 36. Плоская волна

Сферическую волну можно возбудить с помощью малой пульсирующей сферы. Источник, возбуждающий сферическую волну, называется точечным. Интенсивность такой волны убывает по мере ее распространения, поскольку энергия распределяется по сфере все большего радиуса.

Рисунок 37. Сферическая волна

Среди электромагнитных полей (ЭМП), порождённых электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

Виды электромагнитных волн:

Радиоволны

Длина волны (10³-10^-4) м, Частота волны (3 10⁵–3 10¹²) Гц.

Возможные источники излучения: колебательный контур, вибратор Герца, массовый излучатель, ламповый генератор.