40883

Класифікація електромагнітних явищ

Лекция

Физика

Рівняння магнітостатики: рівняння електростатики: . Рівняння магнітостатики має місце і там де . Звідси тобто звідки одержуємо рівняння Лапласа: з урахуванням заряду Пуасона: без.

Украинкский

2013-10-22

165 KB

1 чел.

Лекція 2

Класифікація електромагнітних явищ

Існують загальні підходи для спрощення:

  1.  Рівняння стаціонарного електромагнітного поля. Інколи можна розглядати постійні струми. При цьому в рівнянні (*) зникають похідні: Приклад використання: розрахунок наводок.
  2.  Розглянемо систему рівнянь у вакуумі, де . Рівняння магнітостатики: , рівняння електростатики: . Рівняння магнітостатики має місце і там, де .Рівняння Максвела нехвильове. Хвильовим воно стає в однорідному ізотропному середовищі. Звідси  тобто  звідки одержуємо рівняння Лапласа: (з урахуванням заряду), Пуасона: (без).
  3.  Квазістатичне наближення: , - розмір об’єкту. Тоді рівняння Максвела спрощуються. Розглянемо метал: там просторові переходи дуже швидко зростають (швидке затухання) тобто частинними похідними можна знехтувати.
  4.  Для монохроматичного лінійного поля можна використати метод комплексних амплітуд: позбавляємося частинних похідних тобто спрощуємо рівняння Максвела. Рівняння ЕМП в комплексній формі будемо розглядати лише для лінійних рівнянь, хоча існує метод і для нелінійних. Розглянемо рівняння:. Зробимо наступну заміну:, та аналогічно . Підставивши отримаємо: , прирівнявши коефіцієнти отримуємо: - ми спростили рівняння. Для того, щоб записати лінійне ДР у комплексних амплітудах, потрібно: а) замість дійсних змінних записати комплексні змінні; б) замість похідних по часу треба записати . Для того щоб знайти розв’язок рівняння, потрібно розв’язати спрощене рівняння, а потім знайти реальну частину від одного з виразів:  або . Часто рівняння записують з урахуванням того, що хвильовий вектор , де . Надалі ми будемо працювати в комплексних амплітудах.

Було б зручно звести рівняння Максвела до хвильових, але це можна зробити лише у деяких випадках, які і розглянемо.

Плоскі хвилі

Розглядатимемо плоскі хвилі в однорідному ізотропному середовищі.

Задача: знайти характеристики плоскої хвилі в такому середовищі.

Розв’язок: 

  1.  Обираємо декартову систему координат;
  2.  Рівняння Максвела: ; де . У плоскої хвилі на хвильовому фронті амплітуда і фаза однакова. Нехай хвиля розповсюджується в напрямку , то . Отримаємо  (з ). Розв’язок отриманог рівнянння осцилятора: .

Перейдемо до справжньої компоненти поля:  де - рівняння хвильового фронту (фаза ). Цей фронт розповсюджується зліва направо. Якби ми взяли замість компоненту , то одержали б - фронт, що рухається справа наліво.

Розглянемо .

. ; , тобто маємо дійсно праву трійку . Оскільки , то .

Таким чином у плоскій хвилі  і залежні величини: якщо одне з них задане, то друге визначається лише серидовищем (див. *). Це в СГСЕ, в інших системах по іншому. Наприклад, в СІ у вакуумі 377 (Ом) – опір вільного простору (хвильовий опір простору).

Затухання електромагнітних хвиль (ЕМХ).

Нехай вздовж осі розповсюджується ЕМХ: ; тут  . Розглянемо в середовищі, де , (найрозповсюдженіший випадок); . Тоді . З’явилася дійсна величина в експоненті. Тобто кожна хвиля затухає.


x

z


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23746. Делимость произведения 85.5 KB
  Делится ли: на 13 на 5 на 2 на10 – На 13 делится так как 39 делится на 13; на 5 не делится так как ни один из множителей не делится на 5; на 2 делится так как 356 кратно 2; на 10 не делится так как ни один из множителей не делится на 10.– Делится ли 225 на 3 если известно что 225 делится на 15 – Да делится т. 15 делится на3. Известно что: а 686 делится на 49.
23747. Делимость суммы и разности 45.5 KB
  Преобразуйте второе выражение используя распределительное свойство умножения. Для ответа на этот вопрос и для обоснования этого ответа учащиеся могут либо вычислить значения данных выражений либо воспользоваться распределительным свойством умножения. Всегда ли сумма и разность чисел кратных двум будут кратны двум А сумма и разность чисел кратных трем четырем пяти будут соответственно кратны трем четырем пяти Затем учитель предлагает учащимся обобщить наблюдаемое свойство: Сформулируйте гипотезу. Скажите с помощью...
23748. Делимость суммы и разности 33.5 KB
  Сумма 50 и 11 не будет кратна 5 так как значением данной суммы является число 61 а оно не кратно 5 Что можно сказать о слагаемых 50 и 11 Слагаемое 50 делится на 5 а слагаемое 11 – не делится. Если одно из двух чисел делится на некоторое число а другое не делится на это число то их сумма и разность не делятся на это число. Данные числа обозначим буквами a и b третье число буквой c Что нам известно Что одно из двух чисел делится на третье число а другое не делится Пусть например что a делится на c...
23749. Делимость суммы и разности 49 KB
  Если одно из двух чисел делится на некоторое число а другое не делится на это число то их сумма и разность не делятся на это число Формулировка свойства С 2 вывешивается на доску. 5620 не делится на 8 так как число 56 делится на 8 а число 20 не делится на 8 записываю во второй столбик; 160 – 16 80 делится на 8 так как каждое из чисел делится на 8 записываю в первый столбик; 3200 – 72 ´ 9 делится на 8 так как число 3200 делится на 8 и произведение 72 и 9 тоже делится на 8 записываю в первый столбик. – Как определила что...
23750. Делители и кратные 59 KB
  Основные цели: – формировать способность нового понятия на примере введения понятий делителя числа НОД чисел; – формировать способность построения нового алгоритма на примере нахождения делителей чисел общих делителей НОД; – тренировать способность нахождения парных делителей общих делителей разными способами НОД разными способами. 1 № 385 аб – Чем является числа 60 16 и т. – Какая разница между числами являющимися делителями в первой группе примеров и во второй Возникает затруднение при ответе на поставленный вопрос. – Как...
23751. Рефлексия 56 KB
  первое число делится на 29. каждое число делится на 5: первое оканчивается 5 а второе оканчивается 0. сумма цифр делится на 3 12 значит и всё число делится на 3. оно чётное и сумма цифр делится на 9 27.
23753. Задачи для самопроверки (подготовка к контрольной работе) 61 KB
  3 Вычислительные ошибки. – Назовите номера заданий в которых вы допустили ошибки. – Какие ошибки допущены Разговор проводится по каждому заданию в котором допущена ошибка. Учитель последовательно выясняет у кого из детей на какой алгоритм были допущены ошибки и эти алгоритмы проговариваются во внешней речи.
23754. Набольший общий делитель 34.5 KB
  Основные цели: вывести алгоритм нахождения НОД чисел на основе их разложения на простые множители сформировать способность к использованию выведенного алгоритма для решения задач; повторить и закрепить решение неравенств задач на одновременное движение действия со смешанными числами. – Что даёт нам умение раскладывать числа на простые множители Ещё один метод нахождения делителей числа. – А что зная делители числа мы находили Общие делители НОД. – Как называются все числа кратные 2 Четные числа.