Свойства электромагнитных волн.

Циклическая частота .

Примем, что

- волновое число. Длина волны .

Тогда магнитное поле расположено в плоскости xz:

Вектор указывает направление распространения волны.

. - фазовая скорость. В среде . Обычно прозрачные среды немагнитные . Тогда показатель преломления .

Электромагнитные волны – поперечные. Если принять ось 0x за направление распространения электромагнитной волны, то напряженность электрического поля перпендикулярна этому направлению. Вектора и образуют правую тройку.

Для поперечных волн существует понятие поляризации. Приведенными выше формулами описывается плоско поляризованная волна. Плоскость поляризации перпендикулярна направлению распространения. Ряд интересных явлений, связанных с поляризацией, будет рассмотрен при изучении оптических явлений.

Излучение электромагнитных волн.

Напряженность стационарного электрического поля быстро убывает с расстоянием. Переменные электрическое и магнитное поля убывают не так быстро. Амплитуды колебаний . Интенсивность излучения . Мощность излучения пропорциональна квадрату второй производной по времени дипольного момента:

. Вычисляя производные, получим

Мощность излучения пропорциональна 4-й степени частоты!

Электромагнитное излучение появляется только при ускоренном движении заряженных частиц.

Перенос энергии электромагнитной волной.

Плотность потока энергии, то есть количество энергии переносимой в единицу времени через единицу площади (поверхность) .

. w - плотность энергии. Отсюда , или, в векторном виде: (вектор Умова). Для электромагнитной волны

Энергии электрического и магнитного полей равны, следовательно, отсюда . Полная плотность энергии равна

Вектор Пойнтинга характеризует плотность потока энергии поля. Единица измерения Вт/м².