4 Maxwell denklemi bunu söylüyor. Maxwell denklemleri

Maxwell'in yer değiştirme akımı kavramını tanıtması, yarattığı makroskobik teorinin tamamlanmasına yol açtı. elektromanyetik alan sadece elektrik ve elektrik değil, birleşik bir bakış açısıyla açıklama yapmamızı sağlar. manyetik olaylar ama aynı zamanda varlığı daha sonra doğrulanan yenilerini de tahmin etmek.

Maxwell'in teorisi 4 denkleme dayanmaktadır:

1. Elektrik alanı potansiyel veya girdap olabilir, dolayısıyla ortaya çıkan alanın gücü şuna eşittir:

Bu denklem şunu gösterir: Manyetik alanların hareketli yükler (elektrik akımları) veya alternatif elektrik alanları tarafından uyarılabileceğini.

3. Alan için Gauss teoremi:

Aldık

Yani, Maxwell denklemlerinin tam sistemi integral formda:

1),

2),

Maxwell denklemlerinde yer alan büyüklükler bağımsız değildir ve aralarında bir bağlantı vardır.

İzotropik, ferroelektrik olmayan ve ferromanyetik olmayan ortamlar için bağlantı formüllerini yazıyoruz:

B) ,

V) ,

elektrik sabiti nerede, manyetik sabit nedir,

Ortamın dielektrik sabiti, m - ortamın manyetik geçirgenliği,

r - spesifik elektrik direnci, - spesifik elektrik iletkenliği.

Maxwell denklemlerinden şu sonuç çıkıyor Ne:

kaynak elektrik alanı ikisi de olabilir elektrik ücretleri veya zamanla değişen manyetik alanlar, hareketli elektrik yükleri (akımlar) veya alternatif elektrik alanları tarafından uyarılabilir.

Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanlara göre simetrik değildir. Bunun nedeni, doğada manyetik yüklerin bulunmamasıdır.

Eğer ve (durağan alanlar) ise Maxwell denklemleri aşağıdaki formu alır:

Elektrik kaynakları sabit alan sadece elektrik yükleridir, sabit manyetik alan kaynakları ise sadece iletim akımlarıdır .

Elektrik ve manyetik alan bu durumda birbirinden bağımsızdır, bu da sabit elektrik ve manyetik alanların ayrı ayrı incelenmesini mümkün kılar.

Maxwell denklemlerini yazmanın diferansiyel formu:

3) ,

İntegral formu Süreksizlik yüzeyleri varsa Maxwell denklemlerini yazmak daha geneldir. Maxwell denklemini yazmanın diferansiyel formu, uzay ve zamandaki tüm niceliklerin sürekli değiştiğini varsayar.

Maxwell denklemleri en çok genel denklemler Sakin ortamdaki elektrik ve manyetik alanlar için. Elektromanyetizma doktrininde de aynı rolü oynuyorlar. önemli rol Tıpkı Newton'un mekanikteki yasaları gibi. Maxwell denklemlerinden, alternatif bir manyetik alanın her zaman alternatif bir elektrik alanıyla ilişkili olduğu ve alternatif bir elektrik alanının her zaman onun ürettiği manyetik alanla ilişkili olduğu sonucu çıkar; Elektrik ve manyetik alanlar birbiriyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır; tek bir elektromanyetik alan oluştururlar.

Maxwell denklemlerinin özellikleri

Maxwell denklemleri doğrusaldır. Bunlar, E ve B alanlarının zamana ve uzaysal koordinatlara göre yalnızca birinci türevlerini ve elektrik yüklerinin ve j akımlarının yoğunluğunun birinci derecelerini içerir. Maxwell denklemlerinin doğrusallık özelliği süperpozisyon ilkesiyle ilişkilidir; eğer herhangi iki alan Maxwell denklemlerini sağlıyorsa, bu durum bu alanların toplamı için de geçerlidir.

Maxwell denklemleri, elektrik yükünün korunumu yasasını ifade eden süreklilik denklemlerini içerir. Süreklilik denklemini elde etmek için, Maxwell denklemlerinden ilkinin her iki tarafının diferansiyel formda diverjansını almak gerekir:

Maxwell denklemleri tüm eylemsiz referans çerçevelerinde karşılanır. Göreceli olarak değişmezler. Bu, tüm eylemsiz referans çerçevelerinin fiziksel olarak birbirine eşdeğer olduğunu ileri süren görelilik ilkesinin bir sonucudur. Birinden geçerken Maxwell denklemlerinin formu eylemsizlik sistemi diğerine atıf değişmez ancak bunların içerdiği miktarlar şuna göre dönüştürülür: belirli kurallar. Onlar. Maxwell denklemleri, örneğin Newton'un mekanik denklemlerinden farklı olarak doğru göreceli denklemlerdir.

Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanlara göre asimetriktir. Bunun nedeni, doğada elektrik yüklerinin bulunması ve manyetik yükler HAYIR.

Maxwell denklemlerinden şu sonuç çıkıyor önemli sonuç temelde yeni bir olgunun varlığı hakkında: elektromanyetik alan, elektrik yükleri ve akımları olmadan bağımsız olarak var olabilir. Üstelik değişiminin mutlaka bir dalga karakteri vardır. Bu tür alanlara elektromanyetik dalgalar denir. Boşlukta her zaman belli bir hızla yayılırlar eşit hız Sveta. Maxwell'in teorisi elektromanyetik dalgaların varlığını öngördü ve onların tüm temel özelliklerini belirlemeyi mümkün kıldı.

Kökeni elektrik alanı için sabit yüklerle ve manyetik alan için sabit akımlarla ilişkili olan sabit (yani zamanla değişmeyen) elektrik ve manyetik alanlar durumunda, bu alanlar birbirinden bağımsızdır; bunları birbirinden ayrı ele almamız gerekiyor.

Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanların kökenini ve özelliklerini açıklayan bir denklem sistemidir.

Maxwell'in sabit alanlar için denklemleri:

Böylece, Maxwell'in sabit alanlar için denklemleri:

BEN.; II. ;

III.; IV. .

Elektrostatik alanın vektör özellikleri Ve birbirleriyle aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir:

,

Nerede – elektriksel sabit, ortamın dielektrik sabiti.

Manyetik alanın vektör özellikleri Ve birbirleriyle aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir:

,

Nerede – manyetik sabit, ortamın manyetik geçirgenliği.

Konu 8. Elektromanyetik alan için Maxwell denklemleri

Buna göre Maxwell'in elektromanyetik alan teorileri Durağan olmayan (yani zamanla değişen) elektrik ve manyetik alanlar durumunda, elektrik alanının kaynakları elektrik yükleri veya zamanla değişen manyetik alan olabilir ve manyetik alanın kaynakları hareketli olabilir. elektrik yükleri (elektrik akımları) veya alternatif bir elektrik alanı.

Alternatif elektrik ve manyetik alanlar, sabit alanlardan farklı olarak birbirinden bağımsız değildir ve elektromanyetik alan olarak kabul edilir.

Maxwell denklemleri, elektrik ve manyetik alanların kökenini ve özelliklerini açıklayan bir denklem sistemi olarak durumunda elektromanyetik alanşu forma sahiptir:

BEN.
yani, elektrik alan kuvveti vektörünün dolaşımı, manyetik alan indüksiyon vektörünün değişim hızı ile belirlenir. ( indüksiyon vektörünün değişim hızı ).

Bu denklem, elektrik alanın kaynaklarının sadece elektrik yükleri değil aynı zamanda zamanla değişen manyetik alanlar da olabileceğini göstermektedir.

II.
yani vektör akışı elektriksel yer değiştirme keyfi kapalı bir yüzey aracılığıyla S, eşittir cebirsel toplam hacmin içindeki yükler V belirli bir kapalı yüzeyle sınırlanmış S ( - hacimsel yük yoğunluğu).

III.
yani gerilim vektörünün dolaşımı keyfi bir kapalı kontur boyunca L toplam akıma göre belirlenir BEN tam dolu yüzeyi delmek S, bu konturla sınırlı L.

toplam akım BEN tam doluİletim akımından oluşan BEN Ve önyargı akımı BEN santimetre. yani BEN tam dolu = BEN + BEN santimetre. .

Toplam iletim akımı BEN içinde tanımlanmış genel durum yüzey akım yoğunluğu sayesinde J (
) entegrasyon, yani

.

Önyargı akımı BEN santimetre yüzeyi delmek S, genel olarak tanımlanır

yüzey önyargılı akım yoğunluğu yoluyla durum
(
) entegrasyon, yani:
.

Büyüklüğü elektrik yer değiştirme vektörünün değişim hızıyla belirlenen, Maxwell tarafından tanıtılan "yer değiştirme akımı" kavramı yani değer , manyetik alanların yalnızca hareketli yüklerle (elektrik iletim akımları) değil, aynı zamanda alternatif elektrik alanları tarafından da uyarılabileceğini gösterir.

IV.
yani indüksiyon vektörünün akısı keyfi kapalı bir yüzey boyunca manyetik alan S sıfıra eşittir.

Maxwell'in teorisi yukarıda tartışılan dört denkleme dayanmaktadır:

1. Elektrik alanı potansiyel olabilir ( eQ) ve girdap ( eB), dolayısıyla toplam alan gücü e=eQ +eB. Vektörün dolaşımından bu yana eQ sıfıra eşittir (bkz. (137.3)) ve vektörün dolaşımı eB(137.2) ifadesiyle belirlenir, ardından toplam alan şiddeti vektörünün dolaşımı

Bu denklem, elektrik alanın kaynaklarının sadece elektrik yükleri değil aynı zamanda zamanla değişen manyetik alanlar da olabileceğini göstermektedir.

2. Genelleştirilmiş vektör dolaşım teoremi N(bkz. (138.4)):

Bu denklem, manyetik alanların hareketli yükler (elektrik akımları) veya alternatif elektrik alanları tarafından uyarılabileceğini gösterir.

3. Alan için Gauss teoremi D(bkz. (89.3)):

Yük kapalı bir yüzey içerisinde sürekli olarak dağıtılıyorsa toplu yoğunluk R, daha sonra formül (139.1) şeklinde yazılacaktır.

4. Alan için Gauss teoremi İÇİNDE(bkz. (120.3)):

Bu yüzden, Maxwell denklemlerinin tam sistemi integral formda:

Maxwell denklemlerinde yer alan nicelikler bağımsız değildir ve aralarında aşağıdaki ilişki mevcuttur (izotropik, ferroelektrik olmayan ve ferromanyetik olmayan ortamlar):

Nerede e 0 ve M 0 - sırasıyla elektrik ve manyetik sabitler, e Ve M- sırasıyla dielektrik ve manyetik geçirgenlik, G - iletkenlik maddeler.

Maxwell denklemlerinden, elektrik alanının kaynaklarının ya elektrik yükleri ya da zamanla değişen manyetik alanlar olabileceği ve manyetik alanların ya hareket eden elektrik yükleri (elektrik akımları) ya da alternatif elektrik alanları tarafından uyarılabileceği sonucu çıkmaktadır. Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanlara göre simetrik değildir. Bunun nedeni doğada elektrik yüklerinin bulunması, ancak manyetik yüklerin bulunmamasıdır.

Sabit alanlar için (E= const ve B= yapı ) Maxwell denklemleri formu alacak

onlar. Bu durumda elektrik alanın kaynakları yalnızca elektrik yükleridir, manyetik alanın kaynakları ise yalnızca iletim akımlarıdır. Bu durumda elektrik ve manyetik alanlar birbirinden bağımsızdır ve bu da ayrı ayrı çalışmayı mümkün kılar. kalıcı elektrik ve manyetik alanlar.

Vektör analizinden bilinen Stokes ve Gauss teoremlerinin kullanılması

insan hayal edebilir Maxwell denklemlerinin diferansiyel formda tam bir sistemi(uzayın her noktasındaki alanı karakterize ederek):

Yükler ve akımlar uzayda sürekli olarak dağılıyorsa, Maxwell denklemlerinin her iki formu da (integral ve diferansiyel) eşdeğerdir. Bununla birlikte, süreksizlik yüzeyleri varsa - ortamın veya alanların özelliklerinin aniden değiştiği yüzeyler, o zaman denklemlerin integral formu daha geneldir.


Maxwell'in diferansiyel formdaki denklemleri, uzay ve zamandaki tüm niceliklerin sürekli olarak değiştiğini varsayar. Maxwell denklemlerinin her iki formunun matematiksel eşdeğerliğini sağlamak için diferansiyel form eklenmiştir. sınır koşulları, iki ortam arasındaki arayüzdeki elektromanyetik alanın karşılaması gereken değer. Maxwell denklemlerinin integral formu bu koşulları içerir. Bunlar daha önce tartışılmıştı:

(ilk ve son denklemler hiçbir şeyin olmadığı durumlara karşılık gelir) ücretsiz masraflar, iletim akımı yok).

Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanlar için en genel denklemlerdir. sakin ortamlar. Elektromanyetizma doktrininde Newton'un mekanik yasalarıyla aynı rolü oynarlar. Maxwell denklemlerinden, alternatif bir manyetik alanın her zaman onun ürettiği elektrik alanıyla ilişkili olduğu ve alternatif bir elektrik alanının her zaman onun ürettiği manyetik alanla ilişkili olduğu, yani elektrik ve manyetik alanların birbiriyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olduğu sonucu çıkar. - tek bir parça oluşturuyorlar elektromanyetik alan.

Önyargı akımı veya emme akımı- elektriksel indüksiyondaki değişim oranıyla doğrudan orantılı bir değer. Bu kavram klasik elektrodinamikte kullanılır.

Elektromanyetik alan teorisini oluştururken J.C. Maxwell tarafından tanıtıldı.

Bir yer değiştirme akımının getirilmesi, yer değiştirme akımının eklenmesinden sonra tutarlı hale gelen ve sistemin doğru şekilde kapatılmasını mümkün kılan son denklemi oluşturan manyetik alanın dolaşımına ilişkin Amper formülündeki çelişkiyi ortadan kaldırmayı mümkün kılmıştır. (klasik) elektrodinamiğin denklemleri.

Açıkçası, öngerilim akımı değil elektrik çarpması ancak elektrik akımıyla aynı birimlerle ölçülür.

katsayısı), belirli bir yüzey boyunca elektrik alanının değişim hızı vektörünün akışı olarak adlandırılır:

(Sİ)

Önyargı akımı. Vakumdaki elektromanyetik alan denklemlerini genelleştirmek değişken alanlarönceden yazılmış denklemlerden yalnızca birini değiştirmek gereklidir (bkz. bölüm 3.4, 3.12); genel durumda üç denklemin doğru olduğu ortaya çıkar. Bununla birlikte, alternatif alanlar ve akımlar durumunda manyetik alan için toplam akım yasasının yanlış olduğu ortaya çıkıyor. Bu yasaya göre akımın kontur boyunca uzanan herhangi iki yüzey için aynı olması gerekir; Seçilen yüzeyler arasındaki hacimdeki yük değişirse bu ifade, yükün korunumu yasasıyla çelişir. Örneğin, bir kapasitör şarj edilirken (Şekil 45), belirtilen yüzeylerden birinden geçen akım eşittir ve diğerinden (plakalar arasından geçen) sıfırdır. Bu çelişkiyi ortadan kaldırmak için Maxwell bu denkleme bir yer değiştirme akımı ekledi: hıza orantılı elektrik alanı değişiklikleri:

Dielektrik bir ortamda yer değiştirme akımının ifadesi şu şekli alır:

İlk terim boşluktaki yer değiştirme akım yoğunluğunu temsil eder, ikinci terim ise - gerçek akım Polarizasyon değiştiğinde bağlı yüklerin hareketinden kaynaklanır. Yüzeyden geçen yer değiştirme akımı, Ф'nın yüzeyden geçen vektör akısına eşittir. Öngerilim akımının getirilmesi, yükün korunumu yasasıyla çelişkiyi ortadan kaldırır. Örneğin, şarj olurken düz kapasitör plakalar arasından geçen yüzey boyunca yer değiştirme akımı, akıma eşit besleme kabloları boyunca.

Maxwell'in boşluktaki denklem sistemi. Yer değiştirme akımını dahil ettikten sonra, Maxwell denklemlerinin diferansiyel formdaki sistemi şu şekli alır:

Maxwell'in integral formdaki denklem sistemi:

Ayrıca Maxwell denklemlerinin CGS sisteminde diferansiyel formdaki bir temsilini de sunuyoruz:

Yük ve akım yoğunlukları ilişkiyle ilişkilidir

yükün korunumu yasasını ifade eder (bu denklem Maxwell denklemlerinin bir sonucudur).

Bir ortamda Maxwell denklemlerişu şekle sahiptir: diferansiyel form integral form

ve dört miktarın belirlenmesine hizmet eder. Maxwell denklemlerine, ortamda elektriksel ve elektriksel özellikleri karakterize eden maddi bağlantı denklemlerinin eklenmesi gerekir. manyetik özelliklerçevre. İzotropik doğrusal ortam için bu denklemler şu şekildedir:

Maxwell denklemlerinden elde edilebilir sınır koşulları(bkz. bölüm 3.6, 3.13).

Elektromanyetik alan için enerjinin korunumu yasası.

Maxwell denklemlerinden şunu çıkarabiliriz: aşağıdaki denklem bir yüzey tarafından sınırlanan herhangi bir V hacmi için

İlk terim, söz konusu hacimdeki elektromanyetik alanın enerjisindeki değişimi tanımlar. Genel durumda elektromanyetik alanın enerji yoğunluğunun şu şekilde olduğu görülebilir: gerçek formüller, sabit elektrik ve manyetik alanlar için daha önce elde edilmişti. İkinci terim, alanın söz konusu hacimdeki parçacıklar üzerindeki işini temsil eder. Son olarak üçüncü terim, hacmi çevreleyen kapalı yüzey boyunca elektromanyetik enerjinin akışını tanımlar. Uzayda belirli bir noktadaki (Poynting vektörü) enerji akısı yoğunluğu, aynı noktadaki E ve B vektörleri tarafından belirlenir:

Son ifade elektromanyetik enerjinin maddedeki akı yoğunluğu için de geçerlidir. Ortamdaki enerji yoğunluğu şu şekildedir:

Örnek 1. Belirli bir mesafede bulunan yuvarlak plakalara sahip düz bir kapasitörü şarj etmeyi düşünün. Yarıçaplı bir silindirdeki enerjinin değişim oranı ( daha küçük boyutlar plakalar) eşittir

Manyetik alan kuvvetini Maxwell'in ikinci denkleminden buluyoruz: (sağda yer değiştirme akımı). Enerji akış hızının yan yüzey silindir: hacimdeki enerjinin değişim hızına eşittir.

Alanların göreceli özellikleri. Bir eylemsiz referans sisteminden diğerine geçerken, hem elektromanyetik alanın kaynakları (yük ve akım yoğunlukları) hem de alanların kendisi değişir, ancak Maxwell denklemleri formlarını korur. Kaynaklar için en basit dönüşüm formülleri hareketli bir yükün yoğunluğudur). Yük yoğunluğunu ISO cinsinden belirtirsek, boylamsal boyutlardaki azalmayı hesaba katarak (bkz. Bölüm 1.11), şunu elde ederiz:

Enerji-momentumun -vektörü ile karşılaştırıldığında, bunların bir -vektör oluşturduğunu görüyoruz, yani. Lorentz dönüşüm formüllerine göre aynı şekilde birbirleri üzerinden dönüştürülür. Alan kaynaklarının nasıl dönüştürüldüğünü bilerek E, B'yi dönüştürmek için formüller bulabilirsiniz. Bunlar şöyle görünür:

Burada K referans çerçevesinin K çerçevesine göre hızı, paralel ve dik alan bileşenleri için dönüşümler yazılmıştır. skaler büyüklükler

Bu durumda, alan dönüştürme formülleri aşağıdaki basitleştirilmiş biçimi alır:

Örnek 2. Göreli olmayan bir parçacığın manyetik alanı. ISO K'ye göre sabit bir değerle hareket eden bir parçacığı ele alalım. göreceli hız V. Hareketli bir parçacıkla ilişkili ISO'da yalnızca bir elektrik alanı vardır. ISO K'ya gitmek için formülleri yazmanız gerekir.

dönüşümler Göreli olmayan limitte bölümlerin uzunluklarının değişmediğini hesaba katarsak, şunu elde ederiz (parçacığın K'daki koordinatların orijininden geçtiği an için):

Bu formülleri türetirken eşitliği kullandık.

Örnek 3. Manyetik alanda hareket ederken bir dielektrikin polarizasyonu. Bir dielektrik, manyetik alan indüksiyon hatlarına dik, göreceli olmayan bir hızda hareket ettiğinde, polarizasyonu meydana gelir. Bir dielektrikle ilişkili bir IFR'de enine bir elektrik alanı vardır. Bir dielektrik maddenin polarizasyonunun doğası onun şekline bağlıdır.

Örnek 4. Göreli bir parçacığın elektrik alanı. ISO K'ya göre sabit bir V hızıyla hareket eden bir parçacık düşünelim. Hareketli parçacıkla ilişkili ISO K'da yalnızca bir elektrik alanı vardır. ISO K'ya aktarmak için dönüşüm formülleri (92) kullanılmalıdır. ) ile Parçacığın ISO K'da olduğu zamanın cevabını yazıyoruz, düzlemde yatan bir nokta için koordinatların orijininden geçiyor, bunu dikkate almak gerekir (). noktanın koordinatları, parçacığın koordinatların orijininden geçişiyle eşzamanlı olarak K cinsinden ölçülür). Sonuç olarak elde ederiz

E vektörünün vektörle eşdoğrusal olduğu görülebilir. Bununla birlikte, yükten aynı uzaklıkta, hareket çizgisi üzerinde bulunan bir noktadaki alan, hıza dik olan noktadan daha küçüktür. Aynı noktadaki manyetik alan şu ifadeyle belirlenir:

Dikkate alınan elektrik alanının potansiyel olmadığını unutmayın.

Maxwell'in denklem sistemi dört temel denklem içerir

, (3.2)

, (3.3)

. (3.4)

Bu sistem üç bileşenle tamamlanmaktadır. malzeme denklemleri, arasındaki bağlantıyı tanımlayan fiziksel büyüklükler Maxwell denklemlerine dahil edilmiştir:

(3.5)

Haydi hatırlayalım fiziksel anlam bu matematiksel ifadeler.

İlk denklem (3.1) şunu belirtir: elektrostatik Bu denklemde alan yalnızca elektrik yükleri tarafından oluşturulabilir. - elektrik yer değiştirme vektörü, ρ - hacimsel yük yoğunluğu.

Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen elektriksel yer değiştirme vektörü akışı, o yüzeyin içerdiği yüke eşittir.

Deneyin gösterdiği gibi, manyetik indüksiyon vektörünün kapalı bir yüzeyden akısı her zaman sıfırdır (3.2).

Denklemlerin (3.2) ve (3.1) karşılaştırılması, doğada manyetik yük olmadığı sonucuna varmamızı sağlar.

Denklemler (3.3) ve (3.4) büyük ilgi ve öneme sahiptir. Burada elektrik voltajı vektörlerinin dolaşımını ele alıyoruz ( ) ve manyetik ( ) kapalı bir kontur boyunca alanlar.

Denklem (3.3), alternatif manyetik alanın ( ) girdap elektrik alanının kaynağıdır ( ).Bu, Faraday elektromanyetik indüksiyon olgusunun matematiksel bir temsilinden başka bir şey değildir.

Denklem (3.4) manyetik alan ile alternatif elektrik alanı arasındaki bağlantıyı kurar. Bu denkleme göre, manyetik alan yalnızca iletim akımıyla oluşturulamaz ( ), ama aynı zamanda alternatif bir elektrik alanıyla da .

Bu denklemlerde:

- elektriksel yer değiştirme vektörü,

H- manyetik alan kuvveti,

e- elektrik alan kuvveti,

J- iletim akımı yoğunluğu,

μ - ortamın manyetik geçirgenliği,

ε ortamın dielektrik sabitidir.

    1. Elektromanyetik dalgalar. Elektromanyetik dalgaların özellikleri

Geçen dönem, Maxwell'in klasik elektrodinamik denklemler sistemini incelememizi tamamlayarak şunu tespit ettik: ortak karar son iki denklem (vektörlerin dolaşımı hakkında) Ve ) diferansiyel dalga denklemine yol açar.

Yani elimizde dalga denklemi"Y" dalgaları:

. (3.6)

Elektrik bileşeni y - dalgaları faz hızıyla X ekseninin pozitif yönünde yayılır

(3.7)

Benzer bir denklem, manyetik alan y - dalgasının uzay ve zamandaki değişimini açıklar:

. (3.8)

Elde edilen sonuçları analiz ederek, elektromanyetik dalgaların doğasında bulunan bir dizi özelliği formüle etmek mümkündür.

1. Düzlem “y” dalgası doğrusal olarak polarize edilmiş bir enine dalgadır. Elektrik yoğunluğu vektörleri ( ), manyetik ( ) alan ve dalga fazı hızı ( ) karşılıklı olarak diktir ve “sağ” bir sistem oluşturur (Şekil 3.1).

2. Uzayın her noktasında dalga bileşeni H z elektrik alan kuvvetiyle orantılıdır e y:

Burada “+” işareti X ekseninin pozitif yönünde yayılan bir dalgaya karşılık gelir. “-” işareti ise negatif olana karşılık gelir.

3. Elektromanyetik dalga X ekseni boyunca faz hızıyla hareket eder

Burada
.

Bir elektromanyetik dalga boşlukta yayıldığında (ε = 1, μ = 1), faz hızı

Burada elektrik sabiti ε 0 = 8,85 10 -12

manyetik sabit μ 0 = 4π 10 -7

.

.

Boşluktaki elektromanyetik dalganın hızının ışık hızıyla çakışması, ışığın elektromanyetik doğasının ilk kanıtıydı.

Bir boşlukta, dalgadaki manyetik ve elektrik alanların gücü arasındaki ilişki basitleştirilmiştir.

.

Bir elektromanyetik dalga dielektrik bir ortamda yayıldığında (μ = 1)
Ve
.



Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınızla paylaşın!