Физика. Электричество и магнетизм. Барсуков В.И - 144 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В изотропных несегнетоэлектрических и неферромагнитных средах эти уравнения переходят в бо-
лее простые:
5)′
ED
r
r
εε=
0
; (6.7.11)
6)′
.
0
HB
r
r
µµ=
(6.7.12)
И, наконец,
7)
Ej
r
r
σ=
пров
, (6.7.13)
где
пров
j
r
– плотность тока проводимости;
σ
– электропроводность;
E
r
– напряжённость электрического
поля.
Уравнения Максвелла играют в электромагнетизме такую же роль, как законы Ньютона в механике
или начала термодинамики в молекулярной физике.
6.8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
1. Из дифференциальных уравнений Максвелла следует, что воз- можно существование электро-
магнитного поля в виде электромагнитных волн. Рассмотрим качественную сторону этого вопроса.
Пусть в точке
О
безграничного диэлектрика создано каким-либо способом электрическое поле
E
r
(рис. 6.10). Если нет электрических зарядов, поддерживающих это поле,
оно будет исчезать. Но изменяющееся электрическое поле создаёт магнит-
ное поле
B
r
, линии которого направлены по часовой стрелке, если смотреть
на вектор
E
r
сверху (
E
r
убывает, поэтому
t
E
∂
∂
r
направлен вертикально вниз).
Поскольку в рассматриваемой среде нет токов, поддерживающих поле
B
r
, то оно также будет исчезать. Исчезающее магнитное поле вызовет появ-
ление вихревого электрического поля
1
E
r
, линии которого направлены про-
тив часовой стрелки. Поле
1
E
r
скомпенсирует первоначальное поле в точке
О
, но зато появится в соседней точке
1
. Исчезая в точке
1
, поле
1
E
r
, приведёт к появлению поля
1
B
r
, ко-
торое уничтожит поле
B
r
, но обнаружится в более удалённой точке. Описанный процесс будет охваты-
вать всё новые и новые точки. Электрическое и магнитное поля, взаимно превращаясь и поддерживая
друг друга, будут распространяться в пространстве. Процесс распространения электромагнитного поля
в пространстве и называется электромагнитной волной.
2. Поля
E
r
и
B
r
в каждой точнее электромагнитной волны перпендикулярны друг к другу и к на-
правлению распространения волны. Направления векторов
E
r
,
B
r
и
υ
r
связаны между собой правилом
правого буравчика: если вращать рукоятку буравчика от
E
r
к
B
r
(по кратчайшему пути), то поступатель-
ное движение буравчика будет совпадать с направлением
υ
r
(рис. 6.11).
3. Существование электромагнитных волн Д. Максвелл предсказал теоретически в 1863 г., но толь-
ко в 1888 г. они были обнаружены экспериментально (Г. Герц).
Герц первым осуществил переход от закрытого колебательного контура, слабо излучающего элек-
тромагнитные волны, к открытому контуру.
В закрытом контуре электрическое и магнитное поля сосредоточены в не-
больших, отделённых друг от друга областях пространства.
Чтобы контур излучал сильно, необходимо области, где создаются электриче-
ское и магнитное поля, сделать менее обособленными как друг от друга, так и от
окружающего контур пространства. Этого можно достигнуть, раздвигая обкладки
конденсатора и увеличивая расстояние между витками катушки (рис. 6.12,
а – г
).
Открытый контур Герца, называемый диполем или вибратором Герца пред-
ставляет собой два проводящих стержня, снабжённых искровым промежутком
(рис. 6.13).
Рис. 6.11
Рис.
6.10
линия
В
r
линия
1
В
r
линия
E
r
1
x
t
E
∂
∂
E
r

Страницы