Составители:
W
Е
ср
/ W
Н
ср
= ε
а
| |
.
Ε
2
/ µ
а
|
.
Η
|
2
= (ε
а
/ µ
а
) |
.
Ζ
0
|
2
=
= (ε
а
/ µ
а
) (µ
а
/ |
.
ε
а
|) = ε
а
/ |(ε
а
- j γ/ω)| < 1
Значит, в этом случае средняя плотность энергии магнитного поля
оказывается больше, чем средняя плотность энергии электрического поля :
W
Н
ср
> W
Е
ср
.
(4.43)
Этот результат объясняется тем, что в проводящей среде магнитное поле
создается не только изменяющимся во времени электрическим полем (токами
смещения), но и протекающими в этой среде токами проводимости, имеющими
плотность δ = γЕ . Чем больше проводимость среды γ , тем больше в ней
токи проводимости и тем сильнее неравенство (4.43). В металлах даже на очень
высоких частотах энергия магнитного поля на несколько порядков превосходит
энергию электрического поля.
В идеальном диэлектрике плоская волна распространяется без
затухания, а векторы Е и Н изменяются в одинаковой фазе как в
пространстве так и во времени. В этом случае вектор П
ср
в каждой точке
пространства одинаков и равен:
П
ср
= ( Е
0
2
/ 2Z
0
)
z
0
. (4.44)
Естественно, что в этом случае div
П
ср
=
∂
П
ср
/
∂
z = 0, т.е. «сток»
энергии электромагнитного поля отсутствует.
Сам вектор Пойнтинга, при распространении плоской волны в
идеальном диэлектрике, в любой момент времени ориентирован в
положительном направлении оси 0z :
П
= ( Е
0
2
/ Z
0
) cos
2
(ωt - kz
+ ψ)
z
0
Поскольку между векторамиЕ иН нет фазового сдвига, их амплитуды
связаны соотношением |
Η | = |
. .
Ε
| /
аа
εµ
/ (см. выражения (4.10), (4.8)), из чего
следует:
ε
а
| |
.
Ε
2
/ 4
= µ
а
| Η |
.
2
/ 4 , (4.45)
т.е. средние плотности энергий электрического и магнитного полей
плоской однородной волны, распространяющейся в идеальном диэлектрике,
равны друг другу.
Выясним, с какой скоростью плоская однородная волна переносит
энергию и отличается ли скорость переноса энергии (V
э
) от фазовой скорости
волны (V).
Ответ на этот вопрос получим в результате следующих рассуждений.
Поток энергии плоской однородной волны в направлении ее распространения,
определяемый величинойП
ср
, равен произведению средней плотности энергии
электромагнитного поля плоской волны W
ср
на скорость переноса этой
энергии V
э
z
0
:
П
ср
= W
ср
⋅ (V
э
z
0
). (4.46)
В свою очередь, средняя плотность энергии электромагнитного поля
плоской волны будет равна сумме средних плотностей энергий электрического
39
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- …
- следующая ›
- последняя »
