Электродинамика. Нетребко Н.В - 241 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

§13. Электромагнитные волны
241
векторы
E
и
H
лежат в плоскости, перпендикулярной направлению
распространения волны, и их колебания являются синфазными.
Поскольку и электрическое и магнитное поле обладают определенной
энергией, электромагнитная волна переносит энергию в пространстве.
Объемная плотность энергии, переносимой электромагнитной волной, равна
2
0
Ew
εε
= . (13.8)
Плотность потока энергии электромагнитной волны, т.е. энергия, переносимая
волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную
направлению распространения волны, характеризуется вектором Пойнтинга:
nwcE ==Π ]H[ . (13.9)
Как следует из (13.4), (13.8) и (13.9), значение вектора Пойнтинга осциллирует с
частотой 2ω. Например, для электромагнитных волн видимого диапазона эта
частота составляет порядка 10
15
рад/c. Поэтому, часто бывает более уместно
говорить о средней за период плотности потока энергии электромагнитной
волны. Эта величина называется интенсивностью электромагнитной волны и
определяется следующим образом:
∫
Π≡Π=
T
T
dt
T
I
0
1
, (13.10)
где
ωπ
2=T – период волны.
В системе СИ интенсивность электромагнитной волны измеряется в
ваттах на квадратный метр (Вт/м
2
).
Пример 13.1
. Источник излучает электромагнитную волну с частотой ω в
направлении приемника, равномерно движущегося со скоростью v, много
меньшей скорости света, вдоль прямой, соединяющей источник и приемник.
Какова будет частота электромагнитной волны, регистрируемой приемником? 
§13. Электромагнитные волны                                                  241

векторы E и H лежат в плоскости, перпендикулярной направлению
распространения волны, и их колебания являются синфазными.
    Поскольку и электрическое и магнитное поле обладают определенной
энергией, электромагнитная волна переносит энергию в пространстве.
Объемная плотность энергии, переносимой электромагнитной волной, равна

        w = εε 0 E 2 .                                            (13.8)

Плотность потока энергии электромагнитной волны, т.е. энергия, переносимая
волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную
направлению распространения волны, характеризуется вектором Пойнтинга:

        Π = [ E H ] = wc n .                                       (13.9)

Как следует из (13.4), (13.8) и (13.9), значение вектора Пойнтинга осциллирует с
частотой 2ω. Например, для электромагнитных волн видимого диапазона эта
частота составляет порядка 1015 рад/c. Поэтому, часто бывает более уместно
говорить о средней за период плотности потока энергии электромагнитной
волны. Эта величина называется интенсивностью электромагнитной волны и
определяется следующим образом:
                          T
                         1
        I= Π     T
                     ≡
                         T∫Πdt ,                                  (13.10)
                          0

где T = 2π ω – период волны.
       В системе СИ интенсивность электромагнитной волны измеряется в
ваттах на квадратный метр (Вт/м2).

Пример 13.1. Источник излучает электромагнитную волну с частотой ω в
направлении приемника, равномерно движущегося со скоростью v, много
меньшей скорости света, вдоль прямой, соединяющей источник и приемник.
Какова будет частота электромагнитной волны, регистрируемой приемником?

Страницы