Конспекты лекций по электродинамике. Розман Г.А. - 79 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

79
Äëÿ äèýëåêòðè÷åñêîé ñðåäû ðåøåíèå äëÿ
H
r
:
)(
2
)(
1
expexp
kztikzti
HeHH
+
+=
ωω
rrr
Âûøå ìû ââåëè îáîçíà÷åíèÿ äëÿ ìîäóëÿ âîëíîâîãî âåêòîðà;
ωµµεε
00
=k
, â ñëó÷àå äèýëåêòðèêà
ε
- ðåàëüíàÿ âåëè÷èíà.
 íàøåì ñëó÷àå (ïðîâîäÿùàÿ ñðåäà):
ωµµεε
0
''
=k ,
'
ε
- êîìïëåêñíàÿ âåëè÷èíà.
À òàê êàê
ε
'
 êîìïëåêñíàÿ âåëè÷èíà, òî è âîëíîâîå ÷èñëî
êîìïëåêñíîå, ïîýòîìó ìîæíî çàïèñàòü â ñëó÷àå ïðîâîäÿùåé ñðåäû:
21
'
ikkk =
Äëÿ ïðîâîäÿùåé ñðåäû ðåøåíèå çàäà÷è ïðèíèìàåò âèä:
)(
2
)(
1
''
zktizkti
eHeHH
+
+=
ωω
rrr
Ïåðâîå ñëàãàåìîå îïèñûâàåò ðåàëüíûé ïðîöåññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ
ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû îò èñòî÷íèêà, âòîðîå  âîëíà, èäóùàÿ ê
èñòî÷íèêó, ôèçè÷åñêîãî ñìûñëà â íàøåé çàäà÷å íå èìååò:
[]
)(
1
)(
1
)(
1
122121
zktizkzkzktizikkti
eeHeeHeHH
===
ωωω
rrrr
.
- áóäåò óáûâàòü ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì âîëíû âîâíóòðü ïðîâîäÿùåé ñðåäû
(çàòóõàíèå àìïëèòóäû), à ñëåäîâàòåëüíî è ýíåðãèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé
âîëíû óìåíüøàåòñÿ.
Òàê êàê k
2
çàâèñèò îò
ε
, à
ε
îò
, òî ÷åì áîëüøå
, òåì áûñòðåå
çàòóõàíèå.
Ïðîâîäÿùàÿ ñðåäà ïîãëîùàåò ýíåðãèþ ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû,
òàê êàê ïîä äåéñòâèåì åå ïðîèñõîäèò ïåðåìåùåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö
(íà ýòî, äîëæíà áûòü çàòðà÷åíà ýíåðãèÿ).
                                                                     r
     Äëÿ äèýëåêòðè÷åñêîé ñðåäû ðåøåíèå äëÿ                           H:
                        r   r                        r
                        H = H 1 e exp i (ωt − kz ) + H 2 exp i (ωt + kz )
     Âûøå ìû ââåëè îáîçíà÷åíèÿ äëÿ ìîäóëÿ âîëíîâîãî âåêòîðà;

      k = εε 0 µµ 0 ω , â ñëó÷àå äèýëåêòðèêà ε - ðåàëüíàÿ âåëè÷èíà.
      íàøåì ñëó÷àå (ïðîâîäÿùàÿ ñðåäà):

      k ' = ε 'ε 0 µµ ω , ε ' - êîìïëåêñíàÿ âåëè÷èíà.
    À òàê êàê ε ' – êîìïëåêñíàÿ âåëè÷èíà, òî è âîëíîâîå ÷èñëî
êîìïëåêñíîå, ïîýòîìó ìîæíî çàïèñàòü â ñëó÷àå ïðîâîäÿùåé ñðåäû:
                                          k ' = k1 − ik 2
     Äëÿ ïðîâîäÿùåé ñðåäû ðåøåíèå çàäà÷è ïðèíèìàåò âèä:
                            r   r                    r
                            H = H 1e i (ωt − k z ) + H 2 e i (ωt + k z )
                                              '                     '



     Ïåðâîå ñëàãàåìîå îïèñûâàåò ðåàëüíûé ïðîöåññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ
ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû îò èñòî÷íèêà, âòîðîå – âîëíà, èäóùàÿ ê
èñòî÷íèêó, ôèçè÷åñêîãî ñìûñëà â íàøåé çàäà÷å íå èìååò:

       r   r                              r                           r
       H = H 1e i [ωt −( k1 −ik 2 ) z ] = H 1e i (ωt −k1z ) e −k2 z = H 1e −k2 z e i (ωt −k1 z ) .
- áóäåò óáûâàòü ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì âîëíû âîâíóòðü ïðîâîäÿùåé ñðåäû
(çàòóõàíèå àìïëèòóäû), à ñëåäîâàòåëüíî è ýíåðãèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé
âîëíû óìåíüøàåòñÿ.
      Òàê êàê k2 çàâèñèò îò ε ’, à ε ’ îò ∂ , òî ÷åì áîëüøå ∂ , òåì áûñòðåå
çàòóõàíèå.
      Ïðîâîäÿùàÿ ñðåäà ïîãëîùàåò ýíåðãèþ ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû,
òàê êàê ïîä äåéñòâèåì åå ïðîèñõîäèò ïåðåìåùåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö
(íà ýòî, äîëæíà áûòü çàòðà÷åíà ýíåðãèÿ).




                                                  79