Электромагнитное поле. Электромагнитная волна и ее характеристики. Плотность потока излучения
Электромагнитное поле - это особый вид материи, посредством которого осуществляется электромагнитное взаимодействие.
Отдельными проявлениями стационарного электромагнитного поля
электростатическоеполе и
магнитноеполе.
Материальность электромагнитного поля доказана многочисленными экспериментами Фарадея, Герца и других ученых, которые обнаружили силовое воздействие поля на движущиеся заряженные частицы и проводники с током.
Нестационарное электромагнитное поле распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны.
Следовательно,
электромагнитная волна - это процесс распространения электромагнитных колебаний (или распространения электромагнитного поля). Одна из основных ее свойств - поперечність:
.
Другое важное свойство такое: электромагнитные волны всех λ распространяются в вакууме с одинаковой скоростью, равной скорости света в вакууме:
м/с.
Шкала электромагнитных волн содержит волны от γ-лучей до радиоволн.
Энергия электромагнитной волны складывается из энергии электрического поля и энергии магнитного поля:
.
Плотность энергии поля (то есть энергия поля в области пространства единичного объема):
.
Еще одна важная характеристика электромагнитного поля -
плотность потока излучения. Так называется произведение
w на скорость волны
:
.
Следовательно, плотность потока излучения
J численно равен энергии, переносимой электромагнитной волной за единицу времени через поверхность единичной площади, перпендикулярную к направлению волны.
Необходимо заметить, что колебательный контур с плоским конденсатором - закрыт: электрическое поле в таком контуре сосредоточено в конденсаторе. Для излучения контуром в окружающее пространство электромагнитных волн используется открытый контур.
Упрощено получение такого контура можно объяснить так: расстояние между обкладками конденсатора увеличивали до тех пор, пока одна из них превратилась в антенну, а вторую заземлили.