И пулс енергийна плътност на електромагнитни вълни

енергийна плътност електромагнитна вълна, която се прехвърля

Електромагнитните вълни носят енергия. Нейната плътност в насипно състояние ($ w $) компонент на електрическите и магнитните полета, а именно:

където $ w_E $ - плътност на електрическо поле енергия, $ w_m $ - плътност на магнитното поле на енергия. Известно е, че:

За електромагнитна вълна съотношение се извършва за моментните стойности на $ E $ и $ Н $:

От изрази (2) и (3), се оказва, че:

В противен случай, можете да напишете:

От теорията на Максуел води до извода, че ако тялото е напълно поглъща вълна инцидент е перпендикулярна на нея, налягането ($ р $), което го прави равен на средната стойност на обемната енергийна плътност на вълната:

Плътността на електромагнитна вълна

По време на усвояването на веществото на орган електромагнитна вълна е на натиска на тялото, това означава, че дава тласък. Ако означим плътността на инерция, колкото $ \ $ overrightarrow, тя може да се определи с помощта на Umov - Poynting ($ \ overrightarrow

$):

Нека инцидент със самолет вълна перпендикулярно върху плоската повърхност на тялото. Сложете че $ \ varepsilon = 1, \ \ мю = 1 $ слабо проводим тяло. Напрегнатостта на електрическото поле на вълната ще възбуди ток в тялото, чиято плътност ($ \ $ overrightarrow):

$ \ Sigma $ - проводимост на материала. Магнитното поле на вълната действа на тока с определена сила ($> _ ф $) (сила на единица обем)

Посока $> _ ф $ съвпада с посоката на разпространение на вълната.

В този повърхностен слой от дебелината на тялото $ \ триъгълник л $ на зоната за единица на пулсовата вълна докладвани $ 1 $, ($ \ overrightarrow \ бота \ overrightarrow $) равен на:

В едно легло за $ 1 от $ абсорбира енергия:

който се отделя по-късно, тъй като топлина. Ние считаме, съотношението на пулса (10) на енергията (11), ние имаме:

Използвайте експресията (3) $ \ varepsilon = 1 \ \ ц = 1, $ получи

Заместване на (13) в формула (13):

От израза (14) следва, че електромагнитната вълна като енергия на W $ $, има инерция ($ G $):

От (15) се вижда, че плътността на инерция ($ G_u $) - скорост на единица обем е:

Използване Umov - Poynting може да бъде израз (16) е представен като:

Във формула (17) се приема, че посоката на вектора на електромагнитна вълна импулс има същата посока като вектор Umov - Poynting.

Задача: Какво налягане ($ р $), произвежда плоски електромагнитни вълни върху тялото? Той се разпространява във вакуум, по протежение на оста на X $ $, тя попада върху тялото перпендикулярно, напълно се абсорбира. Амплитудата на магнитната сила на полето се равнява на $ H_m $.

Като основа за решаването на проблема ще се изхода на теорията на Максуел, че ако вълната е инцидент по тялото перпендикулярно на повърхността си и се абсорбира напълно, след което:

\ [P = \ ляво \ langle w \ полето \ rangle \ наляво (1.1 \ полето), \]

където $ \ ляво \ langle w \ прав \ rangle $ - средна обемна плътност на електромагнитна вълна енергия.

Уравнения модули трептене разпространители на електрически и магнитни полета могат да бъдат написани в съответствие с хармоничен закон:

Плътността на енергията на електромагнитното поле ($ т $) е сумата от плътността на електрическото поле ($ w_E $) и плътността на магнитното поле ($ $ w_H):

В този случай, за електромагнитна вълна, ние имаме връзката между моментните стойности на полетата на изпълнение:

Следователно, ние можем да напишете следното:

Използване на (1.3), заместване на Н експресията на който е от дясната страна, ние получаваме:

Ние считаме, средната стойност на обемната плътност на електромагнитна вълна енергия, получаваме:

Имайте предвид, че:

След това с формула (1.9) ще бъде презаписано, както следва:

Задание: Каква е средната стойност (време), плътността на електромагнитната вълна пулса ($ \ ляво \ langle G_u \ прав \ rangle $)? Ако електромагнитна вълна е равнина простира във вакуум за X ос, амплитудата на магнитното поле е равна на $ H_m. $

Като основа за решаването на проблема ще се по формулата:

\ [\ Overrightarrow = \ Frac \ наляво [\ overrightarrow \ overrightarrow \ полето] \ до G_u = \ fracEH \ да \ ляво \ langle G_u \ полето \ rangle = \ Frac \ лявата \ langle EH \ полето \ rangle \ наляво (2,1 \ вдясно). \]

намери амплитудата на електрическото поле:

Уравнения модули трептене разпространители на електрически и магнитни полета могат да бъдат написани в съответствие с хармоничен закон:

Ние заменен експресия (2.3), (2.4) и (2.5) до (2.1), ние получаваме:

Решете контрол по всички предмети. 10 години опит! Цена от 100 рубли. период от 1 ден!

Пишем евтини и точно навреме! Повече от 50 000 доказани професионалисти