Свойства электромагнитных волн

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны  представляют собой распространение электромагнитных полей в пространстве и времени.

Свойства электромагнитных волн можно определить исходя из теории Максвелла. Звучит она так, переменное электрическое поле является источником магнитного поля в окружающей среде. Порождаемое поле имеет вихревой характер.

То есть силовые линии его замкнуты и имеют форму окружностей.

Основные свойства электромагнитных волн

  Электромагнитные волны излучаются  колеблющимися  зарядам. Наличие ускорения  - главное условие излучения электромагнитных волн. 

Такие волны могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых средах, но и в вакууме .

Электромагнитная волна является поперечной.

Периодические изменения электрического поля (вектора напряженности  Е ) порождают изменяющееся магнитное поле (вектор индукции  В ), которое в свою очередь порождает изменяющееся электрическое поле.  Колебания векторов  Е  и  В  происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно линии распространения волны ( вектору скорости) и в любой точке совпадают по фазе.  Силовые лини электрического и магнитного полей в электромагнитной волне я вляются  замкнутыми . Такие поля называют  вихревыми .

взаимное расположение силовых линий электрического и магнитного полей

  Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с. Распространение электромагнитной волны в диэлектрике представляет собой непрерывное поглощение и переизлучение электромагнитной энергии электронами и ионами вещества, совершающими вынужденные колебания в переменном электрическом поле волны. При этом в диэлектрике  происходит уменьшение скорости волны .

При переходе из одной среды в другую  частота волны не изменяется.

Электромагнитные волны могут  поглощаться  веществом. Это обусловлено резонансным поглощением энергии заряженными частицами вещества.

Если собственная частота колебаний частиц диэлектрика сильно отличается от частоты электромагнитной волны, поглощение происходит слабо, и среда становится прозрачной для электромагнитной волны.

  Попадая на границу раздела двух сред, часть волны отражается, а часть проходит в другую среду, преломляясь .  

Если второй средой является металл, то прошедшая во вторую среду волна быстро затухает, а большая часть энергии (особенно у низкочастотных колебаний) отражается в первую среду (металлы являются непрозрачными для электромагнитных волн).

Во время распространения электромагнитной волны в пространстве в ней происходит преобразование электрического поля в магнитное и наоборот. Причем эти процессы происходят одновременно. Потому волна называется электромагнитной . Так как существование в природе отдельно электрической и магнитной волны невозможно.

Поскольку они порождают друг друга.

Распространяясь, волна переносит энергию переноса же вещества среды в которой она распространяется не происходит.

Частицы среды совершают колебания относительно положения равновесия под действием электрического и магнитного полей. Также как и волны на поверхности воды.

Электромагнитная волна обладает механическим импульсом. То есть оказывает давление на поверхность, которая поглощает или отражает волну. При воздействии волны на тело в нем возникает наведенный ток, на который со стороны волны действует силы Ампера. Это действие ничтожно мало, потому механический импульс тоже мал.

Возбуждение волн может вызываться только зарядами, которые движутся с ускорением.

Если заряды движутся с постоянной скоростью как при постоянном токе, то никакой электромагнитной волны не возникнет.

Будет существовать только магнитное поле вокруг движущихся зарядов.

Кроме рассмотренных свойств электромагнитная волна обладает теми же свойствами что и световая волна. То есть она способна поглощается и отражается от поверхностей.

Данное свойство используется в авиации для обнаружения летательных аппаратов. А также преломляется при переходе из одной среды в другую.