Характер распространения электромагнитных волн

Световым полем называют электромагнитное поле в оптическом диапазоне частот. Специфика оптического диапазона заключается в его двух главных особенностях: 1) в оптическом диапазоне выполняются законы геометрической оптики; 2) в оптическом диапазоне свет очень слабо взаимодействует с веществом.

Оптический диапазон состоит из следующих видов излучения: рентгеновское, ультрафиолетовое (УФ), видимое, инфракрасное (ИК).

На рис. показан участок шкалы электромагнитного излучения в длинах волн, соответствующий оптическому диапазону.

Основными величинами, определяющими электромагнитное поле, являются вектор электрической напряженности поля и вектор магнитной напряженности поля.

Рис. 6.1

Эти векторы являются функциями времени и координат в пространстве, описываемых радиус-вектором r:

Магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое, в свою очередь, приводит к возникновению переменного магнитного поля. Оба переменных поля — электрическое и магнитное — связаны друг с другом и образуют так называемое электромагнитное поле.

Возникающее электромагнитное поле начнет распространяться в виде электромагнитных волн.

Так как силовые линии одного поля

перпендикулярны к силовым линиям другого поля, то векторы напряженностей

Е и Н электрического и магнитного полей в электромагнитной волне всегда взаимно пер

пендикулярны. Кроме того, они перпендикуляр-

Рис. 6.2 ны к направлению распространения волны.

Это значит, что электромагнитные волны поперечные.

Электромагнитные волны распространяются с определенной конечной скоростью. По теории Максвелла, скорость электромагнитных волн в однородной среде определяется свойствами этой среды:

где ε и μ - диэлектрическая и магнитная относительные проницаемости среды, ε ₀ = 8,85 10^-12а² сек²/н м² и ₀= 4π 10^-7 н/а²— электрическая и магнитная постоянные.

Чтобы получить скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, нужно в последней формуле положить ε =1, | μ =l:

Эта скорость равна скорости света в вакууме. Такой результат является одним из доказательств того, что свет есть электромагнитные волны.

Расстояние, которое волна проходит за время одного полного колебания (т. е. за период Т), называется длиной волны.

Если скорость распространения электромагнитной волны в однородной среде равна v, то

λ= vT, или λ=2πv/ω.

где ω=2π/T - частота колебаний в электромагнитной волне.

Поскольку скорость v зависит от ε и μ среды, то при переходе электромагнитной волны из одной среды в другую изменяется следовательно, X - частота колебаний не зависит от свойств среды.

Поиск по сайту: