Поляризация электромагнитных волн. Так как электромагнитная волна имеет векторный характер, то необходимо указывать её поляризацию, т.е

Так как электромагнитная волна имеет векторный характер, то необходимо указывать её поляризацию, т.е. направление векторов E, H, в пространстве. Направление каждого из этих векторов может изменяться в пространстве и времени в зависимости от соотношения комплексных амплитуд A и C. Запишем выражение для мгновенного значения напряжённости электрического поля:

. (17)

Найдём длину вектора Е и угол, который он образует с осью x:

(18)

Обе эти величины есть функции времени и координаты. Зависимость угла α от t, z определяет поляризацию волны. Рассмотрим некоторые случаи.

1. Пусть φ_А = φ_С, тогда

. (19)

Видно, что направление вектора Е остаётся в пространстве неизменным, а длина его меняется по косинусоидальному закону. Такая волна называется линейно поляризованной.

2. Пусть А = С, φ_С = φ_А - π/2, тогда E(z,t) = A, α = ωt - kz + φ_A. Видно, что длина вектора Е остаётся постоянной, а угол линейно зависит от координаты и времени. Конец вектора Е описывает в плоскости z=const окружность, а в момент времени t геометрическим местом конца этого вектора является винтовая линия. При увеличении z Е поворачивается по часовой стрелке. Такая волна имеет левую круговую поляризацию. Если φ_С = φ_А + π/2, то волна будет с правой круговой поляризацией.

В общем случае амплитуда и направление вектора Е не остаются постоянными. Волну такого типа называют эллиптически поляризованной. Её можно представить как суперпозицию волн с линейной и круговой поляризацией. Состояние поляризации гармонической волны удобно характеризовать коэффициентом поляризации:

(20)

Если P - комплексное число, то волна с эллиптической поляризацией; если P - действительное число, то волна линейной поляризации; если P - мнимое, то волна круговой поляризации.

Поиск по сайту: