Основные свойства электромагнитных волн.
методическая разработка по физике (11 класс) на тему

«Основные свойства электромагнитных волн»

1. Электромагнитные волны излучаются ускоренно движущимися, в частности колеблющимися, зарядами, причем ускорение заряда прямо пропорционально напряженности электромагнитного поля.

                         = /m = /m

Покоящиеся или равномерно движущиеся заряды (а=0), таким образом, электромагнитных волн не излучают.

2. Электромагнитные волны, в отличие от механических волн способны распространятся и в вакууме. Скорость электромагнитных волн в вакууме равна скорости света в вакууме.

                          с = 3*108 м/с

3. Скорость электромагнитных волн в веществе находится по формуле

ϑ = , где

μ- магнитная проницаемость среды, [-] – справочное данное,

μ0- магнитная постоянная = 4π*10-7Гн/м,

ε – диэлектрическая проницаемость среды, [-] – справочное данное,

ε0 – электрическая постоянная = 8,85 * 10-12 Ф/м

Для вакуума ε=1, μ=1 => ϑ = с == 3*108 м/c

Для вещества ϑ =,т.е. скорость света в среде меньше скорости света в вакууме в раз.

4. При переходе электромагнитной волны из одной среды в другую частота волны не    меняется, меняется скорость волны и длина волны.

5. Электромагнитные волны поглощаясь веществом нагревают его.

6. Попадая на границу раздела двух сред, часть электромагнитной волны отражается, часть проходит во вторую среду, преломляясь.

7. Электромагнитные волны – поперечные: ┴┴.

8. Объемная плотность энергии электрического поля в электромагнитной волне в каждой точке и в любой момент времени равна плотности энергии магнитного поля.

ωэ=Wэ/V, где ωэ- объемная плотность энергии электрического поля, [Дж/м3].

      ωм=Wм/V, где ωм- объемная плотность энергии магнитного поля, [Дж/м3].

                                                 ωэ= ωм

9. Объемная плотность энергии электромагнитного поля в электромагнитной волне распространяющейся в вакууме пропорциональна квадрату напряженности.

ωэ.м.= ωэ+ ωм=2 ωэ= ε0Е2.

10.   Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна среднему квадрату напряженности электрического поля в волне.

I - интенсивность электромагнитной волны – это мощность электромагнитного излучения, проходящего через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны, [Вт/м2].

I=Pср/S, где Pср - средняя мощность излучения, Вт

Pср= Wср.э.м./t, Wср.э.м.- средняя энергия электромагнитного поля,

Wср.э.м.= Wэ+ Wм= 2 ωэ.ср. V= ε0Е2V.

Подставляем в I=Pср/S, получаем I= ε0Е2V/ St= ε0Е2Sl/ St, т.к. V= Sl, а l/t=c

Таким образом I= ε0Е2c.

11.  Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени ее частоты. 

I пропорциональна ν4.