Принципы электромагнитного поля

Лампа обратной волны — электронная лампа, по принципу действия близкая к лампе бегущей волны, но в ней электронный поток движется навстречу электромагнитному полю [2J, [c.147]

Заканчивая изложение физических принципов голографии, сформулируем еще раз Соображения, лежащие в основе этого способа регистрации информации об объекте наблюдения, переносимой электромагнитным полем. Нас интересует информация, заключающаяся в распределении амплитуд и фаз в этом поле. Фотографирование распределения интенсивности в специально созданной интерференционной картине, возникшей при суперпозиции волнового поля объекта и когерентной ему опорной волны, дает возможность регистрации полной информации, переносимой изучаемым волновым полем. Последующая дифракция света на распределении почернений в фотослое голограммы восстанавливает волновое поле объекта и допускает изучение этого поля а отсутствие объекта наблюдения. Рассмотрим теперь некоторые практические применения голографии. [c.266]

Электромагнитное поле, генерируемое лазером, зарождается из спонтанного излучения активной среды. Поэтому, хотя при возбуждении одного типа колебаний и формируется монохроматическое поле, его начальная фаза совершенно произвольна. Если возбуждается много типов колебаний, то их начальные фазы, как кажется на первый взгляд, не могут быть согласованными, так как они должны определяться различными спектральными компонентами случайного спонтанного излучения. Высказанная точка зрения предполагает, однако, независимость различных типов колебаний, т. е. основана на принципе суперпозиции, который несправедлив в области нелинейных явлений. В лазерах же нелинейные явления играют принципиальную роль (см. 225), вследствие чего типы колебаний в большей или меньшей степени должны влиять друг на друга, и может осуществиться их синхронизация. Специальные меры, способствующие реализации режима генерации сверхкоротких импульсов и упомянутые в начале параграфа, предназначены для усиления нелинейного взаимодействия типов колебаний. [c.814]

Затишье перед бурей. XIX столетие ознаменовалось целым рядом достижений в физике. К ним относятся достижения в области электричества и магнетизма, которые привели к теории электромагнитного поля Максвелла и позволили включить оптику в рамки электромагнитных явлений значительный прогресс в развитии классической механики, которая достигла особой стройности и законченности благодаря блестящим математическим исследованиям разработка универсальных физических принципов, среди которых на первое место следует поставить закон сохранения и превращения энергии. Неудивительно, что к концу века стало складываться убеждение в том, будто физическое описание законов природы близко к окончательному завершению. [c.34]

В относительном движении точка т совершенно свободна принцип Гамильтона имеет место. Следовательно, для аналогичного случая движения электрона в электромагнитном поле возможно применить принцип Гамильтона. [c.222]

Это было использовано при обосновании закона Малюса. Принцип суперпозиции для электромагнитного поля позволил полностью объяснить все поляризационные явления в кристаллах. Для последовательной интерпретации поляризации фотонов необходимо использовать некоторый аналог принципа суперпозиции для электромагнитных волн. Таким аналогом является принцип суперпозиции состояний. [c.40]

Хотя молекула и состоит из электрически нейтральных атомов, силы, удерживающие атомы в молекуле, являются электромагнитными по своему происхождению. Теоретическое рассмотрение строения молекул, их энергетического спектра, электрических и магнитных свойств, взаимодействия с электромагнитным полем и т. д. в принципе не отличается от рассмотрения соответствующих вопросов для атома. Однако в теории молекул используются многие модели, понятия, методы расчета и т.д., которые специфичны для молекул и не встречаются в теории атома. [c.297]

Другое достоинство этого принципа состоит в том, что его можно легко распространить на системы, не являющиеся чисто механическими, например, на упругие среды, электромагнитные поля, поля элементарных частиц и т. д. Позже мы рассмотрим некоторые из этих обобщений, а сейчас проиллюстрируем это на примере следующей простой системы, выходящей за обычные рамки механики. Предположим, что мы имеем систему, лагранжиан которой имеет вид [c.58]

Возможны, однако, и другие обобщения классической механики, порождаемые более тонкой аналогией. Мы видели, что принцип Гамильтона дает возможность компактно и инвариантно сформулировать уравнения механического движения. Подобная возможность имеется, однако, не только в механике. Почти во всех областях физики можно сформулировать вариационные принципы, позволяющие получить уравнения движения , будь то уравнения Ньютона, уравнения Максвелла или уравнения Шредингера. Если подобные вариационные принципы положить в основу соответствующих областей физики, то все такие области будут обладать в известной степени структурной аналогией. И если результаты экспериментов указывают на необходимость изменения физического содержания той или иной теории, то эта аналогия часто показывает, как следует произвести подобные изменения в других областях. Так, например, эксперименты, выполненные в начале этого века, указали на то, что как электромагнитное излучение, так и элементарные частицы обладают квантовой природой. Однако методы квантования были сначала развиты для механики элементарных частиц, описываемой классическими уравнениями Лагранжа. Если электромагнитное поле описывать с помощью лагранжиана и вариационного принципа Гамильтона, то методами квантования элементарных частиц можно будет воспользоваться для построения квантовой электродинамики (см. 11.5). [c.60]

В главе 6 указывалось, что первый член ковариантного релятивистского лагранжиана (6.57) является в некоторой степени произвольным. Другая возможная форма лагранжиана получается, если преобразовать принцип Гамильтона (6.48) (перейдя от времени i к местному времени т, являющемуся инвариантом Лоренца) и использовать. новую подынтегральную функцию в качестве L. Получить таким путем выражение для ковариантного гамильтониана частицы, находящейся в электромагнитном поле. Показать, что значение этого гамильтониана равно нулю. (При получении уравнений движения значение гамильтониана, конечно, не существенно, так как нас интересует только его функциональная зависимость от координат и импульсов.) [c.261]

Уравнение в частных производных Гамильтона в оптике эквивалентно дифференциальной формулировке принципа Гюйгенса. Однако принцип Гюйгенса — всего лишь приближенное следствие истинных принципов физической опцией. Адекватное описание оптических явлений производится с помощью уравнений Максвелла для электромагнитного поля, являющихся векторными уравнениями. Вместе с тем ряд оптических явлений можно объяснить с помощью более простой скалярной теории Френеля. [c.317]

Изменение нагружения в электродинамических стендах основано на принципе перемещения сердечника в электромагнитном поле. При прохождении через подвижную катушку электрического тока переменной силы в результате взаимодействия магнитных полей возникает сила, заставляющая перемещаться стол стенда (рис. 6). [c.29]

Было установлено, что уравнения, справедливые для свободного электромагнитного поля, могут быть выведены из принципа Гамильтона, записанного в следующем виде [c.160]

Кроме того, в гл. X было найдено, что правильные релятивистские уравнения движения заряженной материальной точки в электромагнитном поле могут быть выведены из такой формы принципа Гамильтона [c.160]

Таким образом, применяя принцип наименьшего действия, при надлежащем выборе выражения для кинетического потенциала Н, мы получили известные уравнения электромагнитного поля Максвелла. [c.579]

V"—фазовая скорость). Далее, из квантовых соотношений следует, что Я предлагаю вообще положить, что I = НО. Из этого утверждения непосредственно следует. идентичность принципов Ферма и Мопертюи, причем становится возможным строгий вывод скорости фазовых волн в любом электромагнитном поле. [c.640]

Рассматривая во второй главе этот вопрос в более общем случае тела, имеющего электрический заряд и перемещающегося с переменной скоростью в электромагнитном поле, мы показали, что по нашим представлениям принцип наименьшего действия в форме Мопертюи и принцип согласования фаз Ферма весьма вероятно могут быть двумя аспектами одного и того же закона это привело нас к пониманию истолкования квантового соотношения, определяющего скорость фазовой волны в электромагнитном поле. Конечно, идея, что за движением материальной точки всегда скрывается распространение волны, должна быть изучена и дополнена, но если удастся найти для нее совершенно удовлетворительную форму, то она представит собой синтез большой рациональной красоты. [c.666]

Чтобы сделать понятным принцип работы атомной бомбы, объяснение, видимо, следует начинать от печки . Ведь необходимо рассказать и об электромагнитном поле, и о радиоактивности, и о теории относительности. Слушателям становилось ясно, что создание атомной бомбы явилось результатом (более того — логическим следствием) широкого фронта работ, проводившихся целой армией физиков в области строения вещества, в области электричества, теории теплоты. Короче говоря, стало очевидным, что атомную бомбу породила физика. [c.6]

Однако следует иметь в виду, что этот принцип не имеет места в системах с непотенциальными силами, т. е. силами, работа которых зависит от пути, по которому система приводится в окончательное положение. Такими силами, в частности, являются силы гидродинамического и электродинамического происхождения. Так, например, роторы, вращающиеся в подшипниках скольжения, в электромагнитном поле, роторы с учетом сил внутреннего трения, являются неконсервативными системами и принцип взаимности в этих системах не имеет места. [c.363]

Вихретоковый дефектоскоп ВД-80Н. Предназначен для выявления поверхностных дефектов на галтельных переходах коленчатых валов автотракторных двигателей. Принцип действия прибора основан на регистрации искажения электромагнитного поля в зоне дефекта. [c.234]

Для получения тяги часть накопленной энергии преобразуется в рабочем процессе реактивного двигателя в направленное движение реактивной струи. Ускорение рабочего тела осуществляется различными способами. Большинство схем реактивных двигателей использует тепловой принцип, когда потенциальная энергия химических или ядерных связей сначала преобразуется в тепло, а затем в сопловом устройстве (в сопле) в кинетическую энергию струи рабочего тела. Возможен и электрический принцип, когда предварительно ионизированное рабочее тело ускоряется с помощью электромагнитных полей. [c.213]

Здесь F(r) = е(р — потенциальная энергия электрона в кулоновском поле ядра. Согласно общим принципам квантования обобщенный импульс Р должен быть заменен на оператор импульса -гйУ. После такой замены мы приходим к квантовому гамильтониану электрона, находящегося в кулоновском поле ядра и поперечном электромагнитном поле. [c.12]

В предыдущей главе мы рассмотрели принципиальные вопросы, возникающие при изучении единственного атома, взаимодействующего с монохроматической световой волной и излучающего спонтанно и вынужденно фотоны. При этом остался в тени важный для практики вопрос о том, каким образом может быть приготовлена система, состоящая только из одного атома. Если атомы исследуемого вещества находятся в газовой фазе, то задача уединения единственного атома является решаемой, но достаточно сложной технической проблемой. Однако исследования в газовой фазе становятся даже в принципе невозможными для сложных органических молекул, так как многие из них уже при небольшом нагревании, предшествующем испарению, распадаются. Поэтому в последние несколько лет успешно развиваются методы исследования единичных молекул, внедренных в твердые матрицы, охлажденные до гелиевых и более низких температур [18-20]. В этом случае перед нами стоит проблема исследования поглощения и излучения света единственным примесным центром. Однако оптические электроны примесной молекулы или атома взаимодействуют не только с электромагнитным полем, но и с колебаниями атомов матрицы (фононами). Это электрон-фононное взаимодействие приводит к рождению и уничтожению фононов в процессе оптического перехода в примеси. Оно актуально даже при сверхнизких температурах, потому что процессы рождения фононов имеют место даже при абсолютном нуле. Поэтому в теорию, изложенную в предыдущей главе, необходимо включить взаимодействие оптических электронов примесного центра с фононами. Фононы и другие низкочастотные возбуждения твердой матрицы рассматриваются в данной главе. [c.53]

В последнее время для литья алюминия и его сплавов все большее распространение получают так называемые электромагнитные кристаллизаторы, разработка и промышленное внедрение которых осуществлено советскими учеными. Принцип дей- < ствия таких кристаллизаторов заключается в создании концентрированного электромагнитного поля заданной формы. Слитки, отлитые в такой кристаллизатор, не требуют механической обработки поверхности, так как эта поверхность образуется охлаждением в электромагнитном поле без соприкосновения с поверхностью кристаллизатора. [c.329]

Высокочастотные индукционные (ВЧИ) плазмотроны являются наиболее распространенными из безэлектродных плазмотронов. Их отличает высокая надежность в эксплуатации, относительная простота конструкции и большой ресурс работы. Принцип действия их основан на возбуждении разряда специальным индуктором в виде многовитковой катушки, выполненной из медной водоохлаждаемой трубки. Внутрь индуктора вставлена разрядная камера, в которой возбуждается разряд. Материал разрядной камеры должен быть прозрачным для ВЧ-электромагнитного поля, обычно это кварц. На рис. 4.6.3 показана конструкция металлургического ВЧИ-плазмотрона с кварцевой разрядной камерой, описанной в [37]. [c.445]

Уравнение (1.77) представляет собой одну из наиболее общих форм записи волнового уравнения. Оно в принципе может быть использовано для решения различных задач нелинейной оптики, связанных с распространением интенсивного электромагнитного поля в среде. Для удобства расчета этих задач уравнение записано в системе Гаусса. [c.26]

В целом следует указать, что метод Гюйгенса—Френеля лвлм-ется приближением, наиболее пригодным для описания дифракции коротких волн. При формулировке принципа не уточнялись краевые условия для напряженности электромагнитного поля и не учитывался векторный характер поля. Весьма сложен вопрос [c.263]

Задача определения скорости света принадлежит к числу важнейших проблем оптики и физики вообще. Решение этой задачи имело огромное принципиальное и практическое значение. Установление того, что скорость распространения света конечна, и измерение этой скорости сделали более конкретными и ясными трудности, стоящие перед различными оптическими теориями. Первые методы определения скорости света, опиравшиеся на астрономические наблюдения, способствовали со своей стороны ясному пониманию чисто астрономических вопросов о затмениях отдаленных светил и о годичном параллаксе звезд. Точные лабораторные методы определения скорости света, выработанные впоследствии, используются при геодезической съемке. Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование принципа Допплера в оптике сделали возможным решение задачи о лучевых скоростях светил или движущихся светящихся масс (протуберанцы, каналовые лучи) и привели к весьма широким астрономическим обобщениям. Сравнительное измерение скорости света в вакууме и различных средах послужило в свое время в качестве ехрег1теп1ит сгис1з для выбора между волновой и корпускулярной теориями света, а впоследствии привело к понятию групповой скорости, имеющему большое значение и в современной квантовой физике. Сравнение скорости распространения света с константой с максвелловской теории, обозначающей, с одной стороны, отношение между электромагнитными и электростатическими единицами заряда, а с другой — скорость распространения электромагнитного поля, сыграло важнейшую роль при обосновании электромагнитной теории света. Наконец, вопрос о влиянии движения системы на скорость распространения света и вся обширная совокупность связанных с ним экспериментальных и теоретических проблем привели к формулировке эйнштейновского принципа относительности — одного из самых значительных обобщений [c.417]

Вынужденное испускание. Гипотеза Эйнштейна относительно вынужденного испускания состоит в том, что под действием электромагнитного поля частоты V молекула может, во-первых, перейти с более низкого энергетического уровня Е1 на более высокий 2 с поглощением кванта энергии кх = Е2— 1 (рис. 35.1,6) и, во-вторых, перейти с более высокого уровня 2 на более низкий 1 с испусканием кванта энергии Ау = 2— ( (рис. 35.1, в). Первый процесс принято называть поглощением, второй — вынужденным (индуцированным или стимулированным) испусканием. Скорость каждого из этих процессов пропорциональна соответствующим вероятностям 12 и 21 , где 12 и 21 — коэффициенты Эйнштейна для поглощения и вынужденного испускания и — спектральная плотность излучения. Согласно принципу детального равновесия при термодинамическом равновесии число квантов света йп, поглощенных за время (11 при переходах / —>- 2, должно равняться числу квантов с1п2, испущенных в процессе обратных переходов 2- 1. Число поглощенных квантов согласно Эйнштейну пропорционально спектральной плотности радиации и и числу частиц П на нижнем уровне [c.269]

Расширение эйнштейновского пространства-времени, с тем чтобы в нем появились новые степени свободы, которые можно было бы сопоставить электромагнитному полю, являйся вопросом глубокой теории. Дело в том, что все степени свободы эйнштейновского пространства без остатка тратятся на описание гравитащюнного поля. Дополнительные степени свободы появляются в нем при использовании выдвинутого в 1918 г. немецким математиком Г. Вейлем принципа на характере физических законов не сказывается изменение в каждой точке пространства длины. При этом допустимы неоднородные замены с меняющимся от точки к точке отношением масштабов. Такую замену масштабов называют калибровочным преобразованием, а построенное таким путем пространство — пространством Вейля. Однако эта интересная теория не нашла приложения [103]. [c.211]

Принцип радиочастотного нагрева состоит в том, что если поместить материал в переменное электрическое поле (обычно имеющее частоту 13,56 или 27,12 МГц), то он начнет равномерно нагреваться по всему объему в результате обращения полярности молекул, вызываемого колебаниями электромагнитного поля. Это означает, что изделия можно нагревать одновременно и с поверхности, и в цент-ае без всяких затруднений и задержек, которые являются неизбежными при обычном нагреве теплопередачей. Некоторые вещества не имеют, однако, соответствующей дипольной структуры, и на них не действует этот способ нагрева. Вода, например, чрезвычайно легко поглощает электромагнитную энергию, а большинство текстильных волокон удается нагреть лишь с очень большим трудом, и они поглощают гораздо меньше энергии из такого же самого радиочастотного поля. Это селективное восприятие оказывается весьма полезным, ко да радиочастоту применяют для сушки тканей. В общей массе текстильных волокон более влажные участки нагреваются сильнее, и количество поглощаемой электромагнитной энергии будет зависеть от содержания влаги, так что участки, которые не содержат несвязанную воду, практически не будут поглощать энергию. Следовательно, ткань перестанет высыхать, едва лишь будет достигнут уровень кондиционной глажности. [c.195]

В этой глаие мы начнем с рассмотрения связей, наложенных на систему мы покажем, что связи можно ввести как предельный случай обычной потенциальной энергии. Затем обсуждается принцип Д Аламбера и на его основе выводятся уравнения Лагранжа первого рода, которые используются в нескольких простых примерах. Выводится вариационный принцип Гамильтона, с помощью которого получаются уравнения Лагранжа второго рода, после того как вводятся обобщенные координаты. После этого рассматриваются циклические координаты, функция Рауса и скрытые массы. Далее кратко обсуждаются неголоном-ные и неинтегрируемые связи и потенциалы, зависящие от скорости специально рассмотрен случай движения заряженной частицы в электромагнитном поле. В конце главы обсуждается связь между бесконечно малыми преобразованиями координат и законами сохранения. [c.38]

В этой главе прежде исего будет рассказано о том, как можно описать движение механической систел1ы с 5 стеиенями свободы в 25-мерном фазовом пространстве. Канонические уравнения выводятся из уравнений Лагранжа, Канонические преобразования обсуждаются весь 1а кратко, более подробно рассматриваются свойства скобок Пуассона, их инвариантность относительно канонических преобразований, их значение для отыскания интегралов движения и связь с бесконечно малыми контактными преобразованиями. Бегло рассмотрен случай движения заряженной частицы Б электромагнитном поле. В последнем параграфе принцип наименьшего действия выводится из вариационного принципа Гамильтона и обсуждается вопрос о том, как молено рассматривать время на равных правах со всеми остальными координатами q . [c.123]

В координатах амплитуда, частота, время строятся трехмерные изображения магнитных, вибрационных, акустических и электромагнитных полей, изучается пространственное распределение неаддитивных сигналов и т.п. Представляет интерес диагностирование путем измерения ударных процессов, как правило, однозначно характеризующих возникновение дефекта внутри изделия. Метод ударных импульсов позволяет осуществлять диагностирование подшипников на основе регистрации и смену высокочастотных вибраций, обусловленных ударными процессами. Этот принцип реализован в приборе ИСП-1, который не только указьтает на наличие дефекта, но и дает информацию о месте его возниьсновения. Установлено также, что по форме импульса, возникающего от удара падающего пьезопреобразователя на изделие, можно определять механические свойства поверхностного слоя материала изделия, его упругие и пластические деформации. Можно надеяться, что в будущем подобный метод будет успешно конкурировать с широко распространенными в настоящее время методиками контроля твердости изделий на приборах Бринелля, Роквелла и Виккерса. [c.112]

Принцип управления роботом Робоматик заключается в следующем. По кабелю наведения, приложенному под полом вдоль трассы движения, пропускают низкочастотный ток, который генерирует электромагнитное поле. Цель управления за- [c.192]

Индукционное управление ведущими колесами роботов типа Роботрайлер и Робокарриер осуществляется по принципу самонаведения. иллюстрируемому рис. 6.4. Прямая и обратная связь бортовой системы управления рассматриваемых роботов с системой управления ГАП осуществляется с по.мощью двух специальных проводов связи, размещаемых в кабеле наведения. При передаче информации и команд роботу извне осуществляется соответствующая модуляция тока в проводе прямой связи, а генерируемое при этом электромагнитное поле воспринимается приемными катушками (антеннами), установленными на шасси робота. Обратная передача информации от робота к системе управления ГАП производится по проводу обратной связи посредством модуляции электрического тока бортового передатчика. [c.193]

Экстремальные дринщшы. В отличие от дуально симметричной Э. (8), (И), в однозарядовой Э. не возникает проблем с получением совместной системы ур-ний (1), (8) (с 7 = 0) для движения отд. электрич. зарядов q и поля в вакууме из вариац. принципа (см. Вариационное исчисление). Для удобства вводятся новые полевые переменные— скалярный <р(с/, г) и векторный A( t, г) потенциалы электромагнитного поля [c.523]

Оптические эффекты тесно связаны с характером зависимости Р от Е. Если эта зависимость линейна (см. (1.6)), то фундаментальным свойством электромагнитных волн в таких средах является принцип суперпозиции. Он позволяет любое состояние электромагнитного поля представить в виде совокупности простых решенийсвойства каждого из которых хорошо изучены. Так, в пространственно однородной среде такими решениями являются плоские волны (однородные или неоднородные), а уравнения [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...