Основные свойства электромагнитного поля

Идеальный лазер генерирует когерентное электромагнитное излучение, которое описывается с помощью векторов электрического и магнитного полей. Поскольку распространение этого излучения подчиняется уравнениям Максвелла, мы сначала познакомим читателя с основными свойствами электромагнитных полей. [c.9]

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ [c.24]

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА. ЭЛЕкТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ [c.76]

Основные свойства электромагнитных волн (поперечность и ортогональность векторов Е и Н) были получены в 1.1 из прямого анализа уравнений Максвелла, причем молчаливо предполагалось, что существование электромагнитной волны бесспорно. Для более строгого доказательства того, что электромагнитное поле распространяется в виде волны, покажем, что из уравнений Максвелла для однородной непроводящей среды следует волновое уравнение. [c.26]

Как уже указывалось (см. 2.6), электромагнитное поле характеризуется моментом импульса. Для системы, описанной в терминах фотонной физики, должен удовлетворяться закон сохранения момента импульса. Оценивая проекцию момента импульса фотона на направление импульса, можно получить одно из основных свойств электромагнитного излучения — его поляризацию, которая столь просто вводилась в волновой оптике. Более подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки нашей книги. [c.449]

Важно понять, что квантование Планка относилось в основном к атомным осцилляторам, из которых состоят стенки черного тела. Полное понимание квантовой природы электромагнитного поля пришло после объяснения Эйнштейном фотоэлектрического эффекта и по получении Комптоном результатов исследования по рассеянию рентгеновского излучения легкими элементами [66]. Благодаря проведению этой работы была установлена связь между корпускулярными свойствами электромагнитного поля (энергией и импульсом рм) и его волновым свойствами (частотой V и длиной волны X) [c.72]

Несмотря на очевидное различие в способах генерирования и регистрации электромагнитных волн разного типа, можно показать, что законы распространения таких волн задаются одними и теми же дифференциальными уравнениями. Речь здесь идет об уравнениях Максвелла, в которых свойства среды учитываются введением соответствующих констант, а переход излучения из одной среды в другую определяется с помощью граничных условий для векторов напряженности электрического и магнитного полей. Использование метода, предложенного Максвеллом более 100 лет назад, позволяет построить единую теорию распространения электромагнитных волн и применить ее для описания основных свойств света. Такое феноменологическое рассмотрение [c.9]

Лондонами в дополнение к уравнениям Максвелла были получены уравнения для электромагнитного поля в таком сверхпроводнике, из которых вытекали его основные свойства отсутствие сопротивления постоянному току и идеальный диамагнетизм. Однако в силу того, что теория Лондонов была феноменологической, она не отвечала на главный вопрос, что представляют собой сверхпроводящие электроны. Кроме того, она имела еще ряд недостатков, которые были устранены В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау. [c.266]

Возможность применения спектрального анализа сигналов ВТП определяется тем, что в процессе воздействия монохроматического электромагнитного поля на объект в сигналах ВТП появляются составляющие частот, отличающиеся от частоты первой гармоники генератора. Это может происходить за счет проявления нелинейных свойств материала изделия или за счет изменения во времени каких-либо факторов контроля. В первом случае возникают кратные гармоники основной частоты, которые несут дополнительную информацию о свойствах объекта. Метод, основанный на анализе параметров кратных гармонических составляющих, называется методом высших гармоник. Он получил применение при контроле ферромагнитных материалов. Во втором случае возникает модуляция выходного напряжения ВТП изменяющимися параметрами объекта, возникает спектр частот сигнала. Метод, основанный на обработке спектра модуляционных колебаний, называют модуляционным. [c.136]

В начале 30-х годов атомная физика оперировала четырьмя элементарными частицами электрон, протон, нейтрон и фотон, с помощью которых качественно и количественно описывались основные свойства атома. Первые три частицы являются частицами вещества атома, фотон — единица излучения, т. е. квант электромагнитного поля. [c.444]

Инвариантность плоской волны. (Основными свойствами плоской волны являются взаимная перпендикулярность векторов Е и В волны и соблюдение соотношения (2.57) между ними. Прежде всего возникает вопрос об инвариантности плоской волны, т. е. вопрос о том, что плоская в одной системе координат волна является плоской волной во всех других системах координат, движущихся относительно первой равномерно и прямолинейно. Ответ на этот вопрос основывается на инвариантах электромагнитного поля. Как показано в курсе электричества и магнетизма, при преобразованиях Лоренца инвариантными являются следующие величины, характеризующие электромагнитное поле [c.23]

При импульсном нагружении деформирование металла происходит с высокими скоростями. При этом вязкие свойства металла, характерные, например, для меди и титановых сплавов, и задержка текучести, присущая малоуглеродистым сталям, могут оказаться существенными с точки зрения их влияния на процесс пластического формообразования. Разрабатывавшиеся ранее методы расчета процессов формообразования с помощью электромагнитного поля не учитывали в должной мере этих явлений. В работе [3] описан метод расчета основных параметров процесса импульсного осесимметричного деформирования тонкостенной трубной заготовки, материал которой может обладать упруго-вязко-пластическими свойствами и пределом текучести, чувствительным к скорости нагружения. [c.42]

В гл. 1 обсуждаются основные свойства электромагнитного поля и формально (с помощью обычных материальных постоянных) описывается влияние вещества на распространение электромагнитных возмущений. В 1 л. 2 развивается балее физический подход к изучению его влияния показано, что при наличии вненшего патя каждый элементарный объем среды можно считать источником вторичной (рассеянной) элементарной волны и комбинация этих волн образует наблюдаемое макроскопическое пале. Такой подход имеет важное физическое значение, н его мощь иллюстрируется в одной из последующих глав (гл. 12) при исследовании дифракции света на ультразвуковых волнах, [c.11]

Когда мы перечисляли в 9 основные физические свойства электромагнитного поля, определяющие выбор его лагранжиана, мы сослались на это обстоятельство как на опытный факт и связали его с отсутствием в лагранжиане 4-потенциала Л . Теперь можно пояснить эту связь. Если бы 4-потенциал входил в лагранжиан электромагнитного поля, то, как и в примере 7.4, в уравнении (59) появился бы еще и член, пропорциональный потенциалу, скажем хМ,-, где — константа. Тогда мы получили бы при проведении фурье-преобразования в качестве выражения для частоты ие со = с к а (О = Vс к + — групповая и фазовая скорости были бы различны и зависели бы от длины волиы. [c.232]

Подобно сильным электромагнитные взаимодействия имеют ряд свойств, ограничивающих проявление их мощи. Во-первых, электромагнитные взаимодействия у разных частиц проявляются с различной интенсивностью. Наиболее велики эти взаимодействия у электрически заряженных частиц. Слабее проявляются электромагнитные взаимодействия у нейтральных частиц с ненулевыми массой и спином. Такие частицы обладают магнитными моментами, имеющими порядок еЬ,12Мс, где М — масса частицы. Через этот момент они в основном и взаимодействуют с электромагнитным полем [c.279]

Изучением структуры и свойств материалов занимается специальная наука - материаловедение, В данном пособии основное внимание уделено отдельной группе материалов - так называемым электротехническим, или электрорадиоматериалам, используемым в электротехнике и промышленной электронике. Электрорадиоматериалы - это материалы, которые имеют специальные свойства в отношении электромагнитного поля. [c.3]

Передача с электромагнитным генератором сочетает функции двигателя и передачи. Здесь волновое деформирование гибкого колеса осуществляют вращающимся электромагнитным полем. Неподвижный генератор имеет ряд электромагнитов (полюсов). С помощью специального устройства электромагниты вкл очают поочередно. Магнитный поток замыкается через гибкое колесо и деформирует его в соответствующих местах. Основное достоинство передачи — весьма малая инерционность. Здесь вращается только гибкое колесо. Вращение медленное, а масса небольщая. Малая инерционность существенна для следящих и других подобных систем. Отрицательное свойство передачи — низкий КПД (в известных конструкциях не более 6...8%). [c.252]

Теория Максвелла — это теория единого электромагнитного поля произвольной системы зарядов и токов. Она является обобщением основных законов электрических и магнитных явлений. Это феноменологическая теория свойства веществ, характеризующие их электрическую и магнитную природу (относительная диэлектрическая проницаемость е, относительная магнитная проницаемость 1 и проводимость у), считаются заданными. Теория макроскопична элементарные объемы, рассматриваемые в теории, намного превышают объемы отдельных атомов и молекул, а элементарные времена намного больше характерных значений для процессов в атомах и молекулах. [c.242]

Исследуем дифракционные свойства многослойных решеток, образую-ш,ихся из простых или многоэлементных путем размеш,ения их в параллельных плоскостях. Остановимся только на дифракционных свойствах двухслойных равнопериодных равнощелевых решеток (см. рис. 9, в), поскольку в этом случае проявляются все основные особенности поведения характеристик электромагнитного поля, имеюш,ие место при дифракции на решетках с различными структурами периода в слоях. Основные результаты теории многослойных решеток получены в работах [25, 63, 106, 215, 216]. [c.57]

В этой вводной главе дается обзор и вывод некоторых основных соотношений для классических электромагнитных полей. Исходя из у ивнений Максвелла и материальных уравнений, мы получим выражения для плотности и потока энергии электромагнитного поля. Будет доказана теорема Пойнтинга, а также выведены законы сохранения и волновые уравнения. Мы подробно рассмотрим распространение монохроматических плоских волн и некоторые их важные свойства, а также обсудим понятия фазовой скорости и групповой скорости волнового пакета, распространяющегося в среде с дисперсией. [c.9]

В отличие от методов кинетических уравнений, приведенных выше, при более строгом анализе работы лазера необходимо учитывать, что под действием электромагнитного поля внутри его резонатора атомы активной среды начинают осциллировать подобно микродиполям. Эти диполи создают макроскопическую поляризацию Р, численно равную электрическому моменту единицы объема активной среды. Макроскопический дипольный момент действует как источник излучения, т. е. возбуждает собственное электромагнитное поле, приводящее к изменению электромагнитного поля в резонаторе. Таким образом, в результате взаимодействия электромагнитного поля и среды внутри резонатора устанавливается самосогласованное электромагнитное поле. Самосогласованную теорию лазеров можно строить двумя методами 1) полуклассическим — взаимодействие электромагнитного поля со средой описывается уравнениями классической электродинамики 2) квантово-механическим — взаимодействие описывается квантово-механическими уравнениями (в этих методах среда описывается уравнениями квантовой механики). Первый метод является менее строгим, например, с его помощью нельзя учесть шумы лазера, статистические свойства света и рассмотреть эффекты спонтанного излучения, определяющие условия в начале генерации лазеров. Однако в целом ряде задач этот метод является основным для качественного и количественного анализа работы лазера. [c.22]

Этот метод расчета лазеров основан на квантовом описании взаимодействия генерируемого (или усиливаемого) электромагнитного излучения с активной средой, когда не только активная среда, но и излучение описываются уравнениями квантовой теории. Квантовый метод основан на учете корпускулярно-волнового дуализма как основного свойства материи. Любой вид материи, будь то поле колебаний какого угодно вида (электромагнитных, упругих и т. д.) или вещество, может быть представлен в виде ансамбля частиц или квазичастиц, которые описываются соответствующими операторами рождения или уничтожения, вводимыми для каждого вида частиц или квазичастиц. Основное различие в свойствах операторов и их связи с характеристиками поля определяются принадлежностью частиц к бозонам или ферми-онам. [c.33]

Преобразование Френеля тесно связано с преобразованием Фурье. Разложением ядра преобразования Френеля можно показать, что функции (x)exp(—/nsA V ) и f y) exp jnsy lX) связаны друг с другом преобразованием Фурье. Наоборот, если f y) и g(x) — пары преобразования Фурье, то можно показать, что пара g (х) ехр(/язл /Х) и /(г/) ехр(—jnsy lK) связана преобразованием Френеля. В этих выражениях умножение на квадратичный фазовый множитель аналогично виду преобразования, осуществляемого тонкой линзой над комплексной амплитудой падающего на нее светового поля [14, гл. 5]. То, что распространение электромагнитного поля между линзами можно описать, с помощью преобразования Френеля (или свертки с фазовым множителем), позволяет изучать свойства когерентных оптических процессоров, в которых основными операциями являются умножение и свертка [7], на основе алгебраических соотношений. Преобразование Френеля применяется также при исследовании голограмм Френеля и анализе систем воспроизведения с апертурами, кодированными зонной пластинкой. [c.34]

Широко известны различные примеры проявления этих специфических свойств лазерного излучения. Так, например, в различных прозрачных средах возникает его самофокусировка, т. е. нарушается один из основных законов оптики — закон прямолинейного распространения света. Самофокусировка обусловлена большой интенсивностью лазерного излучения, под действием которого изменяется коэффициент преломления среды. Другой хорошо известный пример — возможность разделения изотопов ла-эерным излучением за счет высокой монохроматичности излучения и его селективного воздействия па состояния сверхтонкой структуры атомных спектров. Когерентность лазерного излучения и, в частности, его экстремально малая расходимость позволяют фокусировать излучение в кружок, диаигетр которого порядка длины волны излучения, т. е. порядка 1 мкм. При длительности лазерного импульса порядка фемтосекунд длина цуга, т. е. той области пространства, где локализовано электромагнитное поле вдоль направления его распространения, составляет величину порядка 10 см, т. е. величину порядка длины волны излучения Можно привести и другие примеры, столь же принципиально противоречащие привычным представлениям, сложившимся в до-лазерную эпоху, когда существовали лишь некогерентные источники излучения. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...