Undele electromagnetice. Polarizarea valurilor. Viteza unui val electromagnetic.
Radiațiile electromagnetice (undele electromagnetice) reprezintă o perturbare (schimbare de stare) a unui câmp electromagnetic propagat în spațiu.
Vectorul de undă este un vector a cărui direcție este perpendiculară pe frontul de fază al undei de călătorie, iar valoarea absolută este egală cu numărul de unde.
Vectorul de undă este de obicei marcat cu o literă latină, iar valoarea sa este măsurată în metri inversi sau centimetri inversați. Ar trebui să fii atent, pentru că Uneori se poate folosi o definiție în rotație, diferită de un multiplicator. dar dând aceeași dimensiune fizică.
Numărul de valuri este legat de lungimea de undă # 955; relație:
.
Longitudinală val de polarizare nu poate avea loc, deoarece direcția vibrațiilor în acest tip de valuri coincide întotdeauna cu direcția de propagare.
Unda transversală se caracterizează prin două direcții: vectorul de undă și vectorul de amplitudine, mereu perpendicular pe vectorul de undă. Vectorul de undă indică direcția de propagare a undei și vectorul de polarizare reprezintă vectorul de intensitate a câmpului electric. Astfel, în spațiul tridimensional există un grad mai mare de libertate - rotirea în jurul vectorului de undă.
Cauza polarizării valurilor poate fi:
Generarea undelor asimetrice în sursa de perturbare;
Anizotropia mediului de propagare a undelor;
· Refracție și reflecție la limita a două medii.
Dependența potențialelor instantanee de polarizarea circulară
În cazul general pentru undele armonice, sfârșitul vectorului oscilant descrie, într-un plan transversal față de direcția de propagare a undelor, o elipsă, iar această polarizare este numită eliptică. Cazurile importante importante sunt polarizarea liniară. la care oscilațiile perturbației apar într-un singur plan, în acest caz se vorbește despre un "val polarizat" și o polarizare circulară sau circulară. la care sfârșitul vectorului de amplitudine descrie un cerc în planul oscilațiilor, polarizarea circulară, în funcție de direcția de rotație a vectorului, poate fi dreaptă sau stângă.
Polarizarea este descrisă de figurile Lissajous și corespunde adăugării de oscilații transversale de frecvență egală.
Pentru undele electromagnetice, polarizarea este un fenomen de oscilație direcționată a vectorilor de intensitate a câmpului electric E sau a intensității câmpului magnetic H.
În momentul de față, se crede că viteza luminii într-un vid este o constantă fizică fundamentală, prin definiție, exact egală cu 299.792.458 m / s sau 1.079.252.848,8 km / h. Precizia valorii se datorează faptului că, începând din 1983, contorul din Sistemul Internațional de Unități (SI) a fost definit ca distanța parcursă de lumină într-un vid pentru un interval de timp de 1 / 299,792,458 secunde [5]. Pentru rezolvarea problemelor școlare și a tuturor tipurilor de estimări care nu necesită o mare precizie, este de obicei folosită valoarea de 300.000.000 m / s (3 × 10 8 m / s).
Viteza luminii într-un mediu transparent este viteza cu care lumina se deplasează într-un alt mediu decât un vid. Într-un mediu cu dispersie, vitezele de fază și de grup sunt diferențiate.
Viteza de fază conectează frecvența și lungimea de undă a luminii monocromatice într-un mediu (# 955; = c / # 957;). Această viteză este de obicei (dar nu neapărat) mai mică decât c. Raportul dintre viteza de fază a luminii în vid și viteza luminii într-un mediu se numește indicele de refracție al mediului. Viteza de grup a luminii într-un mediu de echilibru este întotdeauna mai mică decât c. Cu toate acestea, în medii de echilibru nu poate depăși c. În acest caz, totuși, marginea anterioară a impulsului încă se mișcă cu o viteză care nu depășește viteza luminii într-un vid. Ca urmare, transferul de informații superluminale este imposibil.
Viteza de grup - o cantitate ce caracterizează viteza de propagare a undelor „grupuri“ - adică mai mult sau mai puțin bine localizate val cvasi monocromatică (valuri cu spectru suficient de îngust). De obicei, interpretat ca viteza maximă a anvelopei amplitudinii pachetului de undă cvasi monocromatică (sau un tren de valuri). În cazul în care luarea în considerare a propagării undei în dimensiunea spațială a mai mare decât unul înseamnă pachetul de undă în mod tipic într-o formă similară unui val avion.
Viteza de fază este viteza unui punct care se mișcă cu o fază constantă a mișcării vibraționale din spațiu de-a lungul unei anumite direcții. În general, având în vedere direcția care coincide cu direcția vectorului de undă și faza numită viteza, măsurată în această direcție, cu excepția cazului în contrariul este menționat explicit (adică dacă nu se specifică în mod explicit direcție diferită de direcția vectorului de undă). Viteza de fază de-a lungul direcției vectorului de undă coincide cu viteza de mișcare a frontului fazei (suprafața fazei constante). Se poate considera, dacă se dorește, ca valoare vectorială.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: