P1010605

114 Natężenie fali. Fala kulista. Pęd niesiony przez falę

■ Natężenie fali elektromagnetycznej definiujemy jako wartość bezwzględną wektora Poyntmga uśrednioną po czasie. Jak pokazaliśmy wcześniej (str. 112) gęstość strumienia energii niesionej przez falę. równa wartości wektora Poyńnga, oscyluje w czasie tak jak kwadrat funkcji cosinus. Ola fal długich radiowych okres oscylacji jest rzędu I0*i, a dla fal świetlnych 10'^l5s. Praktyczne znaczenie ma więc uśredniona w czasie wartość S zwana natężeniem fali /. Zgodnie z definicją mamy

/ = <$> = (EqH₀cmH(oI-kx+ 5)> = \EqH₀ =    E\.

Skorzystaliśmy z faktu, że wartość średnia kwadratu cosinusa wynosi 1/2. Ponieważ dla większości ośrodków, z wyjątkiem ferromagnetyków. względna przenikalność magne-tyczna pał. można wzór na natężenie fali zapisać w przybliżonej postaci:

Fo pi - - /f° F² /MO ^A0⁼ VMo ^t0'

gdzie 4itr² jest powierzchnią sfery o promieniu r. a 1 jest natężeniem fali jednakowym (ze względu na symetrię) na całej powierzchni sfery o promieniu r. Ponieważ natężenie fali jest proporcjonalne do gęstości en ergi w, a ta z kolei jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy l~w~A² mamy. że A^r² = const. a stąd wynika, że amplituda fali kulistej jest odwrotnie proporcjonalna do odległości r od źródła fali. Stąd równanie fali sferycznej ma postać E = A cos(co t - kx + a) = -jrcosfto t -kr + 8).

Zwróćmy uwagę, że gdy r-+ 0, to E -> co. To przejście nie ma jednak fizycznego sensu. Wzór powyższy obowiązuje tylko w dużyęh odległościach w porównaniu z rozmiarami źródła

■ Pęd niesiony przez falę elektromagnetyczną. W wyniku pochłaniania fali elektromagnetyczna w jakimkolwiek ciele fala elektromagnetyczna przekazuje temu ciału pęd. tj. I wywiera nań ciśnienie. Na rysunku po prawej stronie pokazano falę elektromagnetyczną rozchodzącą się w kierunku osi OX, padającą na płytkę o grubości Az i powierzchni równej AyAz. w której jest absorbowana Mechanizm absorpcji mażmy opisać w następujący sposób: zgodnie z różniczkowym prawem Ohma, pole elektryczne fali wzbudza w kierunku osi OY prąd o gęstości j^maE Energia W wydzielona w płytce, równa pracy płynącego prądu wynosi W^EAy/AzAzr i wydziela się w płytce w postaci ciepła Z drugiej strony, w związku z płynącym prądem, na płytkę działa siła Ampere'a F w kierunku osi OX W naszym przypadku siła ta wynosi F=m///AxAzAy. Pęd P przekazywany warstwie w czasie t równy jest P^m Ft^m PpHjAzAzAyi. Policzmy stosunek PfW ir*nm>£* J\W0“ó * v

Dokonując podstawień P=pAxAzAy. gdzie p jest gęstością pędu i łł'=wAxAzAv. gdzie w jest gęstością energii otrzymujemy wzór po prawej stronie.

gęstość pędu - pęd jednostki objętości pola elektromagnetycznego •-

gęstość objętościowa energii niesiona przez falę

prędkość fali elektromagnetycznej

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
P1010603 110 Równanie falowe. Fala płaska ■ Równanie falowe dla fali EM wynika z równań Maxwełla Zał
Slajd17 Fale w przestrzeni trójwymiarowej promień fali (powierzchnie jednakowej fazy)Fala kulista L/
kitli koło Zad. 1 (4pkt) Określ polaryzację fali płaskiej, której wektor natężenia pola elektryczneg
121 121 energii poszczególnych drobin (jest to fala kulista). Tylko stosunkowo wolne drgania mogą wy
P1010604 112Energia fali elektromagnetycznej ■ Gęstość energii pola elektromagnetycznego fali
Rozchodzenie fali elektromagnetycznej Fala elektromagnetyczna o długości ok. 3 cm badana w tym ćwicz
Przypomnijmy, że natężenie fali elektromagnetycznej (a więc i naszej fali świetlnej) jest proporcjon
121 121 energii poszczególnych drobin (jest to fala kulista). Tylko stosunkowo wolne drgania mogą wy
P1010636 (3) 114 Procesy podejmowania decyzji konsumenckich n.l może bvć nabycie używanego samochodu
P1010636 (3) 114 Procesy podejmowania decyzji konsumenckich n.l może bvć nabycie używanego samochodu
DSC00298 24. Chwilową wartość wekloia natężenia pola elektrycznego płaskiej fali EM opisuje wzó
FizykaII49001 486 tu osią oorotu elipsoidy. Najczęściej fala kulista dotyka elipsoidalnej w punktac
fizyka not
1 Prawo Coulombai wektor natężenia pola elektrostatycznego Wykłady do kursu Fizyka II dla

więcej podobnych podstron