Электромагнитные поля и излучения.

На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины «электрическое поле», «электромагнитное поле». Электрическое поле создается заряженными телами, а магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику. Для характеристики величины электрического поля используются понятия напряженность электрического поля (обозначение ), единица измерения - В/м.

Величина магнитного поля характеризуется напряжённостью магнитного поля ( ), единица - А/м. Эти величины векторные, их направления взаимно перпендикулярны.

При распространении излучения в свободном пространстве (вакуум) эти величины связаны соотношением , где 367,7 - волновое сопротивление вакуума, Ом.

При распространении ЭМВ в поле переносится энергия в направлении, перпендикулярном плоскости с векторами и . Вектор плотности потока энергии – вектор Умова-Пойнтинга характеризует поток ЭМ энергии, проходящий через единичную поверхность в единицу времени (Вт/м²): .

По определению ЭМП – это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования ЭМП связаны с тем, что изменяющиеся во времени электрическое поле порождает магнитное поле , а изменяющееся магнитное поле - вихревое электрическое: обе компоненты и , непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электормагнитных волн – ЭМВ, не исчезая с устранением источника.

ЭМВ характеризуется частотой, которая связана с длиной волны через волновое уравнение:

, V - скорость распространения ЭМВ, l - длина волны.

Пространство около источника ЭМП делится на три зоны:

В ближней зоне (зона индукции), расположенной на расстоянии от источника r<l/2π ЭМП можно считать квазистатическим. В ближней зоне напряженность поля быстро убывает с расстоянием. В ближней зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля и переменного магнитного поля производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих волн, ответственных за излучение.

Промежуточная зона (зона интерференции) – на расстоянии l/2π< r< 2πl.

Дальняя зона (зона излучения) - это зона сформировавшейся ЭМВ, которая начинается с расстояния r>2πl. В дальней зоне интенсивность поля убывает обратно расстоянию до источника. В дальней зоне излучения устанавливается связь между и .