Введение в курс: Электромагнитные поля и волны.

Основные понятия.

Под электромагнитным полем понимают вид материи, характеризующийся совокупностью взаимосвязанных и взаимнообусловливающих друг друга электрического и магнитного полей.

Электромагнитное поле обладает характерными для него электрическими и магнитными свойствами доступными наблюдению.

Силовое воздействие поля на электрические заряды и токи положено в основу определения основных векторных величин, которыми характеризуется электромагнитное поле. Этими векторными величинами являются напряженность электрического поля + и индукция магнитного поля .

P.S. Единицы измерения и физический смысл величин и . Почему эти величины векторные? Методы их наблюдения (экспериментального наблюдения).

Силовой характеристикой электрического поля является вектор напряженности этого поля , где - сила, действующая на единичный положительный заряд (ЕПЗ) q, помещенный в данную точку. Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы , действующей на ЕПЗ. Единица измерения - H/Кл; 1Кл - это такой заряд, который переносится силой тока 1А за 1 секунду через поперечное сечение проводника; 1Н-это такая сила, которая телу массой в 1 кг сообщает ускорение в .

Смысловой характеристикой магнитного поля является вектор индукции магнитного поля (магнитная индукция). Понятие о векторе магнитной индукции вводится на основании одного из трех опытов:

1. Ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током

2. отклонение проводника с током в магнитном поле.

3. отклонение пучка электрически заряженных частиц, движущихся в магнитном поле.

Сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле определяется Законом Ампера:«На малый отрезок проводника с током силы J и длинной помещенного в однородное магнитной поле с индукцией действует сила , модуль которой равен , где угол между и проводником с током (правило левой руки). В отличие от кулоновских сил, которые являются центральными. Сила Ампера не является центральной. Она направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Т.о. модуль вектора в данной точке однородного магнитного поля равен наибольшей силы, которая действует на помещенный в окрестности данной точке проводник единичной длинны в единицу силы тока при условии, что проводник расположен перпендикулярно к линиям индукции. Единицей (Си) В является тесла (Тл). 1Тл - магнитная индукция такого поля, которая действует на единичный элемент тока , расположенный перпендикулярно с силой в 1Н.

P.S. Какие поля вы знаете? Гравитационная, температурная.

Электромагнитной волной называют распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле. Электромагнитная волна характеризуется векторами напряженности электромагнитного поля и индукции магнитного поля , составляющих единое электромагнитное поле. Электромагнитные волны подразделяются на радиоволны и световые волны.

Возможность существования электромагнитных волн обусловлена тем, что существует связь между переменным электрическим и магнитным полями. Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле. Существует и обратное явление: переменное во времени электрическое поле, например в вакууме или диэлектрике порождает вихревое магнитное поле.

P.S.Попробуйте отобразить наглядно (графически) возможность существования электрических волн.