Учебник - Основы теории электричества (1238774), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Проннзывакнций атмосферу сол- 9 прв вычислении в»ворот» д нечвпх!ч!в!в! <парве«о чввымч чвсгь воин»с«свого вы!!в!веввв (99.91 (с!в 4 80, е взз). иечный свет рассеивается молекулами воздуха, которые могут быть уподоблены элементарным осцилляторам. Рассеяние света обусловливается тем, что под воздействием световых волн осцилляторы эти совершают «вынужденные» колебания.
Так как период собственных колебаний осцилляторов, соответствующих молекулам воздуха, существенно отличается от периода видимого света (отсутствие резонанса), то амплитуда ро вынужденных колебаний осцилляторов слабо зависит от периода (или длины) световой волны, Поэтому интенсивность рассеянного света, т. е. интенсивность вынужденного излучения этих осцилляторов, обратно пропорциональна Л4, Таким образом, коротковолновый свет (синий) рассеивается сильнее, чем, например, красный. что и создает голубой цвет неба.
8. За время одного периода через любую охватывающую осциллятор замкнуту!о поверхность (в том числе и через поверхности, лежащие вне волновой зоны, т. !. вблизи осциллятора) протекает одинаковое количество энерп!и. В этом можно убедиться непосредственным вычислением; в частности, для концентрических с осциллятором шаровых поверхностей волновой зоны это явствует из независимости формулы (99.17) от радиуса сферы. Впрочем, справедливость этого положения непосредственно вытекает из сделанного нами предположения, что в окружающем осциллятор пространс!'В!' Нет ни проводников, пи электрических зарядов, ввиду чего излучаемая осциллятором электромагнитная энергия не мо!к!'т переходить в иные формы энергии н должна без потери переноситься в отдаленные участки пространства.
Вместе с тем становится по!щтным и характер зависимости Е и Н от расстояния 77 в волновой зоне осциллятора. Чтобь! общее излучение через коицептрическук! осциллятору сферическую поверхность не зависело от ее радиуса, необходимо, !тобы плотность потока энергии 5 была обратно пропорпиональна ~А (ибо поверхность сферы пропорциональна й!») С другой стороны, в волновои:зоне ввиду взаимной перпендикулярности и численного равенства векторов Е и Н Я=- — ЕН =- — Ео = — Н с с с 4е! 4я ' 4я Следовательно, 1 н Н в волновой зоне должны убывать обратно первой степени 77.
Вблизи осциллятора, т. е. вне волновой зоны, характер поля гораздо сложнее, однако среднее за время одного периода количество энергии, вытекающее через поверхность сферь!, также не зависит от ее радиуса. В заключение заметим, что осциллятор может совершать незатухающие колебании лишь в том случае, если эти колебания поддерживаются дейсгвующими извне периодическими электродвижущими силами; в противном случае колебания осци.плятора будут затухать не только благодаря переходу его электромагнитной энергии в джоулево тепло, но также н благодаря излучению, т. е.
благодаря уносу энергии излучаемыми им электромагнитными волнами. Впрочем, если затухание колебаний достаточно мало, то в течение ограниченного числа периодов амплитуду колебаний можно считать практически постоянной н применять к полю затухающих колебаний результаты, полученные для колебаний незатухающих. 3 а д а ч а 37. 13 радиотехнике принято характеризовать потерю энергии какой-либо системы (например, антенны) на излучение так называемым «сопротивлением излучении» этой сигтев!ы !с>, определяемым из отношения ~ = )~х7о (ср. уравнение (90.!8)), где! . сила тока в системе. Показать с помощьк! ЭЛВКтгРОМйтпнтилн П»И> <ЗДЛ <.ИГ > Л е <пч! уравнений (98.9), что сопротивление излучения вибратора Герца равно: пли в практических единицах А" =20( — „) Ом, где ! -- длина вибратора, а >, — длина волны излучения, 3 а д а ч а 38.
Г1оказать, исходя из уравнения (98.13), что в волновой зоне поле переменно>о магнитного диполя М отличается от поля электрического диполя (осциллятора) равного момента р=-М заменой Е на — Н и Н на -- Е, т. е. что в волновой зоне магнитного диполя з>об д 7 >е < Е =-Š— Н =Н ==-.0 Е = — Не= — — — М~! — — ).
(99.18) й= е'— ' н= а=-' а — е= сэ77 д!з ~ с 3 $ 100. Электромагнитная природа света. Плоские волны в диэлектрике 1. В $97 мы убедились, что скорость распространения электромагнитных воли в вакууме совпадает со скоростью света, а в $99 на частном примере электромагнитных волн, излучаемых осциллятором, убедились, что волны эти, подобно волнам световым, суть волны поперечные, т. е.
что векторы Е и Н волнового полн перпендикулярны к направленнк> распространения волны. Э<о совпадение существеннейших свойств световых и электромап<итных волн заставляет предположит<и что первые представляют собой лишь частный случай вторых и отличаются от невидимых электромагнитных волн лишь своей час>отой нлн длиной волны. Если это так, то под <световым вектор<>м» (формальнг>с понятие, которым оперирует волновая оптика) .нужно, очевидно, понимать либо злектрич<'ский, либо магнитный вектор электромагнитной свет шои во.>ны, ибо как Е, так и Н перпендикулярны к направлению волны (что н > ребуется от светового вектора).
Иными словами, направление поляризации, например, линейно поляризованного света должно определяться направлением векторов Е н Н '). Эти предположения действительно подтверждаются более глубоким изучением свойслв электромагнитных волн и сравнением нх со свойствами света, гак что в пасто>ян!ее время можно с уверенностью сказать, что выяснение электромагнитной природы света является одним из прочнейших и важнейших завоеваний физики Х!Х столетия. Экспериментальная о>ника оперирует пгпнггиеч пзогкогга поляризации света.
Линеино поляр<мовакюзй свез можно а<му<нов п>тем отражения под надлежащим углах< неполяриэованного еиегз ог отражающей поверхи<ю>и. а!а<юность падения света на эту огражающу» поверхность. по определению. наэыиае>ея плоеког<ью поляризании отраженного полярнаовап. ного света.
В краш.чоч столетии весьма оживленно дискутировался иопрое о том, параллелен лп или перкеиди«уляреи еве>овод век>ар линейно поляризованной волны плоскости поляризации эп>й волн>з. На первом предположении баэироиалкеь георин ! рина, Неймана и др., на втором теория гпрюиля О точки зрения элекгромагннгной >еории света вопрос этот сводится прог>о к >чЮ, иазыазю ли еве>авым вектор>>м изпряженносгь магнитного или же электрического пози> зачин. 1!з <и>ыгоа Винера !гм о ипх: Ланд<вере, Оптика. Мз Наука, !977.. - О. 90) ни<та>ег.
чга магнитный веюор ежто<юй волны Н параллелен, з элекгричеекнй вектор Е перпеилиьулирен ге плогкагги палири юани ф !е енцнруя это выражение по времени и внося затем в него значение ОН/<Н из уравнения (11): ~ — =- — го1 Е, (11) с д! получим на основании уравнения (421): — = го( дН = — с го1 го1 Е = — с (Ега<1<(ЬŠ— ЧзЕ). Н Так как нри р==-О и е —.-.сопя! уравнение (1Н) принимает вид <1<у !У-.—.к <Г<ч Е=О„ то, стало быть, ви дея — — =Ч Е. с' дрз (100.2) Так как уравнения (1) и (11) симметричны относительно Е и Н (вплоть до знака), то совершенно аналогичным образом получим м д*Н вЂ” — — т-=Ч Н.
сз д! (100.3) 4. Справедливость уравнений !100.2) и (100.3) ограничена лишь требованием однородности среды и отсутствии в ней токов проводимости и свои авпенин бодиых зарядов. В случае жс плоских монохроматических волн уран этн на основании уравнении (!00.1) могут быть записаны в спедук>пгсй ! 3 и <:. '> и » В этом параграфе мн рассмотрим один из простейших вопросов теории эз<скгромагнитн>.<х в<Оп — распрострдненне плоских жонохромптических вопи в однородных дм<ь<сктрнкох. 2 Волна <шзыннется плос><од, если в любой момен< времени во всех т<шких лн>бой пз.оско<ти, перпендикулярной направленикз распространения <олин, вектор>и поля имеют одинаковое значение.
Иными словами, если гыбра гь ось д по напранлони<о распространения вогшы, то векторы Е и Н поля плоской во;шы должны зависеть толь <о от координаты д, но не от координат х и <7. Рассмотрение подобнпях плоских волн имеет вполне определенное физическое значение, ибо. например, в достаточном удал нин от осциллятора ограниченный уча< г<ж излучаемой вм сферической волшз можно с достаточной точиост! к> считать плоским.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
