В бегущей электромагнитной волне вектор е и в

Бегущие волны – это волны, которые переносят энергию в пространстве. Количественно транспортирование энергии этой волной назначает вектор плотности потока энергии, называемый вектором Умова-Пойтинга. Его направление совпадает с направлением распространения энергии. Модуль вектора равняется энергии, которую может переносить волна за время, равное 1 с , через площадку, располагаемую перпендикулярно к направлению ее движения с площадью, равняющуюся 1 .

Видео:Урок №45. Электромагнитные волны. Радиоволны.Скачать

Уравнение плоской бегущей волны

Для получения уравнения бегущей волны рассматривается плоская гармоническая. Считается, что она распространяется по О х . Поверхности волны перпендикулярны О х , все точки волновой поверхности совершают колебания одинаково, смещение ξ = ξ ( x , t ) будет функцией с координатой x и временем t . Запись уравнение колебаний частиц, находящихся на плоскости х , примет вид:

ξ ( x , t ) = A cos ω t — x υ ( 1 ) .

Отсюда ξ ( x , t ) является периодической по времени и по координате х . уравнение ( 1 ) называют уравнением бегущей волны. Если плоская волна задается при помощи выражения ( 1 ) , то ее перемещение идет по О х . При обратном ее направлении по О х уравнение запишется как:

ξ ( x , t ) = A cos ω t + x υ ( 2 ) .

Если волна движется по О х без поглощения энергии, то это характеризуется уравнением:

ξ ( x , t ) = A cos ω t — x υ + φ 0 ( 3 ) .

Значение A = c o n s t относят к амплитуде, ω – к циклической частоте волны, φ 0 — к начальной фазе колебаний, определяемой выбором началом отсчета x и t , ω t — x υ + φ 0 – к фазе плоской волны.

Видео:Электромагнитные волны. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга.Скачать

Что называют электромагнитной волной. Волновое число

Электромагнитные волны – это распространяющиеся в пространстве изменения состояния электромагнитного поля. Они характеризуются волновым числом k .

Запись выражения ( 1 ) примет совершенно другой вид при известном волновом числе.

Если перейти к комплексным числам, применив формулу Эйлера, уравнение плоской волны зафиксируем.

Выражение ( 6 ) имеет физический смысл только в действительной части, но R e возможно опустить в записи уравнения волны.

Перейдем к рассмотрению волнового процесса, где не происходит изменение фазы.

Далее найдем дифференциал от выражения ( 7 ) .

При условии, что υ волны зависит от частоты колебаний, то такая волна подвержена дисперсии.

Видео:Электромагнитные волны в 4K (Ultra HD) 60 FPS. Как выглядит электромагнитная волнаСкачать

Уравнение сферической бегущей волны

Сферическая волна – это волна, волновая поверхность которой является концентрической сферой. Такое уравнение примет вид:

ξ ( r , t ) = A 0 r cos ω t — k r + φ 0 ( 11 ) ,

где r является расстоянием от центра волны до точки рассмотрения. Если имеем дело со сферической волной, то ее амплитуда колебаний не будет постоянной даже при условии, что энергия не поглощается средой. Ее убывание происходит обратно пропорционально расстоянию. Выполнение уравнения ( 8 ) возможно тогда, когда источник волн считается точечным.

Уравнение бегущей волны в любом виде подчинено волновому уравнению.

Дана плоская электромагнитная волна в вакууме, которая распространяется по О х . Амплитуда напряженности электрического поля равняется E m . Определить амплитуду напряженности магнитного поля заданной волны.

За основу необходимо принять выражение для амплитуд электромагнитной волны:

ε ε 0 E = μ μ 0 H ( 1 . 1 ) .

Запись уравнения колебаний модуля E → в электромагнитной волне при условии, что она является плоской и идет по О х , фиксируем:

E = E m cos ω t — k x ( 1 . 2 ) .

Для записи уравнения колебаний H → в электромагнитной волне, в случае если она считается плоской и распространяется по О х :

H = H m cos ω t — k x ( 1 . 3 ) .

Из условия имеем, что волна производит рассеивание в вакууме, то ε = 1 , μ = 1 . Применяя ( 1 . 1 ) , ( 1 . 2 ) , ( 1 . 3 ) :

ε 0 E m = μ 0 H m → H m = ε 0 μ 0 E m .

Ответ: H m = ε 0 μ 0 E m .

Распространение электромагнитной плоской волны идет в вакууме по О х . Ее падение производится перпендикулярно поверхности тела, которое способно полностью поглощать волну. Значение амплитуды напряженности магнитного поля равняется
H m . Определить давление волны на тело.

Необходимо учитывать, что тело, которое поглощает падающую на него энергию, оказывается под давлением, равным среднему значению объемной плотности энергии в электромагнитной волне.

Следует применять соотношение амплитуд электромагнитной волны, которое записывается:

ε ε 0 E = μ μ 0 H .

Для того, чтобы зафиксировать уравнение колебаний E при распространении волны по О х , получим:

E = E m cos ω t — k x .

Теперь перейдем к уравнению колебаний H , если рассеивание плоской волны идет соответственно направлению О х . Запишем:

H = H m cos ω t — k x .

Следует, что значение объемной плотности электрической энергии примет вид:

ω E = ε ε 0 E 2 2 .

Формула плотности магнитного поля:

ω H = μ μ 0 H 2 2 .

Причем ω E = ω H . Запись примет вид:

ω = ω E + ω H = 2 ω H = μ μ 0 H 2 = μ μ 0 H m 2 cos 2 ω t — k x .

После усреднения плотности, имеем:

» open=» ω = » open=» μ μ 0 H m 2 cos 2 ω t — k x .

При » open=» cos 2 ω t — k x = 1 2 получаем:

p = » open=» ω = μ μ 0 H m 2 2 .

Ответ: p = » open=» ω = μ μ 0 H m 2 2 .

Видео:Электромагнитные волныСкачать

Тестирование на тему: «Электромагнитные волны.»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Видео:Раскрытие тайн электромагнитной волныСкачать

Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

1. Укажите правильный ответ. В электромагнитной волне вектор Е …

Б. антипараллелен В;

В. Направлен перпендикулярно В.

2. Электромагнитная волна представляет собой взаимосвязанные колебания …

Б. вектора напряженности электрического поля Е и вектора индукции магнитного поля B ;

3. Электромагнитная волна является …

А. продольной; Б. поперечной;

В. в воздухе продольной, а в твердых телах поперечной;

Г. в воздухе поперечной, а в твердых телах продольной.

4. Определите частоту колебаний вектора напряженности Е электромагнитной волны в воздухе, длина которой равна 2 см.

А. 1,5*10 10 Гц; Б. 1,5*10 8 Гц; В. 6*10 6 Гц; Г. 10 8 Гц.

5. Радиопередатчик, установленный на корабле-спутнике «Восток», работал на частоте 20 МГц. На какой длине волны он работал?

6. Определите период электрических колебаний в контуре, излучающем электромагнитные волны длиной 450 м.

А. 150 мкс; Б. 15 мкс; В. 135 мкс; Г. 1,5 мкс.

7. Входной колебательный контур радиоприемника состоит из конденсатора емкостью 25 нФ и катушки, индуктивность которой 0,1 мкГн. На какую длину волны настроен радиоприемник?

1 . Электромагнитное взаимодействие в вакууме распространяется

со скоростью … (с = 3*10 8 м/с)

2 . Укажите ошибочный ответ. В электромагнитной волне …

А . вектор Е колеблется, перпендикулярен В и v;

Б . вектор В колеблется, перпендикулярен Е и v;

В . вектор Е колеблется параллельно В и перпендикулярен v.

3 . При каких условиях движущийся электрический заряд излучает электромагнитные волны?

А . Только при гармонических колебаниях;

Б . Только при движении по окружности;

В . При любом движении с большой скоростью;

Г . При любом движении с ускорением.

4. Чему равна длина электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе, если период колебаний Т = 0,01 мкс?

5 . На какой частоте корабли передают сигналы бедствия SOS, если по Международному соглашению длина радиоволн должна быть равна 600 м?

А . 2 МГц; Б . 0,5 МГц; В . 1,5 МГц; Г . 6 МГц.

6. В открытом электромагнитном контуре электрические колебания происходят с частотой 150 кГц. Определите длину электромагнитной волны, излучаемой этим контуром.

А. 200 м; Б. 3000 м; В. 2000 м; Г. 600 м.

7. Колебательный контур состоит из индуктивности 2,5 мГн и электроемкости

100 пФ. На какую длину волны настроен контур?

1. Электромагнитные волны впервые были обнаружены в 1887 году…

А) Д. Максвеллом В) Г. Герцем
С) М. Фарадеем Д) А. Эйнштейном

2. Найдите неверную формулу:

3. Единица измерения интенсивности электромагнитной волны

А) Вт/м 3 Б) Дж/м 3 С) Вт/м 2 Д) Дж/м 2

4. Единственный диапазон электромагнитных волн, воспринимаемый человеческим глазом

А) микроволновое излучение В) инфракрасное излучение
С) видимое излучение Д) гамма-излучение

5. Самое коротковолновое электромагнитное излучение, занимающее весь диапазон
частот > 3*10 20 Гц.

А) ультрафиолетовое В) рентгеновское
С) СВЧ-излучение Д) гамма-излучение

6. Длина электромагнитной волны 50 нм. Чему равна частота колебаний в ней?

Приставка нано 10 -9

А) 6*10 15 Гц В) 1,7*10 16 Гц С) 15*10 16 Гц Д) 6*10 -16 Гц

7. Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется по закону
i = 0,1 cos 6*10 4 π t Найдите частоту излучаемой электромагнитной волны

А) 6*10 4 π Гц В) 6*10 4 Гц С) 3*10 4 Гц Д) 3*10 4 π Гц

8. На каком расстоянии от антенны радиолокатора находился объект, если отраженный от него радиосигнал возвратился через 100 мкс Приставка микро 10 -6

А) 1,5*10 4 м В) 3*10 4 м С) 3,3 * 10 -13 м Д) 3*10 12 м

Физика 11 (Касьянов 2 ч/н) Тест по теме «Электромагнитные волны»

1. Электромагнитная волна …

А) поперечная волна Б) продольная волна
С) имеет продольно-поперечный характер

2. Интенсивность электромагнитной волны…

А) пропорциональна частоте В) обратно пропорциональна частоте

С) пропорциональна четвертой степени частоты

Д) обратно пропорциональна квадрату частоты

3. В каких единицах измеряется импульс электромагнитной волны?

А) Вт В) кгм/с С) Дж/м 3 Д) Вт/м 2

4. Излучение, которое обладает наибольшей проникающей способностью

А) ультрафиолетовое В) рентгеновское

С) СВЧ-излучение Д) гамма-излучение

5. Формула связи интенсивности электромагнитной волны и плотности электромагнитной энергии

6. Частота электромагнитной волны 5*10 12 Гц. Чему равна ее длина волны?

А) 1,7 *10 4 м В) 6*10 -5 м С) 15*10 20 м Д) 1,5 *10 20 м

7. Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется по закону
i = 0,5 sin 500 π t Найдите длину излучаемой электромагнитной волны

А) 6*10 5 м В) 1,2*10 6 м С) 5*10 6 м Д) 7,5 *10 12 м

8. На каком расстоянии от антенны радиолокатора находился объект, если отраженный от него радиосигнал возвратился через 10 мс Приставка милли 10 -3,

А) 3*10 6 м В) 1,5*10 6 м С) 3,3 * 10 4 м Д) 3*10 2 м

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 945 человек из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

• Курс добавлен 23.11.2021
• Сейчас обучается 56 человек из 27 регионов

Курс повышения квалификации

Авторская разработка онлайн-курса

• Курс добавлен 02.12.2021
• Сейчас обучается 77 человек из 38 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Видео:Физика 11 класс (Урок№10 - Электромагнитные волны.)Скачать

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 507 149 материалов в базе

Материал подходит для УМК

«Физика (Базовый и углубленный уровни)», Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.

§ 15. Электромагнитные волны

Другие материалы

• 29.04.2018
• 757
• 0

• 29.04.2018
• 1502
• 0

• 29.04.2018
• 1497
• 0

• 29.04.2018
• 969
• 0

• 29.04.2018
• 348
• 0

• 29.04.2018
• 395
• 0

• 29.04.2018
• 243
• 0

• 29.04.2018
• 615
• 1

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Добавить в избранное

• 29.04.2018 8090
• DOCX 34.2 кбайт
• 13 скачиваний
• Рейтинг: 1 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Магомедов Абдул Маграмович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

• На сайте: 6 лет и 11 месяцев
• Подписчики: 62
• Всего просмотров: 2085122
• Всего материалов: 1523

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Видео:Билет №34 "Электромагнитные волны"Скачать

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Орловские школы переведут на дистанционное обучение с 24 января

Время чтения: 1 минута

Школы Пскова перевели на дистанционное обучение

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения намерено решить вопрос с третьей сменой в школах в 2023 году

Время чтения: 1 минута

Студенты РФ и Великобритании подписали договор о создании студенческой Ассоциации

Время чтения: 1 минута

В Госдуме предложили доплачивать учителям за работу в классах, где выявлен ковид

Время чтения: 1 минута

В Роспотребнадзоре заявили о широком распространении COVID-19 среди детей

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Видео:Вектор Умова-Пойнтинга ● 1Скачать

Электромагнитные волны.
2 вариант.

2. Укажите ошибочный ответ. В электромагнитной волне …
А. вектор Е колеблется, перпендикулярен В и v;
Б. вектор В колеблется, перпендикулярен Е и v;
В. вектор Е колеблется параллельно В и перпендикулярен v.

3. При каких условиях движущийся электрический заряд излучает электромагнитные волны?
А. Только при гармонических колебаниях;
Б. Только при движении по окружности;
В. При любом движении с большой скоростью;
Г. При любом движении с ускорением.

4. Чему равна длина электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе, если период колебаний Т = 0,01 мкс?

А. 1 м; Б. 3 м; В. 100 м; Г. 300 м.

5. На какой частоте корабли передают сигналы бедствия SOS, если по Международному соглашению длина радиоволн должна быть равна 600 м?

А. 2 МГц; Б. 0,5 МГц; В. 1,5 МГц; Г. 6 МГц.

6. В открытом электромагнитном контуре электрические колебания происходят с частотой 150 кГц. Определите длину электромагнитной волны, излучаемой этим контуром.

А. 200 м; Б. 3000 м; В. 2000 м; Г. 600 м.

7. Колебательный контур состоит из индуктивности 2,5 мГн и электроемкости
100 пФ. На какую длину волны настроен контур?

🎥 Видео

Урок 385. Опыты Герца. Свойства электромагнитных волнСкачать

Что такое электромагнитная волна | Физика 11 класс #19 | ИнфоурокСкачать

Урок 384. Излучение электромагнитных волн.Скачать

Электромагнитные волны | Физика 9 класс #44 | ИнфоурокСкачать

Урок 370. Механические волны. Математическое описание бегущей волныСкачать

4.4 Плоские электромагнитные волны в проводящих средахСкачать

Электромагнитные волны НАГЛЯДНО. ТВ урок.Скачать

Пожалуй, главное заблуждение об электричестве [Veritasium]Скачать

Вектор Умова-Пойнтинга ● 2Скачать

Электромагнитные волны. 11 класс.Скачать

4.3 Плоские электромагнитные волны в идеальных диэлектрических средахСкачать

4.7 Характеристики плоских однородных электромагнитных волнСкачать