Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и скорость их распространения.

Электромагнитной волной называется распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле.

Существование электромагнитных волн связано с существованием связи между переменными электрическим и магнитным полями.

Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое, силовые линии которого замкнуты. В свою очередь переменное электрическое поле создает переменное магнитное поле.

Изучая связь между электрическим и магнитным полем, Максвелл создал теорию электромагнитного поля.

Он ввел понятие тока смещения (отличного от тока проводимости), которым является переменное электрическое поле и по своему действию (создание магнитного поля) оно может рассматриваться как некоторый ток.

Таким образом, применяя термин " электрический ток" в широком смысле слова, т.е. включая в него и ток проводимости, и ток смещения, можно утверждать, что магнитное поле создается только электрическим током и действует только на движущиеся заряды; электрическое поле создается электрическими зарядами и переменным магнитным полем и действует на любые электрические заряды. Это означает, что во всем пространстве, где происходят изменения полей, одновременно существуют взаимно связанные вихревые электрическое и магнитное поля. Их общее поле называется электромагнитным полем.

Скорость распространения электромагнитной волны в среде (фазо­вая скорость): ; ,

где – скорость света в вакууме;

ε и μ – относительная диэлектрическая и магнитная проницаемости среды;

ε ₀, μ ₀ – электрическая и магнитная постоянные.

Скорость распространения электромагнитных волн в среде совпа­дает со скоростью света в данной среде.

Электромагнитные волны – поперечные.

Источником электромагнитных волн может служить открытый колебательный контур, более мощным излучателем является ламповый генератор.

Колебания вектора напряженности переменного электрического поля и вектора индукции переменного магнитного поля происходят с одинаковой фазой (синфазны), взаимноперпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости распространения волны:

Векторы , , образуют правовинтовую систему. Модули векторов и в плоской электромагнитной волне связаны соотношением:

.

В вакууме ε = 1, μ = 1; .