Реферат: Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии

2. Показано, что групповая скорость есть скорость перемещения интерференционной картины второго рода. Эта картина возникает вдоль направления распространения группы волн. Групповая скорость не может переносить волновую энергию.

3. Скорость переноса энергии равна отношению плотности волнового потока к плотности энергии, которые создаются только поперечными составляющими электромагнитной волны.

4. Вектор энергетической скорости и вектор фазовой скорости всегда направлены одинаково.

5. Скорость переноса энергии зависит только от фазовой скорости света в среде и типа волны (ТЕМ, ТЕ или ТМ). Она не может превышать скорость света в среде . Эта скорость не зависит также от дисперсионных свойств среды.

6. Выражение (5.2), которое связывает фазовую скорость волны со скоростью переноса энергии, мы считаем универсальным .

Таким образом, для электромагнитных волн подтверждена концепция Умова, которая утверждает, что скорость переноса энергии равна отношению плотности потока энергии к плотности волновой энергии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

В качестве примера рассмотрим ТМ волну, которая распространяется вдоль оси z. Распространение волны мы будем рассматривать в обобщенных цилиндрических координатах x, h и z. Пусть h 0 , x ­ ­0 и z0 орты.

Электромагнитные поля могут быть выражены через потенциал Герца U [4].

где: H x (x;h) и H h (x;h) коэффициенты Ламе;

U – потенциал Герца, который удовлетворяет уравнению Гельмгольца:

Потенциал бегущей волны есть ; где g=w/vp есть постоянная распространения волны (волновое число).

Вычислим теперь скорость переноса энергии волной, используя поперечные компоненты поля.

(A.1)

где:Et = Ex x 0 + Eh h 0 - поперечное электрическое поле;

H t = Hx x 0 + Hh h 0 – поперечное магнитное поле.

Совершенно аналогично можно показать, что для ТЕ волны имеет место то же самое выражение для скорости переноса электромагнитной волны (A.1) .

Список литературы.

1. Левич В.Г. Курс теоретической физики. Т.1.-М.: Физматгиз, 1962. - 695 с.

2. Umov N.A. Beweg-Gleich. Energie in contin. Kopern, Zeitschriff d. Math. und Phys., v.XIX, Slomilch, 1874.

3. Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Парадоксы релятивистской механики и электродинамика / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 1990. - 23 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.07.90 № 4180 - В90.

4. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. - М.: Сов. радио, 1957.- 483 с.

К-во Просмотров: 260
Бесплатно скачать Реферат: Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии