Электромагнитная волна в среде

Распространения электромагнитных волн в среде имеет ряд особенностей по сравнению с распространением в пустоте. Эти особенности связаны со свойствами среды и вообще зависят от частоты электромагнитной волны. Электрическая и магнитная составляющая волны вызывают поляризацию и намагничивания среды. Этот отзыв среды неодинаковых в случае малой и большой частоты. При малой частоте электромагнитной волны, электроны и ионы вещества успевают отреагировать на изменение интенсивности электрического и магнитного полей. Отзывы среды отслеживает временные колебания в волне. При большой частоте электроны и ионы вещества не успевают сместиться течение периода колебания полей волны, а потому поляризация и намагниченность среды намного меньше.

Электромагнитное поле малой частоты не проникает в металлы, где много свободных электронов, которые смещаются таким образом что полностью гасят электромагнитную волну. Электромагнитное излучение начинает проникать в металл при частоте большей чем определенная частота, которая называется плазменной частотой. При меньших частотах электромагнитная волна может проникать в поверхностный слой металла. Это явление называется скин-эффектом.

В диэлектриках изменяется закон дисперсии электромагнитной волны. Если в пустоте электромагнитные волны распространяются с постоянной амплитудой, то в среде они затухают, вследствие поглощения. При этом энергия волны передается электронам или ионам среды. Всего закон дисперсии при отсутствии магнитных эффектов принимает вид

где волновое число k - комплексная величина, мнимая часть которой описывает уменьшение амплитуды электромагнитной волны, зависящая от частоты комплексная диэлектрическая проницаемость среды.

В анизотропных средах направление векторов напряженности электрического и магнитного полей не обязательно перпендикулярный направлению распространения волны. Однако направление векторов электрической и магнитной индукции сохраняет это свойство.

В среде при определенных условиях может распространяться еще один тип электромагнитной волны - продольная электромагнитная волна, для которой направление вектора напряженности электрического поля совпадает с направлением распространения волны.

Литература для преподавателя.

1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. "Высшая школа", 1999.

2. Эсаулова И.О. Блохина М.Ю., Гонцов Л.Д. Пособие для лабораторных работ по медицинской и биологической физике. М., 1987

3. Ливенцев Н.Н. Курс физики, т.1, М., 1978

Литература для студентов:

- Учебная основная;

Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. "Высшая школа", 1999.

Эсаулова И.О. Блохина М.Ю., Гонцов Л.Д. Пособие для лабораторных работ по медицинской и биологической физике. М., 1987

- Дополнительно

Ливенцев Н.Н. Курс физики, т.1, М., 1978