- •Курс лекций по физике
- •3Й семестр
- •Колебания и волны
- •Механические и электромагнитные колебания Глава 17. Колебательные процессы §1. Гармонические колебания и их характеристики
- •§2. Кинематические характеристики гармонических колебаний и дифференциальное уравнение гармонических колебаний
- •Вопросы для повторения
- •§3. Энергия механических гармонических колебаний
- •§4. Гармонический осциллятор. Колебания пружинного, физического и математического маятников
- •1. Колебания пружинного маятника
- •2. Колебания математического маятника
- •3. Колебания физического маятника
- •§5. Фазовый портрет маятника. Адиабатический инвариант
- •Вопросы для повторения
- •§6. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре
- •§7. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний (механических и электромагнитных) и его решение
- •1. Свободные затухающие колебания пружинного маятника
- •2. Свободные затухающие колебания в электрическом колебательном контуре
- •§8. Дифференциальное уравнение вынужденных механических и электромагнитных колебаний и его решение
- •1) Механические колебания:
- •2) Электромагнитные колебания:
- •§9. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний
- •Вопросы для повторения
- •§10. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты
- •§11. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
- •Вопросы для повторения
- •Глава 18. Упругие волны §12. Волны. Плоская стационарная волна
- •§13. Уравнение бегущей волны. Фазовая скорость
- •§14. Принцип суперпозиции. Групповая скорость
- •§15. Стоячие волны
- •Глава 19. Электромагнитные волны §16. Экспериментальное получение электромагнитных волн
- •§17. Дифференциальное уравнение электромагнитных волн
- •§18. Энергия электромагнитной волны. Импульс электромагнитного поля
- •Вопросы для повторения
§18. Энергия электромагнитной волны. Импульс электромагнитного поля
,
|
, |
(18.1) |
|
, |
(18.2) |
|
, |
(18.3) |
|
, |
(18.4) |
где S – модуль вектора плотности потока электромагнитной энергии (модуль вектора Умова-Пойнтинга).
Сам вектор Умова-Пойнтинга находится по формуле (18.5)
|
. |
(18.5) |
Вектор S направлен в сторону распространения электромагнитной волны, а его модуль равен энергии, переносимой электромагнитной волной за единицу времени через единичную площадку, которая перпендикулярна направлению распространения волны.
|
, |
(18.6) |
где W – энергия электромагнитного поля,
р – импульс электромагнитного поля,
с – скорость распространения электромагнитной волны.
Но: р = mс тогда
|
, |
(18.7) |
Формула (18.7) – универсальная формула, по которой можно определить энергию.
Вопросы для повторения
Что такое волна?
Какая волна называется продольной? Когда она возникает?
Какая волна называется поперечной? Когда она возникает?
Что такое волновой фронт?
Что такое волновая поверхность?
Какая величина называется длиной волны?
Какова связь между длиной волны, скоростью распространения и периодом?
Что такое волновое число?
Какая волна называется бегущей?
Какая волна называется плоской?
Какая волна называется сферической?
Какая волна называется стоячей?
Когда образуются узлы стоячей волны при отражении от препятствия?
Когда образуются пучности стоячей волны при отражении от препятствия?