Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Отношение плотности тока проводимости к плотности тока смещения равно
|
J~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ = "!
@D
@t
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Отношение плотности тока проводимости к плотности тока смещения равно
~
J
~ =
@D
@t
"!
По отношению этих токов и определяется, к какому классу веществ следует относить среду при распространении электромагнитных волн. Важны не только значения " и , но и частоты !. На разных частотах одно и то же вещество может проявлять различные свойства.
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Среду можно представить в виде простой схемы, состоящей из конденсатора и сопротивления, соединенных параллельно, между которыми распределен полный ток в среде.
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Среду можно представить в виде простой схемы, состоящей из конденсатора и сопротивления, соединенных параллельно, между которыми распределен полный ток в среде.
Если проводимость велика, то большая часть тока проходит через сопротивление; если реактанс !" мал, то основная часть тока проходит по емкостной цепи в виде тока смещения.
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Среду можно представить в виде простой схемы, состоящей из конденсатора и сопротивления, соединенных параллельно, между которыми распределен полный ток в среде.
Если проводимость велика, то большая часть тока проходит через сопротивление; если реактанс !" мал, то основная часть тока проходит по емкостной цепи в виде тока смещения.
При !" среду относим к проводникам, при !" к полупроводящим средам, при !" к диэлектрикам.
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Среду можно представить в виде простой схемы, состоящей из конденсатора и сопротивления, соединенных параллельно, между которыми распределен полный ток в среде.
Если проводимость велика, то большая часть тока проходит через сопротивление; если реактанс !" мал, то основная часть тока проходит по емкостной цепи в виде тока смещения.
При !" среду относим к проводникам, при !" к полупроводящим средам, при !" к диэлектрикам.
Частота, при которой токи проводимости и смещения равны называется
граничной частотой: !ГР = .
"
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и ее можно рассматривать как проводник.
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и
ее можно рассматривать как проводник.
Пример
Рассмотрим медь:
Проводимость = 5:8 107 сименс метр
9
>
>
>
>
=
фарада >
>
Диэлектрическая проницаемость " = 9 10 12 >
>
;
метр
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и
ее можно рассматривать как проводник.
Пример |
|
|
|
|
Рассмотрим медь: |
|
|
|
|
Проводимость |
= 5:8 107 |
сименс |
9 |
|
метр |
||||
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
12 |
фарада |
= |
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
> |
Диэлектрическая проницаемость |
" = 9 10 |
|
метр |
> |
|
> |
|||
|
|
|
|
> |
;
1018
"! частота
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и
ее можно рассматривать как проводник.
Пример |
|
|
|
|
Рассмотрим медь: |
|
|
|
|
Проводимость |
= 5:8 107 |
сименс |
9 |
|
метр |
||||
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
= |
Диэлектрическая проницаемость |
" = 9 10 12 |
фарада |
> |
|
метр |
||||
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
; |
1018
"! частота
f 6 1016 |
Гц (до области ультрафиолета) ! |
|
|
|
> 100 |
||
"! |
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и ее можно рассматривать как проводник.
Пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим медь: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проводимость |
= 5:8 107 |
сименс |
9 |
|
|
1018 |
|||
метр |
|
||||||||
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
"! |
частота |
||||
|
|
|
фарада |
> ) |
|||||
|
|
|
> |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
Диэлектрическая проницаемость |
" = 9 10 |
|
метр |
> |
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
> |
||||
|
|
|
|
|
; |
f 6 1016 |
|
|
|||
Гц (до области ультрафиолета) ! |
|
> 100 ! проводник |
|||
"! |
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и ее можно рассматривать как проводник.
Пример
Рассмотрим медь:
|
Проводимость |
= 5:8 107 |
сименс |
9 |
|
|
1018 |
|||||||
|
метр |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"! |
частота |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
фарада |
> ) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
Диэлектрическая проницаемость |
" = 9 10 |
|
|
метр |
> |
|
|
|
|
|||||
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
f 6 1016 |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
||
Гц (до области ультрафиолета) ! |
|
|
> 100 ! проводник |
|
||||||||||
"! |
|
|||||||||||||
f > 1020 |
Гц (рентгеновские лучи и выше) ! |
|
|
|
< 100 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
"! |
|
|
|
|
|
|
И. А. Насыров Физика волновых процессов
Вводные замечания
Электромагнитные волны в среде " 6= 0, 6= 0, 6= 0
Волновое уравнение
Электромагнитные волны в диэлектриках
Волновое уравнение в средах с потерями
Электромагнитные волны в проводниках Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
Критерий разделения сред на диэлектрики и проводники
На высоких частотах ! !ГР из-за преобладания токов смещения среда проявляет свойства диэлектрика для распространяющейся электромагнитной волны. На низких частотах ! !ГР в среде преобладают токи проводимости и ее можно рассматривать как проводник.
Пример
Рассмотрим медь:
|
Проводимость |
= 5:8 107 |
сименс |
9 |
|
|
1018 |
|||||||
|
метр |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"! |
частота |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
фарада |
> ) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
Диэлектрическая проницаемость |
" = 9 10 |
|
|
метр |
> |
|
|
|
|
|||||
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
f 6 1016 |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
||
Гц (до области ультрафиолета) ! |
|
|
> 100 ! проводник |
|
||||||||||
"! |
|
|||||||||||||
f > 1020 |
Гц (рентгеновские лучи и выше) ! |
|
|
|
< 100 ! диэлектрик |
|
||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
"! |
|
И. А. Насыров Физика волновых процессов