39. Поведение векторов индукции и напряженности на границе раздела двух магнетиков.

Графическая иллюстрация.

Рассмотрим нормальные составляющие.

Так как линии индукции непрерывны,

Нормальные составляющие не претерпевают разрыва:

Рассмотрим тангенсальные составляющие.

Циркуляция контура вдоль замкнутого контура, она равна нулю:

44. Энергия электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.

Волна – процесс распространения колебаний в пространстве.

Электромагнитная волна, как и всякая другая, переносит энергию. Если действие происходит в вакууме, то v=c. Ввиду того, что электромагнитное поле – суперпозиция электрического и магнитного, общая объемная плотность энергии - тоже сумма:

Так как вакуум – непроводящая среда, напряженность изменяется в одинаковой фазе. Амплитуда связана соотношением

Значки амплитуды опущены, потому что вследствие изменений в одинаковой фазе амплитудные отношения справедливы и для мгновенных значений.

Модуль плотности полной энергии:

Ввиду того, что Е и Н взаимноперпендикулярны, вектор плотности потока электромагнитной волны (вектор Пойнтинга).

Поток энергии определяется

40. Вихревое электрическое поле.

Рассмотрим случай электромагнитной индукции, когда контур, в котором индуцируется ток. Изменение потока осуществляется изменением поля.

Возникновение индукционного тока в контуре показывает, что изменение потока приводит к появлению в контуре сторонних сил, которые действуют на носители тока.

Так как эти силы не связаны ни с какими процессами в проводнике и не могут быть магнитными, то остается предположить, что они обуславливаются возникающим в контуре электрическим полем.

Максвелл предположил, что изменяющееся во времени магнитное поле обуславливает появление в пространстве вихревого электрического поля (Е*), причем это происходит независимо от того, присутствует ли в пространстве контур или нет. Также отметим, что наличие контура позволяет лишь легко обнаруживать это поле по возникновению индукционного тока.

Вихревое поле существенно отличается от обычного, которое порождается обычными зарядами или заряженными телами. При этом поле потенциально, циркуляция вектора напряженности =0.

Согласно уравнению циркуляция вектора напряженности вихревого поля не равна нулю.

Таким образом, электрическое поле может быть как потенциальным, так и вихревым.

В общем случае поле слагается из Е и Е*. Общая совокупность этих 2 полей и магнитного образует единое поле – электромагнитное.

41. Ток смещения.

Рассмотрим магнитное поле, создаваемое током, текущим при зарядке конденсатора от источника постоянного тока.

Графическая иллюстрация.

Конденсатор незаряжен. Ток непостоянный во времени, протекает через конденсатор.

Когда конденсатор зарядится, ток прекратится

Запишем выражение для циркуляции вектора напряженности для площадки S1 (провод пересекает ее), S2 (провод не пересекает).

Второе уравнение абсурдно, так как в этом случае магнитное поле приобретает свойство потенциальности.

Чтобы согласовать эти уравнения, Максвелл ввел понятие о токе смещения. Плотность тока смещения

Тогда выражение для циркуляции:

Термин ток смещения условный, это – изменяющееся во времени электрическое поле. Основание для ввода термина – размерность совпадает с размерностью плотности тока.

Кроме того, это понятие уравняло в правах электрическое и магнитное поле. Из явления элекктромагнитной индукции следует, что изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электрическое. А изменяющееся электрическое порождает магнитное поле.