Maxwellove rovnice, elektromagnetické vlny

Podobné dokumenty
1. MAGNETICKÝ INDUKČNÝ TOK

Obecná vlnová rovnice pro intenzitu elektrického pole Vlnová rovnice mimo oblast zdrojů pro obecný časový průběh veličin Vlnová rovnice mimo oblast

Matice. Matica typu m x n je tabuľka s m riadkami a n stĺpcami amn. a ij. prvok matice, i j udáva pozíciu prvku

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

1.7 Magnetické pole stacionárního proudu

Základy optických systémov

Zapnutí a vypnutí proudu spínačem S.

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Stredná priemyselná škola Poprad. Výkonové štandardy v predmete ELEKTROTECHNIKA odbor elektrotechnika 1.ročník

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

Hlavní body - elektromagnetismus

Elektrostatické pole Coulombův zákon - síla působící mezi dvěma elektrickými bodovými náboji Definice intenzity elektrického pole Siločáry

Elektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r

Osnova kurzu. Základy teorie elektrického pole 2

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

hmotný bod je model tělesa, nemá tvar ani rozměr, ale má hmotnost tuhé těleso nepodléhá deformacím, pevné těleso ano

1. Cvičení: Opakování derivace a integrály

Přehled veličin elektrických obvodů

Elektrické a magnetické pole zdroje polí

(1 + v ) (5 bodů) Pozor! Je nutné si uvědomit, že v a f mají opačný směr! Síla působí proti pohybu.

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

Základná škola, Školská 389, Sačurov Tematický výchovno vzdelávací plán z fyziky pre 9. ročník A

Vzduchové lineárne pumpy ALITA (Membránové dúchadlá) _

Matematika Postupnosti

. 1 x. Najděte rovnice tečen k hyperbole 7x 2 2y 2 = 14, které jsou kolmé k přímce 2x+4y 3 = 0. 2x y 1 = 0 nebo 2x y + 1 = 0.

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

7.2. Rovinná elektromagnetická vlna

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Vlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy

Prednáška 01/12. doc. Ing. Rastislav RÓKA, PhD. Ústav telekomunikácií FEI STU Bratislava

Magnetické vlastnosti látek (magnetik) jsou důsledkem orbitálního a rotačního pohybu elektronů. Obíhající elektrony představují elementární proudové

ČÁST V F Y Z I K Á L N Í P O L E. 18. Gravitační pole 19. Elektrostatické pole 20. Elektrický proud 21. Magnetické pole 22. Elektromagnetické pole

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Pohyby částic ve vnějším poli A) Homogenní pole. qb m. cyklotronová frekvence. dt = = 0. 2 ω PČ 1

Limita funkcie. Čo rozumieme pod blížiť sa? y x. 2 lim 3

ELEKTROMAGNETICKÉ POLE

i j, existuje práve jeden algebraický polynóm n-tého stupˇna Priamym dosadením do (2) dostávame:

ÚLOHY OPTIMÁLNEHO RIADENIA. Viera Kleinová Slovenská technická univerzita Katedra matematiky a deskriptívnej geometrie

MFT - Matamatika a fyzika pro techniky

Skalární a vektorový popis silového pole

f(x) = arccotg x 2 x lim f(x). Určete všechny asymptoty grafu x 2 2 =

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2016) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Základy algoritmizácie a programovania

Matematika pro chemické inženýry

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady

Elektromagnetické ventily VZWD, priamo riadené

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

Matematika 1 pro PEF PaE

Elektrický náboj [q] - základní vlastnost částic z hlediska EM pole - kladný (nositel proton), záporný (nositel elektron) 19

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str

Meranie elektrických parametrov na transformátore 400/121/10,5 kv

Parciální diferenciální rovnice

7 Základní elektromagnetické veličiny a jejich měření

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2017) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Matematika I (KX001) Užití derivace v geometrii, ve fyzice 3. října f (x 0 ) (x x 0) Je-li f (x 0 ) = 0, tečna: x = 3, normála: y = 0

Gyrační poloměr jako invariant relativistického pohybu. 2 Nerovnoměrný pohyb po kružnici v R 2

VZÁJEMNÉ SILOVÉ PŮSOBENÍ VODIČŮ S PROUDEM A MAGNETICKÉ POLE

Sprievodný list SofComs.r.o., Priemyselná 1, Liptovský Mikuláš

9. Umělé osvětlení. 9.1 Základní veličiny. e. (9.1) I =. (9.6)

Část 3. Literatura : Otakar Maštovský; HYDROMECHANIKA Jaromír Noskijevič, MECHANIKA TEKUTIN František Šob; HYDROMECHANIKA

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Elektromagnetická indukce

Světlo jako elektromagnetické záření

Akustika. Rychlost zvukové vlny v v prostředí s hustotou ρ a modulem objemové pružnosti K

Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Magnetické pole v látce

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Elektromagnetické pole, vlny a vedení (A2B17EPV) PŘEDNÁŠKY

Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu. pásová struktura polovodiče

Fyzika stručne a jasne

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

Příklady: 31. Elektromagnetická indukce

Preprava lítiových batérií. Začať

Matematické modelování elmg. polí 3. kap.: Elmg. vlnění

Diferenciálne rovnice druhého rádu

PDF created with pdffactory Pro trial version Elektrostatická indukcia

Okruhy, pojmy a průvodce přípravou na semestrální zkoušku v otázkách. Mechanika

Operace s polem příklady

Vznik a šíření elektromagnetických vln

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

Referenčná ponuka na prístup ku káblovodom a infraštruktúre. Príloha 7 Poplatky a ceny

1. Změřte Hallovo napětí v Ge v závislosti na proudu tekoucím vzorkem, magnetické indukci a teplotě. 2. Stanovte šířku zakázaného pásu W v Ge.

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

Funkcionální řady. January 13, 2016

Elektromagnetické vlnění

Fyzikální korespondenční seminář UK MFF 22. II. S

NEVLASTNÁ VODIVOSŤ POLOVODIČOVÉHO MATERIÁLU TYPU P

V elektrostatickém poli jsme se zabývali vznikem a vlastnostmi pole v blízkosti nábojů. Elektrické pole jsme popisovali vektorem E.

RNDr. Daniela Kravecová, PhD. Premonštrátske gymnázium, Kováčska 28, Košice

Počítačová grafika III Radiometrie. Jaroslav Křivánek, MFF UK

3 Z volného prostoru na vedení

Gaussova sústava Gaussova sústava je súčasťou CGS systému. MKS systém Systém bol zavedený v roku 1889 organizáciou BIPM (Bureau of Weights and Measure

2.2. Vypoctajte div r Vypoctajte v bodoch jrj > 0 hodnotu r div jrj Vypoctajte v bodoch jrj > 0 hodnotu r rot jrj Vypoctajte grad (

1.8. Mechanické vlnění

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS kontrolní otázky a odpovědi

1141 HYA (Hydraulika)

3.2 Rovnice postupné vlny v bodové řadě a v prostoru

Transkript:

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln Mawellove rovnice Zákon achovania elektrického náboja Popis elektromagnetického vlnenia lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln Intenita elektrického poľa vo vdialenosti r od bodového náboja Q 1 Qq r 3 F 4 r 1 Q E r 3 q q 4 r pojite roložený náboj- intenita od elementárneho náboja de I 1 4 j. d dq 3 r Elektrický prúd r I dq dt

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln d d Tok intenit elektrického poľa cos d d d E dt E dt E E. d Ed cos Ed veľkosť elementárneho toku intenit je úmerná počtu siločiar prechádajúcich ce plôšku T E E. d Ed cos

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln Tok intenit ce uavretú plochu T Q : : E E Q E. d E Q Q T E Q Gaussov veta Tok intenit ce uavretú plochu je rovný náboju, ktorý táto plocha obopína, predelenému elektrickou konštantou E. d Q

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln ila pôsobiaca na pohbujúci sa náboj v magnetickom poli F q v B Indukcia magnetického poľa vo vdialenosti r od náboja Q, ktorý sa pohbuje rýchlosťou B Qv r 3 4 r Indukcia magnetického poľa v okolí vodiča, ktorým tečie prúd I db I dl r 3 4 r Biotov-avartov ákon r d l db I

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln Zákon celkového prúdu. dl I B a) B. dl b) B. dl i I i

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln B. d Tok intenit vektora magnetickej indukcie B. d B. d Gaussov veta magnetimu

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln k sa vodič pohbuje v magnetickom poli, indukuje sa v ňom elektromotorické napätie v B E i F v E B l B B i l d B v dl E.. vbl ak je rýchlosť vodiča konštantná a kolmá na indukciu:

Mawellove rovnice, elektromagnetické vln Indukčný tok ce plochu ávitu B. B D dl D C I F m B F et ds l d Bd d dt Bl Bl ds dt ds Bl vbl v Faradaov ákon elektromagnetickej indukcie d dt E. dl E dl. d E. dl d dt dt B. d

Mawellove rovnice Zákon, ktorých sú Mawellove rovnice odvodené: Zákon celkového prúdu: Zákon elektromagnetickej indukcie : Gaussova veta (el.pole) : Gaussova veta (magn.pole) : B. dl I E. dl Q E. d B. d Rovnice vjadrujúce vlastnosti prostredia: d dt B. d j E D r E B H r

Mawellove rovnice Trochu matematik na úvod,,,, k j i k j i k j i grad k j i k j i div k j i k j i k j i rot k j i rot

Mawellove rovnice tokesova veta: rot d dl. divd d. Gaussova veta: d div. lim -droj k j i k j i

Mawellove rovnice 1. Mawellova rovnica : dl I B dl rot. d tokesova veta: B. dl rotb. d I rotb d. rotb j j. d - prvá časť 1. MR j. d

Mawellove rovnice 1. Mawellova rovnica : Q E i i dq Idt E I de i i i t E B. dl j p. d. d t tokesova veta: B dl rotb. d dl. rotb E t rot. d E. d t - druhá časť 1. MR E t Current I j p urface Closed loop

Mawellove rovnice 1. Mawellova rovnica: rotb j E t Magnetické pole vniká v okolí vodivostných prúdov a tam, kde sa v čase mení pole elektrické. roth j D t - 1. MR v prostredí

Mawellove rovnice. Mawellova rovnica : d E. dl B. d dt tokesova veta: dl B rote. d. d t B rote t Elektrické pole vniká všade tam, kde sa mení v čase pole magnetické. -. MR rot. d

Mawellove rovnice 3. Mawellova rovnica : E. d Q Gaussova veta: E. d d. dive - 3. MR divd - 3. MR v prostredí dived dived Zdrojom elektrického poľa je elektrický náboj. d Q d Q divd d

Mawellove rovnice 4. Mawellova rovnica : B. d Gaussova veta: B. d divbd d. divb divd Magnetické pole nemá droj.

Mawellove rovnice Zákon achovania náboja roth užijeme 1. a 3. MR: D divroth divj div t divj divd t divj t d divjd dt j d dq dt j d D t divrot - rovnica spojitosti divd - ákon achovania náboja Gaussova veta:. divd d

Zákon achovania elektromagnetickej energie Energia elektromagnetického poľa v objeme : d H E wd W 1 d t H H t E E d t H H t E E dt dw.... 1 Zmena energie a jednotku času: j t E roth t H rote j E rota b rotb a a b div.. užijeme: divd d. Gaussova veta:

Zákon achovania elektromagnetickej energie Zmena energie a jednotku času: dw div E H d j d dt dw E H. d j d dt Pontingov vektor: E H dw. d j d dt strata energie v dôsledku prúdenia voľných nábojov v uvažovanom objeme tok energie ce ohraničujúcu plochu

Popis elektromagentického vlnenia Mawellove rovnice v nevodivom iotrópnom prostredí: E B 1. rotb. rote 3. dive 4. divb t t B E Zderivujme 1. podľa času: rot t t rotrote graddive E E E t E B Zderivujme. podľa času: rot t t rotrotb graddivb B B B t j,

Popis elektromagnetického vlnenia ýsledné rovnice Majú rovnaký tvar ako vlnová rovnica: 1. t E E. t B B 1 t u v u 1 8 ms 1 3 1 v Rovnice 1. a. popisujú vlnenie šíriace sa rýchlosťou:

Popis elektromagnetického vlnenia ká je vájomná orientácia E a B? E Et v rote E E E 1 t v B i E v i E j E i E k E i E t v B t Záver : 1. vektor B je vžd kolmý na vektor E,. vektor B je vžd kolmý na vektor i, čo namená že vektor B sa môže meniť iba v rovine, ktorá je kolmá na smer šírenia sa elektromagnetickej vln, 3. časová ávislosť B je rovnaká ako časová ávislosťe, takže vektor E ab kmitajú vo fáe, 4. súvis medi veľkosťami vektorov B ae je daný rovnicou B E.

Hustota energie elektromagnetického žiarenia: Popis elektromagnetického vlnenia Tlak: ektor intenit elektrického a magnetického poľa E w 1 j f ( vt) Hustota energie elmg. poľa H k f ( vt) 1 1 1 1 E H f vt f vt f vt f vt Pontingov vektor žiarenia: E H f ( vt). 1 f ( vt) i j k f ( vt) v. w. i 1,

Hustota energie elektromagnetického žiarenia: Popis elektromagnetického vlnenia Tlak:, elementárn výkon žiarenia dp. d v. wd. dp sila kolmá na povrch df w. d v df tlak p w d Lebedev (191): p =,4.1-5 Nm - E je sin ( vt) H kh sin ( vt) f T vákuum v = c prostredie vt c v 1 7 1 1.1 16 m s 8,854.4 1 c c r r 9.1 m s

Popis elektromagnetického vlnenia Šírenie elektromagnetického vlnenia v priestore elektromag

Elektromagnetické spektrum oblasť viditeľného svetla

Elektromagnetické spektrum

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Thomas Young (1773-189) William Lawrence Bragg (189-1971)

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Youngov pokus na dvoch štrbinách

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Youngov pokus - viditeľné svetlo Podmienka maima: d sin k anim Young

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Roentgenové žiarenie - roentgenogram Braggova podmienka maima: d sin k

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Youngov pokus na dvoch štrbinách Young anim

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia

lnové vlastnosti elm. žiarenia 1 1 cos r t cos r t k d sin kladajú sa dva lúče: Pre výslednú amplitúdu platí: mplitúda je maimálna ak, minimálna ak Maimum svetlé miesta: 1 1 cos cos 1 cos 1 1 cos 1 1 1 1 r r r r k k sin d k d sin

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Maimum svetlé miesta: d sin d sin k d sin k L je oveľa väčšie ako d sin tg dtg tg k L k L d k k k k L d

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Youngov pokus - viditeľné svetlo Podmienka maima: d sin k anim

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Roentgenové žiarenie - roentgenogram Braggova podmienka maima: d sin k

lnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia Elmg. vlna Youngov pokus Dve štrbin Braggova podmienka