wd wp Пошук: ⬜

Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў

Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў — раздзел фізікі суцэльных асяроддзяў, у якім вывучаюцца электрычныя, магнітныя і аптычныя ўласцівасці суцэльнага асяроддзя. Калі серада ўяўляе сабой часткова або цалкам іонізаваны газ, то больш ужывальны тэрмін фізіка плазмы.

Электрамагнітныя характарыстыкі суцэльнага асяроддзя

Электрычныя і магнітныя ўласцівасці суцэльны асяроддзя апісваюцца тэнзарам дыэлектрычнай пранікальнасці

i j

{\displaystyle !,\epsilon _{ij}}

$\{\displaystyle \!\,\epsilon _\{ij\}\}$ , тэнзарам магнітнай пранікальнасці

i j

{\displaystyle !,\mu _{ij}}

$\{\displaystyle \!\,\mu _\{ij\}\}$ і тэнзарам удзельнай праводнасці

i j

{\displaystyle !,\sigma _{ij}}

$\{\displaystyle \!\,\sigma _\{ij\}\}$ серады, прычым усе гэтыя велічыні могуць залежаць ад каардынат і ад часу.

Для стацыянарных з’яў, тэнзары дыэлектрычнай і магнітнай пранікальнасці ўплываюць на выгляд ліній напружанасці электрычнага і магнітнага палёў у асяроддзі, а тэнзар удзельнай праводнасці - на кірунак плыні току пад дзеяннем знешніх сіл (гл. закон Ома).

Пры разглядзе нестацыянарных з’яў карысна замест

i j

( t )

{\displaystyle !,\epsilon _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\epsilon _\{ij\}(t)\}$ ,

i j

( t )

{\displaystyle !,\mu _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\mu _\{ij\}(t)\}$ і

i j

( t )

{\displaystyle !,\sigma _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\sigma _\{ij\}(t)\}$ увесці іх фур’е-вобразы

i j

( ω )

{\displaystyle !,\epsilon _{ij}(\omega )}

$\{\displaystyle \!\,\epsilon _\{ij\}(\omega )\}$ ,

i j

( ω )

{\displaystyle !,\mu _{ij}(\omega )}

$\{\displaystyle \!\,\mu _\{ij\}(\omega )\}$ і

i j

( ω )

{\displaystyle !,\sigma _{ij}(\omega )}

$\{\displaystyle \!\,\sigma _\{ij\}(\omega )\}$ . Менавіта гэтыя характарыстыкі асяроддзя будуць «адчувацца» плоскай электрамагнітнай хваляй з частатой

{\displaystyle !,\omega }

$\{\displaystyle \!\,\omega \}$ , якая распаўсюджваецца ў асяроддзі.

Электра- і магнітнааптычныя з’явы

Як правіла, велічыні

i j

( t )

{\displaystyle !,\epsilon _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\epsilon _\{ij\}(t)\}$ ,

i j

( t )

{\displaystyle !,\mu _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\mu _\{ij\}(t)\}$ і

i j

( t )

{\displaystyle !,\sigma _{ij}(t)}

$\{\displaystyle \!\,\sigma _\{ij\}(t)\}$ маюць несіметрычны профіль у залежнасці ад часу. Гэта прыводзіць да таго, што іх фур’е-вобразы становяцца комплекснымі велічынямі. Фізічна гэта прыводзіць да таго, што электрамагнітная хваля, якая распаўсюджваецца ў асяроддзі, экспанентна згасае.

Усе апісаныя вышэй тэнзары могуць змяняцца пад дзеяннем знешніх электрычных і магнітных палёў, што прыводзіць да разнастайных электрааптычных і магнітааптычных эфектаў.

Напрыклад, некаторыя ізатропныя асяроддзі (ферамагнетыкі, плазма) пры накладанні вонкавага магнітнага поля паводзяць сябе анізатропна - з’яўляюцца недыяганальныя кампаненты тэнзараў магнітнай і дыэлектрычнай пранікальнасці. Пры падоўжным распаўсюдзе электрамагнітнай хвалі, калі кірунак распаўсюджвання хвалі паралельны напрамку магнітных сілавых ліній вонкавага поля, назіраецца эфект Фарадея. Ён заключаецца ў тым, што электрамагнітныя хвалі з правай і левай кругавой палярызацыяй распаўсюджваюцца ў асяроддзі з рознай хуткасцю. Як вынік, у выпадку лінейна палярызаванай хвалі, якая можа быць прадстаўлена суперпазіцыяй двух хваль з кругавой палярызацыяй процілеглага кірунку кручэння, плоскасць палярызацыі хвалі круціцца па меры распаўсюджвання ў асяроддзі.

Іншы шырока вядомы эфект, таксама звязаны з з’яўленнем недыяганальных элементаў тэнзараў, заключаецца ва ўзнікненні падвойнага праламлення прамяняў асяроддзя пры накладанні пастаяннага электрычнага поля і носіць назву эфекту Кера.

Гл. таксама

Літаратура

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Электродинамика сплошных сред

Тэмы гэтай старонкі (2):
Катэгорыя·Электрадынаміка
Катэгорыя·Фізіка суцэльных асяроддзяў