Уравнения максвелла в интегральной и дифференциальной формах, их физический смысл. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Электромагнитное поле.

Название	Дифференциальная форма	Интегральная форма	Примерное словесное выражение
Закон индукции Фарадея			Изменение магнитной индукции порождает вихревое электрическое поле
Закон Ампера (с добавкой Максвелла)			Электрический ток и изменение электрической индукции порождают вихревое магнитное поле
Теорема Гаусса			Электрический заряд является источником электрической индукции
Теорема Гаусса для магнитного поля (в отсутствии монополей)			Магнитная индукция не расходится (не имеет источников)
Закон Ома в дифференциальной форме		-	Плотность электрического тока прямо пропорциональна напряжённости электрического поля. Это уравнение иногда вводится в систему уравнений Максвелла, чтобы она имела однозначное решение (так как это система с 5 переменными).

ρ — плотность электрического заряда (в единицах СИ — Кл/м³)

j — плотность электрического тока (в единицах СИ — А/м²)

λ — удельная проводимость (электропроводность) (в единицах СИ — м/Ом)

E — напряжённость электрического поля (в единицах СИ — В/м)

H — напряжённость магнитного поля (в единицах СИ — А/м)

D — электрическая индукция (в единицах СИ — Кл/м²)

B — магнитная индукция (в единицах СИ — Тл = Вб/м²= кг·с^-2·А^-1)

Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет совсем другую структуру, чем электростатическое поле. Оно не связано непосредственно с электрическими зарядами, и его линии напряжённости не могут на них начинаться и кончаться. Они вообще нигде не начинаются и не кончаются, а представляют собой замкнутые линии, подобные линиям индукции магнитного поля. Это так называемое вихревое электрическое поле.

Электромагнитное поле - особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрического поля Е и магнитной индукцией В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным j и векторным А потенциалами, которые определяются неоднозначно, с точностью до градиентного преобразования. В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогательными величинами: напряжённостью магнитного поля Н и электрической индукцией D.

Интерференция волн. Условия наблюдения интерференционной картины. Понятие когерентности. Интерференция двух монохроматических волн: условия максимумов и минимумов интенсивности через разность фаз и оптическую разность хода, максимальное и минимальное значение интенсивности. (По теме также см. вопрос 29)

Интерференция - взаимное влияние, воздействие каких-либо объектов друг на друга. Его применяют к явлениям, происходящим при сложении волн различной физической природы. Синонимом словосочетанию "интерференция волн" может быть словосочетание "сложение волн". С интерференционными явлениями мы сталкиваемся довольно часто: цвета масляных пятен на асфальте, окраска замерзающих оконных стекол, причудливые цветные рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков – все это проявление интерференции света.

Интерференция возникает только в случае, если разность фаз постоянна во времени, т. е. волны когерентны. При этом разность фаз этих колебаний постоянна и определяется только разностью путей, проходимых лучами, или разностью хода D. Интерференция возникает при разделении первоначального луча света на два луча при его прохождении через тонкую плёнку, например плёнку, наносимую на поверхность линз у просветлённых объективов. Луч света, проходя через плёнку толщиной d, отразится дважды — от внутренней и наружной её поверхностей. Отражённые лучи будут иметь постоянную разность фаз, равную удвоенной толщине плёнки, отчего лучи становятся когерентными и будут интерферировать. Полное гашение лучей произойдет при , где λ — длина волны. Если λ = 550 нм, то толщина плёнки равняется 550:4=137,5 нм.

Лучи соседних участков спектра по обе стороны от λ = 550 нм интерферируют не полностью и только ослабляются, отчего плёнка приобретает окраску.

 

Когерентность - согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении. Колебания называются когерентными, если разность их фаз остаётся постоянной во времени и при сложении колебаний определяет амплитуду суммарного колебания. Без когерентности невозможно наблюдать такое явление, как интерференция.