Электромагнитные
колебания. Электрический колебательный контур. Формула Томсона. Электромагнитные
колебания могут возникать в цепи, содержащей индуктивность L и емкость C . Такая
цепь называется колебательным контуром. Возбудить колебания в таком контуре можно,
например, предварительно зарядив конденсатор от внешнего источника напряжения,
соединить его затем с катушкой индуктивности.
Свободные затухающие колебания. Добротность колебательного контура. Всякий
реальный колебательный контур обладает сопротивлением. Энергия электрических колебаний
в таком контуре постепенно расходуется на нагревание сопротивления, переходя в
джоулево тепло, вследствие чего колебания затухают.
Вынужденные электрические колебания. Метод векторных диаграмм. Если в цепь
электрического контура, содержащего емкость, индуктивность и сопротивление, включить
источник переменной ЭДС, то в нем, наряду с собственными затухающими колебаниями,
возникнут незатухающие вынужденные колебания. Частота этих колебаний совпадает
с частотой изменения переменной ЭДС.
Резонансные явления в колебательном контуре. Резонанс напряжений и резонанс
токов.
Общие свойства и характеристики
волновых процессов. Волновое уравнение. Типы и характеристики волн. Процесс
распространения колебаний в пространстве называется волновым процессом или просто
волной. Волны различной природы (звуковые, упругие, электромагнитные) описываются
сходными дифференциальными уравнениями в частных производных второго порядка по
пространственно-временным переменным. Уравнение, описывающее волновой процесс,
называется волновым уравнением, функция, которая удовлетворяет этому уравнению
– волновой функцией.
Электромагнитные
волны. Из уравнений Максвелла следует, что если возбудить с помощью зарядов
переменное электрическое или магнитное поле, в окружающем пространстве возникнет
последовательность взаимных превращений электрического и магнитного полей, распространяющихся
в виде электромагнитной волны. Для однородной нейтральной (ρ=0) и непроводящей
(
) среды с постоянными проницаемостями ε и μ,
волновое уравнение, описывающее электромагнитную волну, распадается на два независимых
векторных уравнения соответственно для электрического 
и магнитного 
полей: 
, 
.
Энергия
и импульс электромагнитной волны. Вектор Пойнтинга. Распространение электромагнитной
волны сопровождается переносом энергии и импульса электромагнитного поля. Чтобы
убедиться в этом, умножим скалярно первое уравнение Максвелла в дифференциальной
форме на , а третье – также скалярно
на , и вычтем полученные
результаты один из другого
Стоячие
волны. При наложении двух встречных волн с одинаковой амплитудой возникают
стоячие волны. Возникновение стоячих волн имеет место, например, при отражении
волн от преграды. Падающая на преграду волна и бегущая ей навстречу отраженная
волна, налагаясь друг на друга, дают стоячую волну
Контрольные вопросы для самопроверки
Основные
уравнения магнитостатики в вакууме.
Что такое вихревое электрическое поле? Какими свойствами оно обладает?
Механические волны Определить расстояние между соседними точками волны, находящимися
в одинаковых фазах, если волна распространяется со скоростью 330 м/с, а частота
колебаний равна 256 Гц.
Метод Рёмера
Скорость света определяется аналогично скорости распространения волнь любой природы.
Методы измерения скорости разделяются на астрономические и лабораторные. Один
из астрономических методов, метод Ремера, осно ван на наблюдении промежутков времени
Т между двумя последовательными за тмениями спутника Юпитера Ио . Запаздывание
Т затмения в момент наибольшего удаления Земли от Юпитера по сравнению с моментом
наибольшего сближения двух планет (точки Ю и 3) связано с тем, что свет, распространяясь
с конечной скоростью с, проходит за время ЛГ расстояние, равное диаметру орбиты
Земли Современные данные для ЛТ=16,5 мин приводят к значению с, близкому к с=300000
км/с.
Колебательный контур
В колебательном контуре, представленном на рис. 45.1, емкость конденсатора равна
C, а индуктивность катушки – L. Конденсатор предварительно заряжен до напряжения
Uo. Написать зависимость заряда на конденсаторе и силы тока в катушке от времени
после замыкания ключа.
Лабораторная работа
Измерение силы тока и напряжения в цепях постоянного тока Задача посвящена
знакомству с техникой измерений силы тока и напряжения в цепи постоянного тока
с помощью широко распространенных в лабораторной практике приборов: многопредельных
стрелочных и электронных вольтметров, амперметров, комбинированных приборов (тестеров).
При выполнении задачи используются различные
электроизмерительные приборы, описания и инструкции по эксплуатации которых
выдаются перед работой. Перед началом измерений все приборы нужно подготовить
к работе согласно их инструкциям. В случае использования для измерений ламповых,
транзисторных или цифровых вольтметров, то до начала измерений, после прогрева
приборов в течение около десяти минут, необходимо выполнить проверку правильности
установки нулевых значений.
Техносила
