WYKŁAD 6 O DDZIAŁYWANIE ŚWIATŁA Z MATERIĄ

1. WYKŁAD 6ODDZIAŁYWANIEŚWIATŁA Z MATERIĄ

2. PLAN WYKŁADU • Pola elektryczne i magnetyczne w próżni i ośrodkach materialnych - równania Maxwella • Energia i moc w polu elektromagnetycznym • Fale elektromagnetyczne w próżni • Monochromatyczne fale płaskiew ośrodkach materialnych; zespolony współczynnik załamania • PODSUMOWANIE

3. Pola elektryczne i magnetyczne w próżni i ośrodkach materialnych - równania Maxwella Klasyczna teoria elektromagnetyzmu: natężenie pola elektrycznego indukcja magnetyczna ładunek elektryczny siła Lorentza gęstość prądu elektrycznego

4. Równania Maxwella postać różniczkowa, układ SI

5. Równania Maxwella postać różniczkowa, układ SI

6. Równania Maxwella postać różniczkowa, układ SI

7. Równania Maxwella postać różniczkowa, układ SI

8. Równania Maxwella postać różniczkowa, układ SI gęstości ładunku i prądu, źródła pól. Co w próżni? Co w ośrodkach materialnych?

9. równanie ciągłości

10. równanie ciągłości

11. równanie ciągłości

12. równanie ciągłości

13. Ładunki i prądy polaryzacyjne w ośrodkach materialnych Model Lorentza atomu, ładunek dodatni (ciężkie jądro) i ujemny (lekkie elektrony), q niekoniecznie równe +Ze, elektrony silnie i słabo związane

15. wektor polaryzacji, wyindukowany przez pole zewnętrzne moment dipolowy na jednostkę objętości

16. wektor polaryzacji, wyindukowany przez pole zewnętrzne moment dipolowy na jednostkę objętości ładunek przesunięty przez jednostkową powierzchnię zależy od P i cosinusa kąta pomiędzy N i P

17. wektor polaryzacji, wyindukowany przez pole zewnętrzne moment dipolowy na jednostkę objętości ładunek przesunięty przez jednostkową powierzchnię zależy od P i cosinusa kąta pomiędzy N i P Zamiast δ musimy wstawić δcosα

19. stosujemy twierdzenie Gaussa wstawiamy minus bo polaryzacja „wypycha” ładunek dodatni z objętości V

20. stosujemy twierdzenie Gaussa wstawiamy minus bo polaryzacja „wypycha” ładunek dodatni z objętości V

21. stosujemy twierdzenie Gaussa wstawiamy minus bo polaryzacja „wypycha” ładunek dodatni z objętości V

22. w 1-szym równaniu Maxwella całkowity ładunek dzielimy na „swobodny” i „polaryzacyjny”

23. w 1-szym równaniu Maxwella całkowity ładunek dzielimy na „swobodny” i „polaryzacyjny” podstawiając za gęstość ładunku polaryzacyjnego wyrażenie z P otrzymamy:

24. w 1-szym równaniu Maxwella całkowity ładunek dzielimy na „swobodny” i „polaryzacyjny” podstawiając za gęstość ładunku polaryzacyjnego wyrażenie z P otrzymamy: Jeśli wprowadzimy nowy wektor:

25. otrzymamy nową wersję I-ego równania Maxwella z wektorem indukcji elektrycznej

26. otrzymamy nową wersję I-ego równania Maxwella z wektorem indukcji elektrycznej By rozwiązać to równanie musimy uwzględnić zależność P od E. W najprostszym wypadku możemy przyjąć: gdzie jest podatnością elektryczną ośrodka mat.

27. otrzymamy nową wersję I-ego równania Maxwella z wektorem indukcji elektrycznej By rozwiązać to równanie musimy uwzględnić zależność P od E. W najprostszym wypadku możemy przyjąć: gdzie jest podatnością elektryczną ośrodka mat. Mamy wówczas: gdzie stała εr to stała dielektryczna, aε przenikalność elektryczna ośrodka materialnego

28. CO Z PRĄDAMI? DIELEKTRYKI

29. CO Z PRĄDAMI? DIELEKTRYKI Z równania ciągłości:

30. CO Z PRĄDAMI? DIELEKTRYKI Z równania ciągłości: Korzystając z:

31. CO Z PRĄDAMI? DIELEKTRYKI Z równania ciągłości: Korzystając z: Otrzymamy:

32. CO Z PRĄDAMI? DIELEKTRYKI Z równania ciągłości: Korzystając z: Otrzymamy:

33. CO Z PRĄDAMI? MATERIAŁY MAGNETYCZNE

34. CO Z PRĄDAMI? MATERIAŁY MAGNETYCZNE namagnesowanie a momenty magnetyczne atomów

35. CO Z PRĄDAMI? MATERIAŁY MAGNETYCZNE namagnesowanie a momenty magnetyczne atomów Można pokazać, że: Feynman, tom II, cz. 2, podrozdz. 36.1

36. CO Z PRĄDAMI? MATERIAŁY MAGNETYCZNE namagnesowanie a momenty magnetyczne atomów Można pokazać, że: Feynman, tom II, cz. 2, podrozdz. 36.1 Całkowity prąd:

37. Uwzględniamy wszystkie prądy

38. Uwzględniamy wszystkie prądy i otrzymujemy:

39. Uwzględniamy wszystkie prądy i otrzymujemy:

40. Uwzględniamy wszystkie prądy i otrzymujemy:

41. Ostatecznie:

42. Ostatecznie: Wprowadzamy nowe pole (natężenie pola magnetycznego):

43. Ostatecznie: Wprowadzamy nowe pole (natężenie pola magnetycznego): i otrzymujemy 4-te równanie Maxwella: [H] = A/m, inne definicje H: Feynman, t.II, cz.2, podrozdz. 36.2

44. Potrzebny jest związek pomiędzy M i H, przyjmujemy: gdzie: to podatność magnetyczna ośrodka

45. Potrzebny jest związek pomiędzy M i H, przyjmujemy: gdzie: to podatność magnetyczna ośrodka Wykorzystując: i wprowadzając nową stałą: nazywaną przenikalnością magnetyczną próżni,

46. Potrzebny jest związek pomiędzy M i H, przyjmujemy: gdzie: to podatność magnetyczna ośrodka Wykorzystując: i wprowadzając nową stałą: nazywaną przenikalnością magnetyczną próżni, mamy:

47. Potrzebny jest związek pomiędzy M i H, przyjmujemy: gdzie: to podatność magnetyczna ośrodka Wykorzystując: i wprowadzając nową stałą: nazywaną przenikalnością magnetyczną próżni, mamy: to przenikalność magnetyczna ośrodka gdzie: to względna przenikalność mag. ośrodka a

48. DYGRESJA; wyznaczanie stałej c

49. DYGRESJA; wyznaczanie stałej c

50. DYGRESJA; wyznaczanie stałej c