ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL ΘΕΩΡΙΑ

Σχετικά έγγραφα
ΠΟΛΩΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ (Polaroids)

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΙΔΩΛΩΝ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΣΤΑΤΙΚΑ ΗΜΜ ΠΕΔΙΑ. Καταναλισκόμενη ισχύς σε ωμικό αγωγό. Το έργο που παράγεται από το ηλεκτρικό πεδίο πάνω σ ένα ελεύθερο φορτίο του αγωγού είναι,

Σκοπός του κεφαλαίου είναι η κατανόηση των βασικών στοιχείων μιας στατιστικής έρευνας.

Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΚΑΝΟΝΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΙΣΗΣ ΡΥΘΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΗΝ ΥΛΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ & ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 22/06/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

γραπτή εξέταση στο µάθηµα ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΟΡΜΗ - ΚΡΟΥΣΕΙΣ

ΘΕΜΑ 1ο. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΜΙΑ ΚΡΟΥΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΑΝΩ ΣΕ ΑΓΩΓΟ ΠΟΥ ΔΙΑΡΡΕΕΤΑΙ ΑΠΟ ΡΕΥΜΑ

(ΚΕΦ 32) f( x x f( x) x z y

ΑΠΑΝΤΉΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤAΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2009 Επιμέλεια: Νεκτάριος Πρωτοπαπάς.

Πέµπτη, 3 Ιουνίου 2004 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 02/02/2017 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ , (1) R1 R 2.0 V IN R 1 R 2 B R L 1 L

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Θεωρούμε ένα σύστημα με N βαθμούς ελευθερίας, το οποίο θα περιγράφεται από N συντεταγμένες ψ 1 (t), ψ 2 (t),..., ψ N (t).

ροή ιόντων και µορίων

ΗΜΙΤΟΝΙΚΗ ΜΟΝΙΜΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (Η.Μ.Κ.)

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ

ΜΕΘΟ ΟΣ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΒΡΟΧΩΝ

Πέµπτη, 6 Ιουνίου 2002 ΘΕΤΙΚΗ και ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. Απλές περιπτώσεις Εφαρµόζουµε τις ιδιότητες των ορίων. Ουσιαστικά κάνουµε αντικατάσταση. lim 3x 4x+ 8 = = =

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΡΙΝΑ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/12/2012

ΑΓΩΓΟΙ - ΠΥΚΝΩΤΕΣ (ΘΕΩΡΙΑ)

Τίτλος Μαθήματος: Γενική Φυσική (Ηλεκτρομαγνητισμός) Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Δημήτριος Βλάχος

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΚΥΜΑΤΑ ΣΕ 2 & 3 ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ

Ι Α Γ Ω Ν Ι Σ Μ Α ΧΗΜΕΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. 04 Ιαν 2011 Επιµέλεια: Μπεντρός Χαλατζιάν

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 13/02/2014

Oδεύοντα κύματα είναι διαταραχές (που μεταφέρουν ενέργεια και ορμή) που διαδίδονται στον ανοικτό χώρο με ορισμένη ταχύτητα διάδοσης.

Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

2. ΟΡΙΟ & ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Σκοπός της ενότητας αυτής είναι να παρουσιάσει σύντομα αλλά περιεκτικά τους τρόπους με τους οποίους παρουσιάζονται τα στατιστικά δεδομένα.

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 1 η : Μηχανικά Κύματα Θεωρία Γ Λυκείου

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2008 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Αρχές Οικονομικής Θεωρίας

Exουμε βρεί την εξίσωση κύματος: λν = υ, όπου υ = Τ /μ στη περίπτωση της χορδής. Οπότε. υ ν = = λ

Experiments are the only means of knowledge. Anyother is poetry and imagination. M.Plank 2 ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΟΥ MAXWELL

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Ατομικάενεργειακάδιαγράμματα: Θεώρημα μεταβολών: Προσέγγιση Born- Openheimer: Θεωρία μοριακών τροχιακών:

KBANTOMHXANIKH ΘΕΩΡΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΡΥΘΜΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ [Κεφ. 2.4: Ρυθμός Μεταβολής του σχολικού βιβλίου]. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Ημερομηνία: Τετάρτη 04 Απριλίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

1.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΙΑΝΥΣΜΑΤΟΣ

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΡΙΑ ΓΕΙΤΟΝΑ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Σειρά 1 η : Άσκηση 1.2

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μετατροπή από καρτεσιανό σε κυλινδρικό σύστηµα Απειροστές ποσότητες... 7

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΑΓΩΓΟΙ - ΠΥΚΝΩΤΕΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΑΛΓΕΒΡΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Τετάρτη 5 Νοεμβρίου 2014 ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ

Πηγές μαγνητικού πεδίου Νόμος Ampere. Ιωάννης Γκιάλας 21 Μαίου 2014

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

] ) = ([f(x) ] 2 ) + (g (x) 2 = 2f(x) f (x) + 2 g (x) g (x) = 2f(x) g (x) + 2 g (x) [ f(x)] = 2f(x) g (x) 2 g (x) f(x) = 0. Άρα φ(x) = c.

220 Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (Βόλος)

Πεδία δυνάμεων. Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός διαφορετικές όψεις του ίδιου φαινομένου του ηλεκτρομαγνητισμού. Ενοποίηση των δύο πεδίων μετά το 1819.

ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ. Κ. Γ. Ευθυμιάδης Αικ. Σιακαβάρα Ε. Παπαδημητράκη-Χλίχλια Ι. Α. Τσουκαλάς

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΜΑΖΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (Θ) Χασάπης Δημήτριος ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕ

AΠΟΦΑΣΗ της από 3/4/2012 Συνεδρίασης του Δ.Σ. του Τμήματος Φυσικής. ΕΞΕΤΑΣΤΕΑ ΥΛΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ) Για το 5ο εξάμηνο

«Στάσιμο Κύμα» Για το «στάσιμο κύμα» που αναπτύσσεται κατά μήκος γραμμικού ελαστικού μέσου, η εξίσωση που συνήθως παρουσιάζεται είναι της μορφής

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

11 ΧΡΟΝΙΚΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΑ ΠΕΔΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ

ιατυπώστε την ιδιότητα αυτή µε τη βοήθεια µεταβλητών.

1. Νόμος του Faraday Ορισμός της μαγνητικής ροής στην γενική περίπτωση τυχαίου μαγνητικού πεδίου και επιφάνειας:

Εάν η εξωτερική περιοδική δύναμη είναι της μορφής F δ =F max ημω δ t, τότε η εφαρμογή του 2 ου Νόμου του Νεύτωνα δίνει: dx b dt

ΣΕΜΦΕ ΕΜΠ Φυσική ΙΙΙ (Κυματική) Διαγώνισμα επί πτυχίω εξέτασης 02/06/2017 1

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ KΥKΛΩMATA.

ΒΑΣΙΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑΣ Ι.

ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΚΑΙ ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

( ) ( ) ( )z. HMY Φωτονική. Διάλεξη 08 Οι εξισώσεις του Maxwell. r = A r. B r. ˆ det = Βαθμωτά και διανυσματικά μεγέθη

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσική για Μηχανικούς

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Στοιχεία Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α κ. 2. Σε µία εξαναγκασµένη µηχανική ταλάντωση µάζας ελατηρίου που η δύναµη του διεγέρτη είναι της µορφής F= F0

Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα Κεραίες

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Φυσική για Μηχανικούς

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Φυσική για Μηχανικούς

Dimitris Balios 18/12/2012

Ειδικές εφαρμογές: Χρήση ειδικού τύπου τάπας στις ανατινάξεις σε λατομεία

EC-ASE: Ευρωπαϊκό Πιστοποιητικό για τους Συμβούλους / Εκπαιδευτές Κοινωνικής Οικονομίας

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΣ. Έννοιες που πρέπει να γνωρίζετε: Α θερμοδυναμικός νόμος, ενθαλπία, θερμοχωρητικότητα

Transcript:

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL ΘΕΩΡΙΑ Συγγραφή Επιμέλεια: Παναγιώτης Φ. Μίρας ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 1. Ηλεκτρμαγνητική Θεωρία Η θεωρία πυ περιγράφει και ερμηνεύει τα φαινόμενα της δημιυργίας και διάδσης των ηλεκτρμαγνητικών κυμάτων, δηλαδή των τπικών και χρνικών μεταβλών τυ ηλεκτρικύ και τυ μαγνητικύ πεδίυ απτελεί την Ηλεκτρμαγνητική θεωρία. Δημιυργός αυτής είναι Maxwell, πυ πρέβλεψε θεωρητικά την ύπαρξη των ηλεκτρμαγνητικών κυμάτων, τ 1864, ενώ η πειραματική επαλήθευση των θεωριών τυ έγινε, τ 1884, με τα πειράματα τυ Hertz. Η ιστρική παρατήρηση τυ Maxwell ήταν πως αν επιχειρηθεί συνδυασμός, ανά δυ, των κλασσικών νόμων τυ Ηλεκτρμαγνητισμύ, ι νόμι αυτί απδεικνύνται ασυμβίβαστι μεταξύ τυς. Τη μόνη απόκλιση από τα πειραματικά απτελέσματα παρυσίασε νόμς τυ Ampere. Και αυτό γιατί παρότι νόμς τυ Ampere πρϋπθέτει την ύπαρξη μαγνητικύ πεδίυ μόν σε περιχές τυ χώρυ, όπυ ι κλειστές καμπύλες (αμπεριανί βρόχι) περικλείυν ρεύμα αγωγιμότητας Ι, Maxwell διαπίστωσε την ύπαρξη μαγνητικύ πεδίυ στ χώρ μεταξύ των πλισμών ενός πυκνωτή, όπυ δεν υπάρχει ρεύμα αγωγιμότητας. Έτσι απέδειξε ότι η πηγή δημιυργίας τυ μαγνητικύ πεδίυ στα σημεία αυτά είναι η χρνική μεταβλή της έντασης τυ ηλεκτρικύ πεδίυ κι αυτό τ έκφρασε μέσω της υπθετικής πσότητας τυ ρεύματς ματατόπισης Ιd, πυ ρίζεται ως: d dφε Ε ε ε d dt (7-1) t Εύκλα από την (7-1) J d ρίζεται ως: πρκύπτει ότι η πυκνότητα τυ ρεύματς μετατόπισης J d ε (7-) t Επμένως η ηλεκτρμαγνητική θεωρία τυ Maxwell διατυπώνεται υπό τη μρφή μιας μάδας λκληρωτικών ή διαφρικών εξισώσεων, ι πίες λέγνται εξισώσεις Maxwell και φαίννται στν ακόλυθ πίνακα: ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Νόμς 1 η : Νόμς Gauss για τ ηλεκτρικό πεδί η : Νόμς Gauss για τ μαγνητικό πεδί q d ε Ολκληρωτική μρφή en dφ d dt 1 ε d 0 V ρdv B dt 3 η : Νόμς Faraday 4 η : Νόμς Ampere Maxwell d μ μ Β μ ε ( d ) d t d Διαφρική μρφή ρ ε 0 t μ ( J Jd ) μ J μ ε t Πίνακας 7.1: Εξισώσεις Maxwell Από τν Πίνακα 7.1 παρατηρείται ότι: Η 1 η εξίσωση Maxwell είναι νόμς τυ Gauss για τν ηλεκτρισμό και συσχετίζει τ ηλεκτρικό φρτί με τ ηλεκτρικό πεδί πυ πρκαλείται από αυτό. Επίσης είναι ισδύναμη με τ νόμ τυ Coulomb. Η η εξίσωση Maxwell είναι νόμς τυ Gauss για τν μαγνητισμό, σύμφωνα με τν πί απδεικνύεται η μη ύπαρξη απμνωμένων μαγνητικών μνπόλων στη φύση και ότι ι μαγνητικές δυναμικές γραμμές είναι κλειστές καμπύλες. Η 3 η εξίσωση Maxwell είναι νόμς τυ Faraday, σύμφωνα με τν πί χρνική μεταβλή τυ μαγνητικύ πεδίυ παράγει ηλεκτρικό πεδί. Η 4 η εξίσωση Maxwell είναι νόμς τυ Ampere για τ μαγνητισμό με την πρσθήκη από τν Maxwell τυ ρεύματς μετατόπισης με σκπό την, κατ αντιστιχία πρς την 3 η εξίσωση Maxwell, απόδειξη της παραγωγής μαγνητικύ πεδίυ από χρνικά μεταβαλλόμεν ηλεκτρικό πεδί. ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Γενικά ι εξισώσεις Maxwell δίνυν μια πλήρη περιγραφή τυ τρόπυ με τν πί σχετίζνται τα πεδία και με τις πηγές τυς και μεταξύ τυς. Οι εξισώσεις Maxwell ισχύυν και στ κενό, όπυ δεν υπάρχυν φρτία (ρ=0) ύτε ρεύματα, έχυν απλύστερη μρφή και παρυσιάζυν κάπια συμμετρία. Αυτές φαίννται στν ακόλυθ πίνακα: ( J 0) Εξίσωση 1 η εξίσωση Maxwell Ολκληρωτική μρφή d 0 η εξίσωση Maxwell d 0 3 η εξίσωση Maxwell d B t t 4 η εξίσωση Maxwell d μ ε d d Διαφρική μρφή 0 0 t μ ε t Πίνακας 7.: Εξισώσεις Maxwell στ κενό Οι εξισώσεις Maxwell εντός της ύλης, δηλαδή στη γενική περίπτωση κατά την πία λαμβάννται υπόψη τόσ ι διηλεκτρικές όσ και ι μαγνητικές ιδιότητες τυ μέσυ, λαμβάνυν την τρππιημένη μρφή πυ φαίνεται στν ακόλυθ πίνακα : Εξίσωση Ολκληρωτική μρφή Διαφρική μρφή 1 η εξίσωση Maxwell D d q f D ρ f η εξίσωση Maxwell d 0 0 3 η εξίσωση Maxwell d d B t D t 4 η εξίσωση Maxwell f d d t Πίνακας 7.3: Εξισώσεις Maxwell εντός της ύλης J f D t ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Τ πι αξισημείωτ γνώρισμα των εξισώσεων Maxwell, όπως αναπτύχθηκαν πρηγυμένως, είναι ότι η χρνική μεταβλή καθενός από τα δυ πεδία επάγει πεδί τυ άλλυ τύπυ στις γειτνικές περιχές τυ χώρυ. Συνεπώς ι εξισώσεις Maxwell πρβλέπυν την ύπαρξη ηλεκτρμαγνητικών διαταραχών πυ απαρτίζνται από χρνικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία πυ διαδίδνται από ένα σημεί τυ χώρυ σε άλλ, ακόμη και αν δεν υπάρχει ύλη στν ενδιάμεσ χώρ, δηλαδή στ κενό. Αυτές ι διαταραχές νμάζνται ηλεκτρμαγνητικά κύματα και παρέχυν τη φυσική βάση για τ φως και τα κύματα όλυ τυ ηλεκτρμαγνητικύ φάσματς. ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778. Ηλεκτρμαγνητικά Κύματα Για να γίνει κατανητή η ιστρική σημασία των εξισώσεων Maxwell, θα θεωρηθεί η απλή περίπτωση ενός μναδικύ κινύμενυ φρτίυ σ ένα χώρ απόλυτυ κενύ. Σε σημεία, τότε, τυ κενύ χώρυ πυ βρίσκνται σε μεγάλη απόσταση από τ κινύμεν φρτί, όπυ ρ = 0 και, συνδυασμός των εξισώσεων Maxwell δίνει τις εξισώσεις : J 0 μ ε και t μ ε (7 3) t Οι σχέσεις (7 3) απτελύν τις κυματικές εξισώσεις, ι πίες ικανπιύνται από τα πεδία και στην περίπτωση τυ κενύ. Συνεπώς στην περίπτωση τυ κινύμενυ φρτίυ στ κενό, η πρσπάθεια για την ικανπίηση των εξισώσεων τυ Maxwell δηγεί σε ένα συγκλνιστικό φαινόμεν : τα πεδία πυ δημιυργύνται από τ κινύμεν φρτί, δεν περιρίζνται στ στενό περιβάλλν τυ, αλλά αφήνντας την πηγή της δημιυργίας τυς εξαπλώννται σε κάθε σημεί τυ χώρυ, όπυ παρατηρείται μια τπική και χρνική μεταβλή τυ ηλεκτρικύ και τυ μαγνητικύ πεδίυ. Δηλαδή δημιυργείται ένα ηλεκτρμαγνητικό κύμα και η ταχύτητα διάδσής τυ ισύται με την ταχύτητα τυ φωτός, επειδή ισχύει 1/ ε μ. Η λύση των κυματικών εξισώσεων (7 3) πυ θα επιτρέψει τν υπλγισμό τυ ηλεκτρικύ και τυ μαγνητικύ πεδίυ την κάθε χρνική στιγμή, σε κάθε σημεί τυ χώρυ, είναι γενικά πλύπλκ πρόβλημα. Ωστόσ η λύση τυς διευκλύνεται αν αναζητηθύν λύσεις επίπεδων αρμνικών κυμάτων. Ένα κύμα λέγεται επίπεδ, αν ι στιγμιαίες τιμές τυ ηλεκτρικύ και τυ μαγνητικύ πεδίυ είναι ίσες σε όλα τα σημεία, σε κάθε επίπεδ πυ είναι παράλληλ σ ένα ρισμέν επίπεδ. Τα επίπεδα αυτά λέγνται μέτωπα τυ κύματς. Σε κάθε επίπεδ κύμα, η τιμή των και εξαρτάται μόν από την τιμή μιας μόν των καρτεσιανών συντεταγμένων, πυ συμπίπτει με τη φρά διάδσης τυ κύματς, έστω της z. Έτσι ι λύσεις των κυματικών εξισώσεων για ένα επίπεδ αρμνικό κύμα μπρεί να έχυν τη μρφή : os( ωt - kz)xˆ και os( ωt - kz) yˆ (7 4) όπυ ω η κυκλική συχνότητα και k κυματάριθμς. Η κυκλική συχνότητα ω και κυματάριθμς k συνδένται μεταξύ τυς μέσω της γραμμικής σχέσης διασπράς : ω k (7 5) ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Ακλύθως παρατίθεται η σχηματική αναπαράσταση ενός επίπεδυ αρμνικύ ηλεκτρμαγνητικύ κύματς. Σχήμα 7.1 Συνπτικά τα χαρακτηριστικά όλων των ηλεκτρμαγνητικών κυμάτων είναι : α) Κάθε ηλεκτρμαγνητικό κύμα είναι εγκάρσι, δηλαδή τα διανύσματα και είναι κάθετα στην κατεύθυνση διάδσης τυ κύματς και επίσης κάθετα μεταξύ τυς. Η κατεύθυνση διάδσης είναι η κατεύθυνση τυ εξωτερικύ γινμένυ. β) Ο λόγς των μέτρων των διανυσμάτων και είναι καθρισμένς και ίσς με : B (7 6) γ) Κάθε ηλεκτρμαγνητικό κύμα διαδίδεται στ κενό με μια ρισμένη και σταθερή ταχύτητα, την ταχύτητα τυ φωτός = 3 10 8 m/ se. δ) Σε αντίθεση με τα μηχανικά κύματα, τα πία χρειάζνται τα ταλαντωνόμενα σωματίδια ενός υλικύ (όπως νερό ή αέρας) για να διαδθύν, τα ηλεκτρμαγνητικά κύματα δεν απαιτύν κανένα μέσ διάδσης. Αυτό πυ ταλαντώνεται σε ένα ηλεκτρμαγνητικό κύμα είναι τ ηλεκτρικό και τ μαγνητικό πεδί. Σημείωση : Για να απτελύν ηλεκτρμαγνητικό κύμα δυ δθείσες συναρτήσεις των και θα πρέπει να ικανπιύν τις παραπάνω συνθήκες (α), (β), (γ) καθώς και τις κυματικές εξισώσεις (7 3). ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 3. Ενέργεια Ηλεκτρμαγνητικύ Κύματς Διάνυσμα Poynting Χαρακτηριστικό μέγεθς ενός ηλεκτρμαγνητικύ κύματς, όπως και κάθε κύματς, είναι η ενέργεια πυ μεταφέρει στη μνάδα τυ χρόνυ, ανά μνάδα επιφάνειας κάθετης στη διεύθυνση διάδσης, δηλαδή η ένταση τυ κύματς. Πρφανώς η ρή της ενέργειας πυ μεταφέρει ένα ηλεκτρμαγνητικό κύμα θα έχει τη διεύθυνση της διάδσής τυ. Για την περιγραφή τυ μέτρυ και της κατεύθυνσης τυ ρυθμύ της ρής της ενέργειας ρίζεται μια διανυσματική πσότητα, η πία καλείται διάνυσμα Poynting και σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας τυ ηλεκτρμαγνητικύ πεδίυ δίνεται από την ακόλυθη έκφραση : 1 (7 7) μ Επειδή τ ηλεκτρικό και τ μαγνητικό πεδί είναι συναρτήσεις τυ χώρυ και τυ χρόνυ, πρκύπτει ότι και τ διάνυσμα Poynting είναι επίσης συνάρτηση τυ χώρυ και τυ χρόνυ. Τ διάνυσμα Poynting έχει διαστάσεις ισχύς ανά μνάδα επιφάνειας και μνάδα μέτρησής τυ στ.i. είναι τ 1 Watt / m. Λόγω της σχέσης Ε = Bo πρκύπτει ότι τ μέτρ τυ διανύσματς Poynting είναι : ε E (7 8) μ μ Η μέση τιμή τυ μέτρυ τυ διανύσματς Poynting σε ένα σημεί νμάζεται ένταση τυ κύματς σε εκείν τ σημεί και είναι : 1 E B o o (7 9) μ ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778