גלים א. חיבור שני גלים ב. חיבור גלים ג. גלים מונוכרומטיים וגלים קוהרנטיים ד. זרם העתקה ה. משוואות מקסוול ו. גלים אלקטרומגנטיים
םילג ינש רוביח ו Y Y,הדוטילפמא התוא ילעב :לבא,,, ( ( Y Y ןוויכ ותואב םיענ הלאה םילגה ינש cos( ( cos( ( Y Y Y + + + cos( ( Y לג ררועמ הז קלח :הזאפה תוריהמב ענש U ph :הרובחה תוריהמב הענה הדוטילפמא וז ( U gr
3 מהירות התפשטות גלי קול באוויר אותה מהירות לכל הגלים עם תדירויות שונות. זאת אומרת ש-./Cons נפיצה (דיספרסיה זו תלות בין מהירות הפאזה U ph והתדירות של הגל (או אורך הגל. לגלי קול באוויר אין נפיצה אבל בתווכים אחרים יש נפיצה לגלים שמתפשטים בהם. חיבור גלים... n ( + ( + ( + n 3 ( [ ( + d] [ ( + d]... n [ ( + nd]
4 גלים מונוכרומטיים אלה גלים באותו צבע, זאת אומרת אותה תדירות. גלים קוהרנטיים אלה גלים עם אותה פאזה, או פאזה מוגדרת:.d 3 ( [ d] [ d] d d
5 םוכס םהל תושעל ןתינ םייטנרהוק םילג הברה שי םא.ילאירוטקו ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ; ( ; ; a a a R R a הלוקשה הדוטילפמא- םידדובה םילגה לש תודוטילפמאל P a ל תילאנויצרופורפ המצועה :
זרם "העתקה" curren Dsplacemen בתורה האלקטרומגנטית לא צריך תווך להתפשטות של הגלים. בריק הגלים האלקטרומגנטיים מתפשטים במהירות c3 8 m/s זרם גורם לשדה מגנטי: ( B( 6 B d l µ חוק אמפר
7 אולי בתוך קבל יש משהו שמחליף את הזרם שזורם בתוך חוט מוליך? dq ידוע שאם יש פריקה או טעינה של קבל, בתוך הקבל יש גם שדה חשמלי שמשתנה בזמן. וקטור העתקה של שדה חשמלי שאין בו תלות בחומר: Dε εe בתוך קבל שדה חשמלי: E/ε הגדרה : εε dq d E D εε E E ds S q εε הגדרה של שטף חשמלי: הגדרה של זרם העתקה: de d( ES dd D εε εε εε S S ; D S dd. D מחוץ לקבל בחוט מוליך עובר זרם לכן נשמרת רציפות של זרם במעגל חשמלי. והוא ממשיך לזרום בתוך הקבל כמו זרם העתקה:
B( E( אם יש תלות בזמן, השדה החשמלי ניצב לשדה המגנטי 8 זרם בתוך המוליך שווה לזרם העתקה בתוך הקבל, אבל יש הבדל פיזיקלי בין הזרמים האלה. הזרם בתוך המוליך עובר באמצעות אלקטרונים חופשיים. הזרם הזה יכול להיות קבוע או עם תלות בזמן. הזרם בתוך הקבל, זרם העתקה, עובר באמצעות שדה חשמלי שיש בו שינוי בזמן, והזרם הזה לא יכול להיות קבוע. משוואות מקסוול וגלים אלקטרומגנטיים 4 משוואות מקסוול ( ( E B S S q E ds Gauss aw (3 εε B ds Gauss aw (4 E dl B dl - µ d B (+ D Farada aw mpere aw
db ( 3 E dl הערה למשוואה (3 aw Farada - 9 באותו מרחב מושרה שדה חשמלי. זאת אומרת שאם יהיה במרחב הזה מוליך - יזרום בו זרם כך שהשדה המגנטי של הזרם הזה יהיה בכיוון הפוך לכיוון של השדה המגנטי הראשוני. שימו לב! E( השדה החשמלי הזה מושרה באמצעות שינוי השדה המגנטי בזמן B( החשמלי המושרה E( ניצב לשדה המגנטי הערה למשוואה שימו לב! השדה B( E(.B( (4 B dl µ ( + D mpere aw (4 בדוגמה הזאת השדה החשמלי משתנה בזמן ולכן זה משרה שדה מגנטי שגם משתנה בזמן. שימו לב! השדה המגנטי המושרה B( ניצב לשדה החשמלי ( d εs E( B(.E(
db (3 E dl - Farada aw (4 B dl µ (+ D µ D mpere aw (3 (3 ( 3 E dl Sµ (4 B dl µ εs db d( BS dh E dl Sµ ( B µ H; µ ; dh d B E dl Sµ de (4 B dl µ d µ ε µ ε S dh B( E( זה המקרה ששדות חשמליים ומגנטיים משתנים בזמן. משוואות (3 ו (4 נותנים לנו גל אלקטרומגנטי שמתפשט במהירות c במרחב.
( ( (3 (4 E B S S E dl B dl E ds B ds - µ d B q ε ne חוק גאוס אין מטען מגנטי בודד. קווים מגנטים סגורים - אין מונופול מגנטי. חוק פרדיי - חוק אלקטרומניע מושרה חוק אמפר: זרם גורם לשדה מגנטי
jd ε D jds Sε צפיפות זרם העתקה בקבל בלי חומר מבודד: אם בקבל יש חומר בתוך קבל. מבודד מקבלים זרם בגלל שיש שינוי בזמן בקיטוב של חומר מבודד וזה גורם לזרם d E Sεε q ε εs d ε εs Sεε dq d ε εs מחוץ לקבל d שווה לאפס, ובתוך הקבל שווה לאפס. גבוהה בגלל ההתנגדות של הדיפולים- כמו בחיכוך. הקבל מתחמם אם יש שינוי של זרם בתדירות
(3 (4 (3 (4 (3 (4 E dl B dl d - µ B נסתכל רק על משוואות מקסוול (3 ו (4 רחוק מהמעגל RC db db dh E dl S Sµ dd B dl µ µ D µ S µ εs E dl H dl ε Sµ S dh (4 (3 (Bµ H (Dε E רואים שיש סימטריה בין ו 3 מחוץ לקבל אין זרם אבל יש שדה מגנטי ושדה חשמלי שמשתנים בזמן אם Bf( מופיע Ef( בכיוון ניצב. אם במרחב הזה יהיה מוליך, השדה חשמלי המושרה יגרום לזרם מושרה. הזרם המושרה יוצר שדה מגנטי בכיוון הפוך לכיוון השדה המגנטי הראשוני (חוק לנץ.
4 במעגל שיש בו שדה חשמלי או שדה מגנטי שמשתנים בזמן אז המעגל הזה פולט גלים אלקטרומגנטיים במרחב במהירות -.c בכל מקום השדה חשמלי ניצב לשדה המגנטי.