Плоская гармоническая электромагнитная волна

Рассмотрим плоскую гармоническую электромагнитную волну, которая описывается функциями (11.24), (11.25), (11.28), (11.29) и (11.31).

Согласно этим формулам векторы Е и Я имеют следующие проекции на координатные оси:

Эти функции описывают распространяющуюся вдоль оси у плоскую гармоническую электромагнитную волну, в которой вектор Е всегда направлен вдоль оси г, а вектор Я — вдоль оси х (рис. 11.4). Такая волна называется плоско, или линейно поляризованной. На рис. 11.4 показан один из лучей. Фазовые плоскости в данном случае параллельны плоскости ту. На фазовой плоскости векторы Е и Я всюду одинаковы. Они изменяются только вдоль луча. Как видно в этом примере, векторы Е _} Н и волновой вектор к в любой точке пространства взаимно перпендикулярны и образуют правую тройку. Это общее свойство электромагнитных волн. Как уже говорилось, электромагнитные волны являются поперечными, т. е. векторы Е и Я ортогональны к лучу, вдоль которого распространяется волна. Соотношение (11.30), связывающее модули этих векторов, также выполняется для электромагнитных волн любой формы.

Рис. 11.4- Плоская гармоническая электромагнитная волна Запишем функции, определяющие зависимость от времени и координат компонент вектора Е напряженности электрического поля для плоской гармонической электромагнитной волны, распространяющейся вдоль оси х в сторону убывания координаты х. Эти функции имеют вид.

Первое равенство означает, что электромагнитная волна является поперечной. Как видно, в данном случае проекции вектора Е на оси у и г не всегда равны нулю. В этом случае направление вектора напряженности электрического поля может изменяться вдоль луча и с течением времени. Нетрудно показать, что в любой точке пространства конец вектора.

Е будет с течением времени описывать эллипс. Поэтому такая волна называется эллиптически поляризованной.