Fale i prowadnice falowe
1. Wprowadzenie
1.2. Całkowa postać równań Maxwella
Jak powiedziano wyżej, równania Maxwella opierają się odkrytych eksperymentalnie prawach fizycznych.
Pierwsze prawo Maxwella w postaci całkowej jest zapisem prawa Faradaya. Rozważane są indukcja pola magnetycznego i natężenie pola elektrycznego E w sąsiedztwie powierzchni S otoczonej konturem C, co pokazano na rys.1.3.
Rys.1.3. Powierzchnia S o konturze C w polu EM o indukcji magnetycznej i natężeniu pola elektrycznego E.
Pierwsze prawo Maxwella wiąże ze sobą zmianę strumienia indukcji magnetycznej przenikającego powierzchnię S z polem elektrycznym całkowanym wzdłuż zamkniętego konturu C otaczającego tą powierzchnię.
(1-1) |
Drugie równanie Maxwella w postaci całkowej (1-2) jest zapisem prawa Ampere’a. Wiąże ono ze sobą prąd płynący przez powierzchnię S z polem magnetycznym , całkowanym wzdłuż zamkniętego konturu C.
(1-2) |
Prawo Gaussa zastosowane dla pola elektrycznego mówi, że strumień wektora indukcji pola elektrycznego D wypływający z objętości V przez zamkniętą powierzchnię S równy jest zgromadzonemu w tej objętości ładunkowi. Ładunek ten otrzymujemy całkując gęstość tego ładunku mierzoną w kulombach na metr sześcienny w objętości V równanie (1-3).
(1-3) |
To samo prawo zastosowane do strumienia wektora indukcji pola magnetycznego prowadzi do równanie (1-4),
(1-4) |
gdyż pole magnetyczne jest bezźródłowe.
Do powyższych równań dodawane jest zapisane w formie całkowej równanie ciągłości prądu
(1-5) |
Mówi ono, że prąd przewodzenia wypływający przez powierzchnię S zamkniętej objętości V równy jest szybkości zmian ładunku w tej objętości.