ГЛАВА 31. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. РАДИОВОЛНЫ, СВЕТ, РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Волновые свойства. До электромагнитных волн физики сталкивались только с волнами в упругих средах. Такая волна представляет собой процесс распространения деформации в этой среде. Если, например, каким-либо образом увеличить плотность воздуха в некоторой точке, то в этой точке возрастет давление воздуха. Благодаря этому возникнет перемещение молекул из этой точки в соседние точки и уменьшение плотности воздуха в этой точке и увеличение в соседних. Затем произойдет перемещение молекул воздуха из этих точек в следующие и т.д. Таким образом, созданное в одной точке уплотнение воздуха будет перемещаться в пространстве на большие расстояния притом, что молекулы воздуха испытывают лишь небольшие перемещения.

Главным свойством любой волны является справедливость для нее принципа Гюйгенса, который описывает процесс распространения волны. Принцип Гюйгенса утверждает, что каждая точка волнового фронта в некоторый момент времени t становится источником сферических вторичных волн; а положение волнового фронта спустя малый интервал времени является огибающей вторичных волн.

Из принципа Гюйгенса следует, что волны могут огибать препятствия. Действительно, пусть волна, обладающая плоским волновым фронтом (плоская волна) падает на отверстие в некотором задерживающем экране. На рис. 31.2 сплошной линией показан экран с отверстием, пунктирными линиями - несколько положений фронта плоской волны (спустя равные промежутки времени), которая распространяется слева направо. После того как волновой фронт доходит до отверстия в экране, все точки фронта становятся источниками сферических вторичных волн, которые от краев отверстия распространяются во все стороны, заходя за края отверстия. Такое явление огибания волной препятствий называется дифракцией.

Электромагнитные волны не являются волнами в упругой среде. Однако принцип Гюйгенса для них выполняется, поскольку изменение электрического или магнитного поля в какой-то точке приведет к появлению магнитного или электрического поля во всех соседних точках.