Введение в тему 1:26 Обсуждение связи между полями падающей, отраженной и преломленной волны на границе раздела диэлектриков. Введение понятия угла Брюстера. Напоминание о поляризации и плоской монохроматической волне.
Поляризация и формулы Френеля 2:26 Волна распространяется в среде без ограничивающих стенок. Поле Е и В колеблются в плоскости, перпендикулярной вектору К. Введение формул Френеля для расчета амплитуд волн.
Постановка задачи 3:26 Волна падает на границу раздела двух сред с разными диэлектрическими проницаемостями. Обсуждение углов падения и отражения. Цель: найти амплитуды прошедшей и падающей волны.
Поляризация и компоненты вектора Е 5:20 Различие между направлением волны и амплитудой. Учет намагниченности и ее влияние на показатель преломления. Разделение доски на две части для наглядности.
Варианты поляризации 6:48 Вектор Е может колебаться в двух плоскостях. Различие между параллельной и перпендикулярной поляризацией. Добавление векторов Е для прошедшей и отраженной волны.
Заключение 8:55 Объяснение знаков в уравнениях в зависимости от направления вектора Е. Произвол в выборе направления вектора Е для удобства расчетов. Подготовка к дальнейшим выкладкам и уравнениям.
Граничные условия для полей 10:35 Вектор Е и поле Б должны удовлетворять граничным условиям на границе раздела сред. Тангенциальные компоненты полей должны сохраняться, так как нет поверхностных токов. Поле Е связано с полем Н через показатель преломления.
Плоская монохроматическая волна 11:35 Поле Е и Н связаны через показатель преломления. Возникают два уравнения для компонентов полей над и под границей раздела. Эти уравнения записываются для параллельного и перпендикулярного случаев.
Параллельный случай 13:41 Граничные условия для поля Е включают косинусы. Поле Н связано с полем Е через показатель преломления. Система уравнений включает закон преломления и углы падения и отражения.
Перпендикулярный случай 15:33 Поле Е лежит в касательной плоскости, поэтому косинусы отсутствуют. Проекции магнитного поля учитываются. Система уравнений решается для получения выражений для отраженной и прошедшей волн.
Коэффициент отражения 17:05 Вводится коэффициент отражения по энергии. Коэффициент равен нулю при определенных углах падения и отражения. Угол Брюстера определяет отсутствие отраженной волны.
Перпендикулярный случай продолжение 21:59 Перпендикулярный случай включает амплитуды и коэффициенты отражения. Коэффициент отражения не равен нулю, кроме тривиальных случаев. Для одной поляризации всегда есть отраженная волна, для другой - не всегда.
Введение в поляризацию и угол Брюстера 24:11 Обсуждение поляризации и угла Брюстера. Важность понимания диаграммы излучения для понимания отраженных волн. Симметричная диаграмма излучения и её влияние на поляризацию.
Демонстрация с полироидом 27:18 Описание установки с лампой и полироидом. Полироид поглощает одну поляризацию и пропускает другую. Демонстрация отражения света от диэлектрика и изменения угла падения.
Эксперимент с полироидом 29:25 Проверка работы полироида на разных поляризациях. Демонстрация отсутствия отраженной волны при правильной поляризации. Изменение поляризации и наблюдение за интенсивностью отраженной волны.
Эксперимент с СВЧ 33:14 Описание установки для измерения угла Брюстера на СВЧ. Использование рупора и парафина для отражения волны. Демонстрация изменения угла падения и отражения для разных поляризаций.
Заключение 38:14 Подтверждение эффекта угла Брюстера для разных диапазонов длин волн. Подведение итогов и обсуждение важных выводов.
Итоги по электромагнитным волнам 39:04 Электромагнитные волны существуют и описываются волновым уравнением. Волны могут распространяться в разных направлениях. Свет является электромагнитной волной.
Плоские электромагнитные волны 41:02 Плоские электромагнитные волны полезны для анализа. Свет в свободном пространстве является поперечной волной. Плоская монохроматическая волна существует везде сразу.
Скорость и группы волн 42:33 Существуют фазовая и групповая скорости волн. Фазовая скорость — это скорость одной монохроматической волны. Групповая скорость — это скорость группы волн.
Поток энергии и давление 48:05 Волна переносит энергию, создавая поток энергии. Давление электромагнитной волны зависит от коэффициента отражения. Электромагнитный импульс связан с вектором Пойнтинга.
Создание электромагнитных волн 51:05 Волны создаются ускоренно движущимися зарядами. Поле от ускоренно движущегося заряда пропорционально ускорению. Излучение зависит от угла и направления движения заряда.
Преломление и отражение волн 54:24 Фазовая скорость зависит от показателя преломления. Показатель преломления зависит от чистоты вещества. Волна может затухать из-за нагрева или излучения.
Скин-эффект и законы преломления 59:11 Глубина проникновения волны зависит от проводимости и чистоты. Из граничных условий можно получить законы преломления и отражения. Формула Френеля и угол Брюстера описывают поведение волн.
Введение в волноводы 1:00:31 Обсуждение принципиальных моментов, которые уже были рассмотрены. Введение в тему волноводов и резонаторов. Волноводы позволяют направлять энергию вдоль конструкции.
Типы волноводов 1:01:25 Волноводы могут быть металлическими или диэлектрическими. Примеры: оптоволокно, металлические цилиндры. Волноводы используются в диапазонах миллиметровых и сантиметровых волн.
Металлические волноводы 1:03:22 Металлический волновод рассматривается как идеальный проводник. Волны с периодом, превышающим скорость отклика зарядов, могут быть описаны электростатически. Это применимо для широкого диапазона частот.
Граничные условия 1:04:37 Обсуждение граничных условий для идеального проводника и диэлектрической среды. Поле Е должно быть равно нулю на границе раздела. Поле АХ также должно быть равно нулю внутри проводника.
Заключение 1:06:45 Поле Е и АХ не могут существовать отдельно. Перпендикулярная компонента поля Б должна быть равна нулю. Параллельная компонента может быть равна чему-то, но строго говоря, должна быть равна нулю.
Введение в задачу 1:07:30 Формулировка задачи: цилиндр с идеальными проводниками на стенках и диэлектриком внутри. Решение системы уравнений Максвелла с учетом граничных условий. Цель: найти волны, распространяющиеся внутри волновода.
Математическая задача 1:09:06 Запись системы уравнений Максвелла для конкретного случая. Решение системы с учетом граничных условий на идеальном проводнике. Переход к физической картине распространения волн внутри волновода.
Физическая компонента задачи 1:10:16 Рекомендация книги по электродинамике Джексона. Поиск поля в виде монохроматической волны. Разделение поля на компоненты, параллельные и перпендикулярные оси z.
Уравнения и граничные условия 1:12:41 Уравнения для компонент поля e и b. Граничные условия: касательная компонента на границе цилиндра равна нулю. Варианты решений: поперечно-магнитные волны TM, поперечные электрические волны TE и поперечные электромагнитные волны EM.
Условия существования решений 1:20:07 Введение обозначения гамма для конфигурации мю эпсилон разделить на ц в квадрате, на омега в квадрате минус к в квадрате. Решение уравнения существует только при определенных значениях гамма, зависящих от геометрии волновода. Волновое число к должно быть больше нуля, иначе волна затухает и не распространяется вглубь волновода.
Заключение 1:24:10 Волна не проходит через волновод, если частота меньше граничной омега. Пауза для дальнейшего обсуждения и пояснений.
