Домашние задания: Физика

Помогите с решением задачи

В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, уравнения которой имеют вид E(r,t)=E0 cos⁡(ωt-kr),B(r,t)=B0 cos⁡(ωt-kr) , где E0=(50;0;0) мВ/м, к=(0;π;0) м-1. Найти амплитуду B0 вектора магнитной индукции, циклическую частоту ω и объемную плотность W0. А также определить разность фаз ∆φ электромагнитной волны в точках r1=(0,0,0) м, r2=(3,4,5) м и модуль вектора напряженности E во второй точке в момент времени t=30 нс.
В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, уравнения которой имеют вид E(r,t)=E°*cos⁡(ωt-kr),B(r,t)=B°*cos⁡(ωt-kr), где E°=(50;0;0) мВ/м, к=(0;π;0) м-1. Найти:
1) амплитуду B° вектора магнитной индукции,
2) циклическую частоту ω и
3) объемную плотность W°. А также определить
4) разность фаз ∆φ электромагнитной волны в точках r1=(0,0,0) м, r2=(3,4,5) м и
5) модуль вектора напряженности E во второй точке в момент времени t=30 нс.
Решение:
В вакууме: ε = μ = 1.
Поскольку k = (0; π; 0) м-1, то волна распространяется вдоль оси 0y;
E° = (50; 0; 0) мВ/м — вдоль 0х; В° — вдоль 0z.
1) согласно Картинке 1: В° = μ₀*Н° = μ₀*sqrt(ε*ε₀/(μ*μ₀)*E° = (E°)*sqrt(ε*μ₀) = 50*sqrt(8.85418782*10^(-12)*1.25663706*10^(-6)) = 1.66782*10^(-7) мТл = 1,67*10^(-10) Тл. В° = (0; 0; 0,17) нТл.
2) согласно Картинке 2: k = ω/v = ω/c. Ho k = π, откуда: ω/c = π ==> ω = π*с = 3.14*3*10^8 = 9.42*10^8 рад/с.
3) (Картинка 3): w = (50*10^(-3))^2*8.85*10^(-12)/2 + (1,67*10^(-10))^2*1.257*10^(-6)/2 = 1.1063*10^(-14) Дж/м^3.
4) Для нашей волны: Фs = ωt − kу + φ (1), где Фs - фаза волны; φ = 0. Итак: Фs = ωt − kу.
∆φ = Ф (у=0) – Ф (r=4) = ωt – 0π – ωt + 4π = 4π.
5) E(r,t)=E°*cos⁡(ωt – ky) ==> E(y = 4; t = 30 нс) = E°*cos⁡(ωt-kr) =
50*cos(9.42*10^8*30*10^(-9) - 3.14*4) = -49.998 мВ/м ==> |Е| = 50 мВ/м.
Ответ: 1). В° = (0; 0; 0,17) нТл. 2) ω = 9.42*10^8 рад/с. w = 1.1*10^(-14) Дж/м^3. 4) ∆φ = 4π. 5) |Е| = 50 мВ/м.
Адлия Мухамеджанова
Адлия Мухамеджанова
87 115
Лучший ответ
Евгений Харлов Большое спасибо!!!