Motivering av högerledet i Maxwells 4:e ekvation

Relevanta dokument
93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

Tentamen SF1661 Perspektiv på matematik Lördagen 18 februari 2012, klockan Svar och lösningsförslag

Vågrörelselära och optik

Elektrodynamik. Elektrostatik. 4πε. eller. F q. ekv

Kapitel: 32 Elektromagnetiska vågor Maxwells ekvationer Hur accelererande laddningar kan ge EM-vågor

Magnetostatik, induktans (och induktion) kvalitativa frågor och lösningsmetodik

Tenta svar. E(r) = E(r)ˆr. Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r:

Föreläsning 2 1. Till varje punkt i rummet tilldelas en vektor. ( ) = T ( x, y, z,t) ( ) = v x

Hur elektromagnetiska vågor uppstår. Elektromagnetiska vågor (Kap. 32) Det elektromagnetiska spektrumet

Prov i matematik Fristående kurs Analys MN1 distans UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström

Teori för flervariabelsanalys

6.4 Svängningsrörelse Ledningar

Strålningsfält och fotoner. Våren 2016

Lösningar till Matematisk analys

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013

Svar till tentan

Biomekanik, 5 poäng Kinetik

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

dt = x 2 + 4y 1 typ(nod, sadelpunkt, spiral, centrum) och avgöra huruvida de är stabila eller instabila. Lösning.

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum: Examinator/Tfn: Hans Åkerstedt/ Skrivtid:

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

IV. Ekvationslösning och inversa funktioner

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:

Deltentamen. TMA044 Flervariabelanalys E2

Dugga i elektromagnetism, sommarkurs (TFYA61)

Lösningsförslag, v0.4

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

Kurs: HF1903 Matematik 1, Moment TEN1 (Linjär Algebra) Datum: 25 augusti 2017 Skrivtid 8:00 12:00

Föreläsning 12. Tidsharmoniska fält, komplexa fält (Kap ) Plana vågor (Kap ) i Griffiths

13. Plana vågors reflektion och brytning

Föreläsning 4 1. Den andra av Maxwells ekvationer i elektrostatiken

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Övning 6, FMM-Vektoranalys, SI1140

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM232)

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

1 Jag själv lärde om detta av en kollega som, kanske, heter Joel Andersson

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

Lösningsförslag envariabelanalys

Bra tabell i ert formelblad

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (9FY321)

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

Svar och anvisningar

Tentamen för FYSIK (TFYA68)

r 2 C Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Rep. Kap. 27 som behandlade kraften på en laddningar från ett B-fält.

Repetition kapitel 21

Föreläsning , , i Griffiths Vi kommer nu till hur elektromagnetiska vågor genereras!

Elektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner

The nature and propagation of light

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Digital signalbehandling Kamfilter och frekvenssamplande filter

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

L HOSPITALS REGEL OCH MACLAURINSERIER.

Tentamen för FYSIK (TFYA86 och 68)

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

DIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP

Hur Keplers lagar för planetrörelser följer av Newtons allmänna fysikaliska lagar.

Följande uttryck används ofta i olika problem som leder till differentialekvationer: Formell beskrivning det finns ett tal k så att A=kB

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t s(x,t) =s 0 sin 2π T x. v = fλ =3 5 m/s = 15 m/s

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (9FY321)

Inlämningsuppgifter i Funktionsteori, ht 2018

VIKTIGA TILLÄMPNINGAR AV GRUNDLÄGGANDE BEGREPP

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM232)

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

Sensorer och elektronik. Grundläggande ellära

Tentamen i El- och vågrörelselära,

RSA-kryptering. Torbjörn Tambour

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 8 januari, 2007

Lösningar till Tentamen i Fysik för M, del 2 Klassisk Fysik (TFYY50) Lördagen den 24 April 2004, kl

Bedömningsanvisningar

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

Studietips inför kommande tentamen TEN1 inom kursen TNIU23

1.15 Uppgifter UPPGIFTER 21. Uppgift 1.1 a) Visa att transformationen x i = a ikx k med. (a ik ) =

Om α är vinkeln från dörröppningens mitt till första minimipunkten gäller. m x = 3,34 m

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 16 juni 2015, kl 9:00-14:00

Mer om EM vågors polarisation. Vad händer om man lägger ihop två vågor med horisontell och vertikal polarisation?

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Formelsamling. Elektromagnetisk fältteori för F och Pi ETE055 & ETEF01

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

ANDREAS REJBRAND Elektromagnetism Coulombs lag och Maxwells första ekvation

Elektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor

1 x. SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

Poissons ekvation och potentialteori Mats Persson

Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 och Modellering och simulering inom fältteori för F3, 24 augusti, 2009, kl

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Inlämningsuppgifter i Funktionsteori, vt 2016

DUBBELINTEGRALER. Rektangulära (xy) koordinater

Maxwell insåg att dessa ekvationer inte var kompletta!! Kontinutetsekvationen. J = ρ

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 högskolepoäng, FK4009 Tisdagen den 17 juni 2008 kl 9-15

Transkript:

1 Motivering av högerledet i Mawells 4:e evation tudera följande eletronisa rets: I J 1 3 Q -Q Gaussdosa 4 I Vi väljer att använda cirulationssatsen på urvan. Ytan i högerledet an ju väljas på ett otal olia sätt. Om den väljs så att ledaren passerar genom ytan fås värdet I från flödesintegralen av strömtätheten. Om den väljs så att den smiter emellan ondensatorplattorna så flyter ju ingen ström genom ytan. Mellan plattorna har vi ju ingen ström. Däremot har vi ett tidsberoende D-fält. Detta måste bidra på något sätt. H l = J = Q d d = I D = = t Q d 1 4 = D d = D d Integration över ytan 3 i stället för över 1 ger samma resultat. D H dl = J d + d täcer båda fallen. t

Vi an välja en godtyclig yta som sär genom ledaren. Då ger den första integralen ett bidrag I. Den andra ger då inget. Om ytan i stället går genom gapet så ger den första integralen inget bidrag men däremot den andra. Den sista termen är mycet vitig. Den ser till att våglösningar är möjliga i vauum. Fortsridande plan våg ( ) = sin t är en plan våg som rör sig i -ritningen. Varför allas den en plan våg? har samma värde i ett plan vinelrätt mot fortsridningsritningen Hur stor är våglängden? n sinusfuntion har ju perioden π. [ ( ) ] [ ( ) ] + λ t = t + π λ = π dvs. λ = π ; = π λ Hur stor är hastigheten? [ ] ( ) ( )= ( ) [ ] = sin t sin t = sin vt besriver en våg som rör sig i -ritningen med hastighet v. v = allas fashastigheten.

3 Om vi sicar i väg en puls i stället för en plan våg så ommer den att färdas med grupphastigheten: v g = allas grupphastigheten. I vauum är dessa båda hastigheter lia men i material är de i allmänhet olia. Vi sa se att de an vara mycet olia. Mer allmänt: ( ) = sin r t besriver en plan våg som rör sig i s ritning. allas vågvetor = = vågtalet = π/λ. Kan vi ha en plan eletromagnetis våg i vauum? Vi undersöer om en sådan uppfyller Mawells evationer. Vi ansätter r (, t)= sin r t ( ) Vi antar att den är transversell, d.v.s., att. För att förenla framställningen väljer vi oordinatsystem så att pear i s ritning och y i s. r, ( t)= sin( t) yˆ

4 Mawells evationer D d= Q; dl= d d= ; H dl= J + D d d t Mawells evationer i vauum d= : 1; dl= d : d= : 3; dl = ε µ : 4 d Kan vi ha en longitudinell plan eletris våg, d.v.s., en våg där //? För detta rävs att det finns laddningar, vilet det inte gör i vauum! Om vi använder den första evationen på en cylinder med ändlig längd och ael parallell med fortsridningsritningen så inser vi det. Det är alltså omöjligt i vauum men inte i material. Uppfyller M:s vår ansats? 1 : Inga fältlinjer börjar eller slutar någonstans, så den uppfylls.

5 : y 3 4 1 y + y y + dl = d Alltså måste fältet åtföljas av ett -fält! ( ) + ( ) + VL = d = y + y y y y ( + ) y ( ) = y y y HL = y + y + d ddy = ( ˆ ) y ddy ddy y + dy + d t y = ddy y VL HL ddy = y = ddy y =

6 = cos ( t ) t = sin( t)+ onstant sätts = Alltså måste det med det ansatta fältet följa ett -fält: = sin( t) ˆ = sin ( t) ; = ˆ y : 3 d= uppfylls då transversell. Inga fältlinjer börjar eller slutar någonstans.

7 : 4 dl = ε µ d y 1 4 3 + + ( ) + VL = d = ( ) + + ( + ) ( ) = dd + + HL = d ddy = ε µ ε µ ( ˆ ) y dd + d + d y ε µ ddy dd = ε µ VL HL dd = = ε y dd µ = ε µ y Alltså har vi att

8 cos( t)= ε µ ( ) cos t ( ) 1 = ε µ 1 fashastigheten = = c =. 9979 1 8 ms ljushastigheten i vauum ε µ ammanfattning för plan våg i vauum: ˆ, ˆ, ˆ bildar högersystem = = c 1 = = c ε µ = c fashastigheten = = c grupphastigheten = = c man an ej ha longitudinell plan våg i vauum Dispersionsurvan för plan våg i vauum