Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў

Электрадынаміка суцэльных асяроддзяў — раздзел фізікі суцэльных асяроддзяў, у якім вывучаюцца электрычныя, магнітныя і аптычныя ўласцівасці суцэльнага асяроддзя. Калі серада ўяўляе сабой часткова або цалкам іонізаваны газ, то больш ужывальны тэрмін фізіка плазмы.

Электрамагнітныя характарыстыкі суцэльнага асяроддзя

Электрычныя і магнітныя ўласцівасці суцэльны асяроддзя апісваюцца тэнзарам дыэлектрычнай пранікальнасці ${ϵ}_{ij}$, тэнзарам магнітнай пранікальнасці ${\mu }_{ij}$ і тэнзарам удзельнай праводнасці ${\sigma }_{ij}$ серады, прычым усе гэтыя велічыні могуць залежаць ад каардынат і ад часу.

Для стацыянарных з'яў, тэнзары дыэлектрычнай і магнітнай пранікальнасці ўплываюць на выгляд ліній напружанасці электрычнага і магнітнага палёў у асяроддзі, а тэнзар удзельнай праводнасці - на кірунак плыні току пад дзеяннем знешніх сіл (гл. закон Ома).

Пры разглядзе нестацыянарных з'яў карысна замест ${ϵ}_{ij}(t)$, ${\mu }_{ij}(t)$ і ${\sigma }_{ij}(t)$ увесці іх фур'е-вобразы ${ϵ}_{ij}(\omega )$, ${\mu }_{ij}(\omega )$ і ${\sigma }_{ij}(\omega )$. Менавіта гэтыя характарыстыкі асяроддзя будуць «адчувацца» плоскай электрамагнітнай хваляй з частатой $\omega$, якая распаўсюджваецца ў асяроддзі.

Электра- і магнітнааптычныя з'явы

Як правіла, велічыні ${ϵ}_{ij}(t)$, ${\mu }_{ij}(t)$ і ${\sigma }_{ij}(t)$ маюць несіметрычны профіль у залежнасці ад часу. Гэта прыводзіць да таго, што іх фур'е-вобразы становяцца комплекснымі велічынямі. Фізічна гэта прыводзіць да таго, што электрамагнітная хваля, якая распаўсюджваецца ў асяроддзі, экспанентна згасае.

Усе апісаныя вышэй тэнзары могуць змяняцца пад дзеяннем знешніх электрычных і магнітных палёў, што прыводзіць да разнастайных электрааптычных і магнітааптычных эфектаў.

Напрыклад, некаторыя ізатропныя асяроддзі (ферамагнетыкі, плазма) пры накладанні вонкавага магнітнага поля паводзяць сябе анізатропна - з'яўляюцца недыяганальныя кампаненты тэнзараў магнітнай і дыэлектрычнай пранікальнасці. Пры падоўжным распаўсюдзе электрамагнітнай хвалі, калі кірунак распаўсюджвання хвалі паралельны напрамку магнітных сілавых ліній вонкавага поля, назіраецца эфект Фарадея. Ён заключаецца ў тым, што электрамагнітныя хвалі з правай і левай кругавой палярызацыяй распаўсюджваюцца ў асяроддзі з рознай хуткасцю. Як вынік, у выпадку лінейна палярызаванай хвалі, якая можа быць прадстаўлена суперпазіцыяй двух хваль з кругавой палярызацыяй процілеглага кірунку кручэння, плоскасць палярызацыі хвалі круціцца па меры распаўсюджвання ў асяроддзі.

Іншы шырока вядомы эфект, таксама звязаны з з'яўленнем недыяганальных элементаў тэнзараў, заключаецца ва ўзнікненні падвойнага праламлення прамяняў асяроддзя пры накладанні пастаяннага электрычнага поля і носіць назву эфекту Кера.

Гл. таксама

• Магнітагідрадынаміка
• Электрагідрадынаміка

Літаратура

• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Электродинамика сплошных сред