Выпуски

 / 

2010

 / 

Июнь

  

Методические заметки


О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине


Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, ул. Астраханская 83, Саратов, 410071, Российская Федерация

Получены общие нестационарные балансные уравнения для плотностей энергии и импульса системы поле — вещество (СПВ), основанные на строгом нестационарном определении этих плотностей, в зависимости от предыстории процесса создания поля, а также определены скорости их переноса. Конкретное рассмотрение проведено для простейшего закона дисперсии, определяемого связанной с проводимостью диссипацией. В рамках этого рассмотрения найдены плотность электромагнитной энергии в плоской монохроматической волне и скорости: фазовая, групповая, а также скорости переноса энергии и импульса. Показано, что плотность энергии на низких частотах в этом случае имеет вид электростатической плотности с заменой диэлектрической проницаемости её реальной частью, а скорость переноса энергии в плоской монохроматической волне равна фазовой скорости. Групповая скорость может превышать скорость света. Доказана необходимость использования формы Минковского для плотности импульса в среде и определена скорость его переноса, которая в рассмотренном случае совпадает с фазовой скоростью. Продемонстрировано выполнение законов сохранения энергии и импульса в плоской электромагнитной волне в среде и при дифракции на проводящей пластине.

Текст pdf (624 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0180.201006e.0623
PACS: 03.50.De, 41.20.Jb, 42.25.Fx (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0180.201006e.0623
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2010/6/e/
Цитата: Давидович М В "О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине" УФН 180 623–638 (2010)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Davidovich M V “On energy and momentum conservation laws for an electromagnetic field in a medium or at diffraction on a conducting platePhys. Usp. 53 595–609 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201006e.0623

Список литературы (58) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (10) Похожие статьи (20)

  1. Minkowski H Gött. Nachr. 53 11 (1908)
  2. Abraham M Palermo Rend. 28 1 (1909)
  3. Гинзбург В Л УФН 110 309 (1973); Ginzburg V L Sov. Phys. Usp. 16 434 (1973)
  4. Скобельцын Д В УФН 110 253 (1973); Skobel'tsyn D V Sov. Phys. Usp. 16 381 (1973)
  5. Гинзбург В Л, Угаров В А УФН 118 175 (1976); Ginzburg V L, Ugarov V A Sov. Phys. Usp. 19 94 (1976)
  6. Brevik I Mat. Phys. Medd. Dan. Vid. Selsc. 37 (13) 1 (1970)
  7. de Groot S R, Suttorp L G Physica 39 84 (1968)
  8. de Groot S R, Suttorp L G Foundations of Electrodynamics (Amsterdam: North-Holland, 1972); де Гроот С Р, Сатторп Л Г Электродинамика (М.: Наука, 1982)
  9. Скобельцын Д В УФН 122 295 (1977); Skobel'tsyn D V Sov. Phys. Usp. 20 528 (1977)
  10. Гинзбург В Л УФН 122 325 (1977); Ginzburg V L Sov. Phys. Usp. 20 546 (1977)
  11. Leonhardt U Nature 444 823 (2006)
  12. Pfeifer R N C et al. Rev. Mod. Phys. 79 1197 (2007)
  13. Obukhov Y N Ann. Physik 17 830 (2008)
  14. Давидович М В УФН 179 443 (2009); Davidovich M V Phys. Usp. 52 415 (2009)
  15. Ахиезер А И, Ахиезер И А Электромагнетизм и электромагнитные волны (М.: Высшая школа, 1985)
  16. Давидович М В Письма в ЖТФ 32 (22) 53 (2006); Davidovich M V Tech. Phys. Lett. 32 982 (2006)
  17. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Наука, 1982); Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
  18. Виноградов А П УФН 172 363 (2002); Vinogradov A P Phys. Usp. 45 331 (2002)
  19. Feynman R P, Leighton R B, Sands M The Feynman Lectures on Physics Vol. 2 (Reading, Mass.: Addison-Wesley Publ. Co., 1964); Фейнман Р, Лейтон Р, Сэндс М Фейнмановские лекции по физике Т. 6 (М.: Мир, 1966)
  20. Hietler W The Quantum Theory of Radiation 3rd ed. (Oxford: Clarendon Press, 1954); Гейтлер В Квантовая теория излучения (М.: ИЛ, 1956)
  21. Umov N F Beweg-Gleich. Energie contin. Kopern. Z. Math. Phys. Slomilch 1 9 (1874)
  22. Окунь Л Б УФН 158 511 (1989); Okun' L B Sov. Phys. Usp. 32 629 (1989)
  23. Окунь Л Б УФН 170 1366 (2000); Okun' L B Phys. Usp. 43 1270 (2000)
  24. Котельников И А ЖТФ 74 (9) 91 (2004); Kotel'nikov I A Tech. Phys. 49 1196 (2004)
  25. Ordal M A et al. Appl. Opt. 22 1099 (1983)
  26. Марков Г Т, Чаплин А Ф Возбуждение электромагнитных волн 2-е изд. (М.: Радио и связь, 1983)
  27. Зильберглейт А С, Копилевич Ю И ЖТФ 50 241 (1980); Zilbergleit A S, Kopilevich Iu I Sov. Phys. Tech. Phys. 25 147 (1980)
  28. Зильберглейт А С, Копилевич Ю И ЖТФ 50 449 (1980); Zilbergleit A S, Kopilevich Iu I Sov. Phys. Tech. Phys. 25 273 (1980)
  29. Гуреев А В ЖТФ 61 (11) 23 (1990); Gureev A V Sov. Phys. Tech. Phys. 35 1244 (1990)
  30. Силин Р А Периодические волноводы (М.: Фазис, 2002)
  31. Мандельштам Л И Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике (М.: Наука, 1972)
  32. Bhatnagar P L Nonlinear Waves in One-Dimensional Systems (Oxford: Clarendon Press, 1979); Бхатнагар П Нелинейные волны в одномерных дисперсных системах (М.: Мир, 1983)
  33. Гинзбург В Л Распространение электромагнитных волн в плазме (М.: Физматгиз, 1960); Ginzburg V L Propagation of Electromagnetic Waves in Plasma (New York: Gordon and Breach, 1962)
  34. Вайнштейн Л А Электромагнитные волны 2-е изд. (М.: Радио и связь, 1988)
  35. Гольдштейн Л Д, Зернов Н В Электромагнитные поля и волны (М.: Советское радио, 1971)
  36. Виноградова М Б, Руденко О В, Сухоруков А П Теория волн (М.: Наука, 1979)
  37. Вайнштейн Л А УФН 118 339 (1976); Vainshtein L A Sov. Phys. Usp. 19 189 (1976)
  38. Вайнштейн Л А, Вакман Д Е Разделение частот в теории колебаний и волн (М.: Наука, 1983)
  39. Stratton J A Electromagnetic Theory (New York: McGraw-Hill, 1941); Стрэттон Д А Теория электромагнетизма (М.: Гостехиздат, 1948)
  40. Schulz-DuBois E O Proc. IEEE 57 1748 (1969)
  41. Островский Л А, Потапов А И Введение в теорию модулированных волн (М.: Физматлит, 2003)
  42. Полевой В Г, Рытов С М УФН 125 549 (1978); Polevoi V G, Rytov S M Sov. Phys. Usp. 21 630 (1978)
  43. Рытов С М ЖЭТФ 17 930 (1947)
  44. Lighthill M J J. Inst. Math. Appl. 1 1 (1965)
  45. Biot M A Phys. Rev. 105 1129 (1957)
  46. Olver F W G Introduction to Asymptotics and Special Functions (New York: Academic Press, 1974); Олвер Ф Введение в асимптотические методы и специальные функции (М.: Наука, 1978)
  47. Mayergoyz I D IEEE Trans. Magn. 29 1301 (1993)
  48. Савин М Г Проблема калибровки Лоренца в анизотропных средах (М.: Наука, 1979)
  49. Hinds E A, Barnett S M Phys. Rev. Lett. 102 050403 (2009)
  50. Marklund M J. Phys. A Math. Gen. 38 4265 (2005)
  51. Garrison J C, Chiao R Y Phys. Rev. A 70 053826 (2004)
  52. Leonhardt U Phys. Rev. A 73 032108 (2006)
  53. Brevik I Mat. Phys. Medd. Dan. Vid. Selsc. 37 (11) 1 (1970)
  54. Brevik I Mat. Phys. Medd. Dan. Vid. Selsc. 37 (13) 1 (1970)
  55. Грибов В Н Квантовая электродинамика (М. - Ижевск: РХД, 2001)
  56. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Теория поля (М.: Наука, 1973) с. 107; Landau L D, Lifshitz E M The Classical Theory of Fields (Oxford: Pergamon Press, 1975)
  57. Веселаго В Г УФН 179 689 (2009); Veselago V G Phys. Usp. 52 649 (2009)
  58. Веселаго В Г УФН 180 331 (2010); Veselago V G Phys. Usp. 53 317 (2010)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение