Виды плоских волн

Подвергнем рассмотрению две плоские электромагнитные волны частного вида, которые обладают следующим видом комплексных амплитуд электрических векторов:

Соответствующие мгновенные значения запишутся как

Из предоставленных формул надлежит, что поле E₂ повернуто сравнительно поля E₁ в пространство на угол 90°, а так же кроме этого, отстает по времени на четверть периода.

Для определенности допустим z=0 и разберем векторную сумму этих двух колебаний

Вполне несомненно, что

причём с исходом времени будет поворачиваться результирующий вектор, как показано на изображении выше (Векторное сложение двух линейно поляризованных волн).

Если же теперь в представившийся нам момент анализировать различные положения в процессе распространения обеих волн результирующего вектора, то посильно уразуметь, что в пространстве конец вектора будет описывать винтовую линию как это показано на изображении (электромагнитная волна с круговой поляризацией). Как мы понимаем, что полностью схожим будет характер изменения в пространстве результирующего вектора .

Рассмотренный нами данный тип волны, называется плоской электромагнитной волной с круговой вращающейся поляризацией.

Когда с конца оси z вращение вектора наблюдается против часовой стрелки, а так же волны с левым вращением – так различают волны с вращением вправо. При неравенстве амплитуд составляющих или же в невыполнении условий как временной, так и пространственной квадратур в общем случае получается эллиптическая поляризация плоской электромагнитной волны.

В определении эллиптичной степени данной волны анализируют сечение воображаемой цилиндрической области, по боковой поверхности которой скользит вектор , изображение ниже даёт наглядно представить это

затем вводят коэффициент эллиптичности волны как отношение большой оси эллипса к малой:

Наиболее общим случаем плоской электромагнитной волны, является волна с вращающейся эллиптической поляризацией, такой случай включает в себя волну с линейной поляризацией и волну с круговой поляризацией .

Плоские волны, распространяющиеся в произвольном направлении

Далее поговорим и рассмотрим для последующего важный случай, когда плоская электромагнитная волна исходит вдоль некоторой произвольной оси z, не совпадающей с осью z

Сравнительно новой оси имеем соотношение пропорциональности:

В данном случае волновые фронты представляют собой бесконечные плоскости, удовлетворяющие уравнению вида

Следовательно, требуется выразить величину через исходные координаты х, у, z. С этой целью отметим, что это проекция любого радиуса-вектора r, проведенного из начала координат так, что конец его лежит на волновом фронте (смотрим изображение выше).