2.1 Матеріальність електромагнітного поля, його основні закони і характерні стану
2.1.1 Материа-льность електромагнітного поля
☻ Електромагнітне поле має подвійну фізичну природу. Це два взаємопов'язаних поля - електричне
і магнітне
. Тільки в особливих випадках їх можна розділити, але це будуть всього лише приватні варіанти того ж електромагнітного поля. Матеріальність електромагнітного поля проявляється фізично в тому, що воно виробляє силовий вплив на частинки, що володіють електричним зарядом, електричним або магнітним моментами, а так само в тому, що воно має енергію, масою і імпульсом. При таких властивостях електромагнітне поле проявляє себе як реальний вид матерії, а не як теоретична модель, відірвана від реальності. Як вид матерії, електромагнітне поле може бути суцільним і не володіти дискретної структурою, але може бути і в дискретному квантованим стані. Квантування електромагнітне поле підпорядковане законам квантової механіки, тоді як суцільне класичне електромагнітне поле підпорядковане рівнянням Максвелла, і застосування квантової механіки не вимагає. Різкого розмежування між цими полями з їхньої поведінки в перехідній області частот практично немає. Це область оптичних частот1012- 1016Гц. У цій області електромагнітні процеси можуть розглядатися як на основі класичних так на основі квантових уявлень.
2.1.2 Основні стану електромагнітного поля
Поле вважається електромагнітним, якщо в даній точці середовища або вільного простору є одночасно два поля - електричне
і магнітне
. Можливі наступні стани цього поля і його приватних варіантів:
- Змінне електромагнітне поле, коли кожне з полів
і
змінні, тобто нестаціонарні у всіх точках простору.
- Стаціонарне електромагнітне поле, коли кожне з полів
і
стаціонарні у всіх точках простору.
- Стаціонарне електричне поле, коли поле
стаціонарно у всіх точках простору при відсутності в них змінного магнітного поля
. При таких умовах електричне поле є електростатичним.
- Стаціонарне магнітне поле, коли поле
стаціонарно у всіх точках простору при відсутності в них змінного поля
. При таких умовах магнітне поле є магнитостатическое.
2.1.3 Енергія електромагнітного поля
☻ Електромагнітне поле є носієм енергії у всіх своїх станах, в тому числі, коли воно є тільки електричним або тільки магнітним. Залежно від стану щільність енергії поля визначається одним з трьох виразів:
