2.1 Az elektromágneses mező lényegessége, alapvető törvényei és jellemző állapota
2.1.1 Az elektromágneses mező lényegessége
☻ Az elektromágneses mező kettős fizikai természetű. Ez két egymással összefüggő terület - elektromos
és mágneses
. Csak speciális esetekben lehet felosztani, de ezek csak részleges változatok lehetnek ugyanabban az elektromágneses mezőben. Az elektromágneses mező lényegessége fizikailag megmutatkozik abban az értelemben, hogy erőhatást fejt ki olyan részecskékre, amelyek elektromos töltéssel, elektromos vagy mágneses pillanatokkal rendelkeznek, továbbá energia, tömeg és lendület. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező elektromágneses mező valódi anyagként jelenik meg, és nem mint elméleti modell, amely elválik a valóságtól. Anyagban az elektromágneses mező folyamatos lehet, és nem rendelkezik diszkrét struktúrával, de lehet diszkrét kvantált állapotban is. A kvantált elektromágneses mező betartja a kvantummechanika törvényeit, míg a folyamatos klasszikus elektromágneses mező a Maxwell-egyenletek hatálya alá tartozik, és a kvantummechanika alkalmazása nem igényel. Az átmeneti frekvenciatartományban viselkedésük között gyakorlatilag nincs éles különbség ezeken a területeken. Ez az optikai frekvenciák 1012-1016 Hz. Ezen a területen az elektromágneses folyamatok mennyiségi koncepciókon alapuló klasszikusok alapján is tekinthetők.
2.1.2. Az elektromágneses mező alapvető állapota
Egy mezőt elektromágnesesnek kell tekinteni, ha a médium vagy a szabad tér adott pontján egyidejűleg két mező van - elektromos
és mágneses
. Ennek a mezőnek és annak különféle változatainak a következő állapota lehetséges:
- Változó elektromágneses mező, ha mindegyik mező
és
változóak, i. nem állandósulnak a tér minden pontján.
- Helyhez kötött elektromágneses mező, ha mindegyik mező
és
a hely minden pontján állnak.
- Helyhez kötött elektromos mező, ha a mező
a tér minden pontján álló helyzetben van, a váltakozó mágneses mező hiányában
. Ilyen körülmények között az elektromos tér elektrosztatikus.
- Helyhez kötött mágneses mező, amikor a mező
a hely minden pontján álló helyzetben van, abban az esetben, ha nincs alternatív mezőük
. Ilyen körülmények között a mágneses mező magnetostatikussá válik.
2.1.3 Az elektromágneses mező energiája
☻ Az elektromágneses mező az energia minden fázisában, beleértve azt is, amikor csak elektromos vagy csak mágneses. Az állapottól függően a mező energiasűrűségét a következő három kifejezés valamelyike határozza meg:
