AllPhysics.ru

ОБРАТИМОСТЬ в электродинамике. Максвелла уравнения совместно с уравнениями движения частиц в электромагнитных полях инвариантны по отношению к операции временной инверсии:

E(r, t)®E(r, -t), H(r, -t)®-H(r, -t), (1)

где E и Н—напряжённости электрич. и магн. полей в точке r в момент времени t при одноврем. замене движения всех ч-ц на обратное. В электродинамике макроскопич. сред (в т. ч. и неоднородных, поглощающих или усиливающих) это приводит к симметрии функции Грина G_ik(r₁, r₂, t), описывающей амплитуду i-й компоненты поля в точке r₁ при его возбуждении k-й компонентой диполя

в точке r₂ при времени запаздывания т (см. Взаимности принцип):

G_ik(r₁, r₂, t)= G_ki(r₂,r₁, t). (2)

Если распространение эл.-магн. поля от точки 1 к точке 2 может быть описано в приближении геометрической оптики, то отсюда следует закон обратимости хода световых лучей в произвольной оптич. системе (см. Обратимости теорема).

Наличие внешнего пост. магн. поля Н₀ приводит к Фарадея эффекту, в этом случае из инвариантности следует соотношение: G_ik (r1,r₂,t, H₀)=G_ki (r₂, r₁, t, -H₀). (3)

На основе сред, помещённых в магн. поле Н, изготавливаются н е в з а и м н ы е у с т р о й с т в а, широко используемые в оптике и СВЧ электронике. Т. к. в оптич. диапазоне длин волн эффект Фарадея относительно слаб, то обычно он влияет не на геометрию хода лучей, а лишь на состояние поляризации, фазу и амплитуду волны, пропущенной оптич. системой.

Симметрия по отношению к обращению времени накладывает также ряд ограничений на возможные оптич. эффекты во внеш. полях. Напр., аналог эффекта Фарадея во внеш. постоянном электрич. поле оказывается возможным лишь в проводящей среде. В отсутствии поглощения и усиления обратимость по времени ур-ний электродинамики приводит к тому, что всякому решению для монохроматич. веществ. поля E₁^вещ(r, t)=Re [E₁(r)exp( -wt)] с комплексной амплитудой E₁(-r₁) отвечает «обращённое» решение:

Е₂^вещ(r, t)=Re[Е₂(r)ехр(-wt)],

где E₂(r)=.E*₁ (r) (см. Обращённый волновой фронт).

• Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959 (Теоретическая физика); Баранова Н. Б., Б о г д а н о в Ю. В., 3 е л ь д о в и ч Б. Я., Новые электрооптические и магнитооптические эффекты в жидкости. «УФН», 1977, т. 123, № 2.

Б. Я. Зельдович.

Спонсор статьи: Калабрия - одна из самых живописных местностей Италии. Калабрия недвижимость будет хорошим вложением средств, а также местом для отдыха.