Herrn Prof. Dr. Harry Paul zu seinem 60. Geburtstag gewidmet.
- Autor(in)
- Referenz
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1 Planck, M.: Einführung in die Theoretische Optik. Verl. Hirzel, 1931, S. 17.
2 Born, M.; Ladenburg, P..: Physik. Zeitschrift XII (1911) 198.
3 Handbuch d. Physik, Bd. XX, 1928, S. 207.
4 v. Fragstein, C.: Ann. d. Phys. (6) 7 (1950) 63.
5 v. Fragstein, C.; Kessler, F. R.: Optik 66 (1983) 9.
6 v. Fragstein, C.: Abhandlungen der Braunschweigischen Wiss. Gesellschaft, 39 (1987) 25.
7 Richter, G.: Ann. Phys. (Leipzig) 29 (1937) 605.
8 D'ans, J.; Lax, E.: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Springer, 1943
- Seitenbereich
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0579 - 0593
- Zusammenfsg.
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<B>On Reflection and Transmission of Electromagnetic Waves Propagating Perpendicular to Plane Surfaces between Different Absorbing Media</B>
Born and Ladenburg already in 1911 pointed out that to describe reflection and transmission of electromagnetic waves through a plane surface between two different absorbing media in addition to the usual Poynting vectors of the running waves the so called "mixed" Poynting vector is necessary to maintain the balance of energy on the boundary plane. The flow of energy connected with this vector always points toward the region of maximal wastage of this energy and is closely related to the spatial modulation of the energy consumption within the partially standing interference pattern between the incoming and the reflected wave. In almost all substances the energy absorption is caused by the electric field whereas practically a direct contribution from the magnetic field can be neglected.
Born und Ladenburg bemerkten bereits 1911, daß bei der Reflexion und Transmission elektromagnetischer Wellen durch eine Grenzfläche zwischen zwei verschieden stark absorbierenden Medien außer den mit den laufenden Wellen verbundenen Poyntingvektoren noch ein zur Erfüllung der Energiebilanz an der Grenzfläche notwendiger, sog. „gemischter“ Poyntingvektor zu beachten ist. Die mit diesem Vektor beschriebene Energieströmung ist stets dorthin gerichtet, wo aus derselben mehr Energie absorbiert wird. Sie entsteht im Zusammenhang mit einer räumlichen Modulation des Energieverbrauchs im partiell stehenden Interferenzfeld der einlaufenden und der reflektierten Welle, wobei die Energieabsorption bei den meisten Substanzen durch das elektrische Feld erfolgt, während das Magnetfeld daran praktisch unbeteiligt ist.
But taking account of these magnetic effects we may get a better understanding of the mixed Poynting vector. To that end we add to the second of the Maxwell equations a quantity analogous to the electric current term in the first Maxwell equation. The amplitude of the "mixed" Poynting vector then turns out to depend essentially on the ratio of the energy absorption by the electric and the magnetic field. To confirm this fact we consider a medium, which shows in addition to the usual electric losses also magnetic ones of comparable magnitudes. In such materials the resultant energy consumption is distributed more similar to the spatial distribution of the fieldenergy. As a result the amplitude of the mixed Poynting vector disappears if the percentage of energy absorption by the electric and the magnetic field and their energy densities themselves are made equal to each other.
Da jedoch die Mitberücksichtigung der magnetischen Effekte zum besseren Verständnis des gemischten Poyntingvektors beitragen kann. wird im folgenden zu ihrer quantitativen Beschreibung in die zweite Maxwellsche Gleichung ein dem Stromglied in der ersten Maxwell-Gleichung analoger Zusatzterm eingeführt. Die Amplitude des „gemischten“ Poyntingvektors erweist sich dann als wesentlich abhängig vom Verhältnis der elektrischen zu den magnetischen Verlusten. Dies wird durch Betrachtung eines Mediums verdeutlicht, in welchem außer den Verlusten durch das elektrische Feld auch hiermit vergleichbare Verluste über das Magnetfeld auftreten, wobei beide Verlustarten zusammen eine an die räumliche Verteilung der Feldenergie besser angepaßte Absorption ergeben. Bei gleichen Energiedichten und Energieverlusten des elektrischen und des magnetischen Feldes verschwindet der „gemischte“ Poyntingvektor.
- Artikel-Typen
- Forschungsartikel