Задача
В заданный момент времени
в некоторой области пространства имеется электромагнитное возмущение. Не поддерживаемое внешними источниками, оно будет затухать со временем. Найти условия, определяющие декремент этого затухания.
Решение. Разложим начальное возмущение в интеграл Фурье по координатам и рассмотрим какую-либо компоненту с волновым вектором к (вещественный вектор!). Ее дальнейшая зависимость от времени дается (при достаточно большом t) множителем
с комплексной частотой
которую надо определить; декремент затухания есть
.
Из уравнений
имеем, исключив H,
Выберем направление k в качестве оси х. Для продольной части возмущения имеем отсюда
а потому и
С другой стороны, связь между
дается интегральным оператором
Поскольку в данном случае
при
(чем выражается отсутствие источников поля при
то
Отсюда видно, что при больших t зависимость
от времени определяется в основном временной зависимостью функции
Для монохроматического поля имеем из (3):
и, обратно,
Для оценки этого интеграла при больших значениях t смещаем путь интегрирования в нижнюю полуплоскость
где подынтегральное выражение быстро убывает. При этом надо обходить все особые точки функции
(со), т. е. нули функции
и ее точки ветвления. В результате интеграл будет в основном пропооционален где
ближайшая к вещественной оси из указанных особых точек. Этим и решается поставленный вопрос для продольной части возмущения.
Для поперечных компонент имеем из (1)
Аналогичное исследование приводит к заключению, что искомая частота
является в данном случае ближайшим к вещественной оси нулем или точкой ветвления функции