22650

Випромінення електромагнітних хвиль. Електричне дипольне випромінення

Доклад

Физика

З останньої формули випливає що найбільша енергія випромінюється в площині перпендикулярній до напрямку коливань диполя . У напрямку коливань диполя електричні хвилі не випромін. Інтенсивність випромінювання пропорційна частоті коливань диполя в четвертому степені і квадрату амплітуди коливань.

Украинкский

2013-08-04

156 KB

10 чел.

22. Випромінення електромагнітних хвиль. Електричне дипольне випромінення.

Електромагнітне поле, випромінене довільною системою дають можливість знайти співвідношення: (для простоти розглянемо випромінювання електромагнітних хвиль у вакуумі: , , )

Розв’язки рівняння Даламбера:

;

;

Розподіл зарядів і струмів відомий ( і ).

Вважатимемо, що точка спостереження міститься на великих віддалях порівняно з розмірами системи:

,  - напрямлений від системи в точку спостереження. , то в знаменниках виразів для  та  можна покласти . Зробити це для аргументів функцій  та  ми можемо лише коли  та  повільно змінюється з часом.

             (1)

Будемо враховувати члени з найменшими степенями . Тому при обчисленні векторних операцій над  та  на великих віддалях функцію  можна вважати сталою. Дістанемо критерій цього, отримавши градієнт від

 

Якщо густина заряду коливається з часом з частотою , то ; , другим доданком можна знехтувати, якщо  або  ( - довжина електромагнітної хвилі). Область простору, що задовольняє цю умову, називається хвильовою зоною випромінювача. Вважаємо, що умова виконується

            

Співвідношення описують магнітне і електричне поля випромінювача. З цих формул випливає, що ,  і напрям поширення електромагнітних хвиль  взаємно перпендикулярні. Значення напруженостей електричного і магнітного полів спадають із збільшенням віддалі за законом .

Припустимо, що густина струму в системі періодично змінюється:

, якщо , то  можна розкласти за степенями ; , l – характерний розмір системи. Нехай це виконується, тоді обмежившись двома членами розкладу у формулі, дістанемо

Перший член цього розкладу визначає електричне дипольне випромінювання.

   

Розглянемо диполь, величина якого залежить від часу, а напрям залишається незмінним.

        

Поля напрямлені:  - по паралелях,  - по меридіанах.  - максимальне значення полів на екваторіальній площині ССК, мінімальне  - у напрямі полюсів .

Знайдемо енергію, випромінену диполем. Потік енергії через одиничну площадку, перпендикулярну до , визначається вектором Умова-Пойтінга: .

Енергія в одиницю тілесного кута: .  визначає інтенсивність випромінювання в одиницю тілесного кута. З останньої формули випливає, що найбільша енергія випромінюється в площині перпендикулярній до напрямку коливань диполя . У напрямку коливань диполя  електричні хвилі не випромін.

Повна енергія, що випромінюється диполем за одиницю часу:

;

Нехай дипольний момент створюється системою точкових зарядів, що рухаються.

Коли існує лише один заряд:

Звідси випливає наступне. Заряди випромінюють енергію лише в тому випадку, коли вони рухаються з прискоренням.

Нехай , тоді . Середнє за період значення: .

Інтенсивність випромінювання пропорційна частоті коливань диполя в четвертому степені і квадрату амплітуди коливань. Струми, що повільно змінюються з часом, майже не випромінюють електромагнітні хвилі.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37832. Решение систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса с выбором главного элемента 207.5 KB
  Метод Гаусса К необходимости решения систем линейных алгебраических уравнений СЛАУ приводят многие прикладные задачи физики радиофизики электроники других областей науки и техники. Из прямых методов популярным у вычислителей является метод Гаусса исключения переменных с выбором главного максимального по модулю элемента в столбце.1 Процесс ее решения методом Гаусса делится на два этапа называемых соответственно прямым и обратным ходом.
37836. РЕШЕНИЕ СИСТЕМ НЕЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ МЕТОДОМ НЬЮТОНА 247 KB
  Метод Ньютона Многие прикладные задачи радиофизики и электроники требуют решения систем нелинейных алгебраических уравнений СНАУ или в векторной форме 2. Для численного решения таких систем используются итерационные методы. Построение k1го приближения в этой схеме осуществляется посредством решения линейной системы 2.3 при этом вектор поправки находится путем решения системы линейных алгебраических уравнений 2.
37837. Педагогические способности учителя 132 KB
  Способности - индивидуально-психологические особенности человека, проявляющиеся в деятельности и являющиеся условием успешности ее выполнения. От способностей зависит скорость, глубина, легкость и прочность процесса овладения знаниями, умениями и навыками, но сами они к ним не сводятся.