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

27267. Економічні потреби та їх класифікація. Закон зростання потреб 27.11 KB
  Економічні потреби та їх класифікація. Закон зростання потреб. Кінцевою метою виробництва є задоволення різноманітних потреб людини як особистості споживача і виробника. Виробництво яке працює не з метою задоволення потреб людини чи суспільства тобто заради власне виробництва є безглуздою витратою обмежених ресурсів землі корисних копалин довкілля економічних благ і робочої сили.
27268. Економіка як специфічна сфера людської діяльності та об’єкт наукового пізнання. Основні напрямки розвитку теоретичної економічної науки 20.58 KB
  До духовної сфери діяльності відноситься мистецтво сфера послуг і наука. У Віктора Гюго є таке висловлювання: Наука безперервно рухається вперед перекреслюючи саму себе. Наука є складовою частиною духовної культури людства.Отже наука виступає як: специфічна форма суспільної свідомості основою якої є система знань; процес пізнання закономірностей об'єктивного світу; певний вид суспільного розподілу праці; процес виробництва знань і їх використання.
27269. Предмет і функції політичної економії. Роль теоретичної і економічної науки у формуванні сучасного економічного мислення 20.56 KB
  Роль теоретичної і економічної науки у формуванні сучасного економічного мислення. Мислення це психологічний процес із відкриттям нового знання вирішення проблеми на основі переробки отриманої інформації. Мислення є найбільш загальною і опосередкованою формою психологічного відображення що встановлює звязок між пізнаваними обєктами. Економічне мислення складова мислення людини взагалі.
27270. Головні методологічні підходи до вивчення економічних явищ і процесів. Загальнонаукові та специфічні методи досліджень економічної дійсності 25.05 KB
  Як метод науки воно означає сукупність або систему прийомів та операцій які застосовуються економістами для збору систематизації та аналізу економічних фактів явищ і процесів. Під індукцією розуміємо виведення принципів законів э аналізу фактів. Метод індукції означає хід думок від аналізу фактів до теорії від часткового до загального. Важливим засобом пізнання економічних процесів і явищ є використання методів аналізу і синтезу.
27271. Закони, принципи і категорії політичної економіки. Етапи пізнання економічної діяльності. Позитивна і нормативна економіка 18.25 KB
  Кожна наука у процесі пізнання об'єктивної реальності займається систематизацією фактів подій процесів щоб виявити певні причини і наслідкові зв'язки між ними та відкрити і сформулювати економічні категорії закони і принципи. Економічні закони відображають внутрішні найсуттєвіші стабільні такі що постійно повторюються причиннонаслідкові взаємозв'язки і взаємозалежності між економічними процесами і явищами. Вони як і закони природи мають об'єктивний характер і виражають причиннопослідовний зв'язок між компонентами явища що...
27272. Процес праці та його основні елементи.Виробництво і праця.Суспільний характер виробництва 19.77 KB
  Процес праці та його основні елементи. Завдяки праці накопичено потенціал продуктивних сил суспільні багатства сформовано сучасну цивілізацію. Прогрес людства неможливий без праці. Отже технічний прояв праці у виробництві відображає її зміст під яким розуміється сукупність трудових функцій працівників.
27273. Економічні ресурси та їх класифікація.Фактори виробництва 17.54 KB
  Обмеженість ресурсів. У певній країні або у масштабі планети обсяги економічних ресурсів природно обмежені.Про обмеженість людських ресурсів у межах планети говорити недоцільно оскільки у світі налічується до 800 млн. Отже обмеженість людських ресурсів і засобів виробництва зумовлена сутністю природою економічної системи.
27274. Економічна система, її структурні елементи та цілі. Типи і еволюція економічних систем 25.31 KB
  їх зміст виявляється у взаємодії людини і природи яка здійснюється у процесі праці виробництва матеріальних і нематеріальних або економічних благ. У такій взаємодії суб'єктом є трудовий колектив сукупний працівник людство а об'єктом природа. Продуктивні сили фактори які забезпечують перетворення речовини природи відповідно до потреб людей створюють матеріальні й духовні блага визначають зростання продуктивності суспільної праці завдяки своєму рівню та характеру порізному впливають на еволюцію певних типів форм власності. Вона...
27275. Власність та її місце в економічній системі. Система відносин власності 88.24 KB
  Система відносин власності. Місце власності в економічній системі Спочатку власність розглядалась як відношення людини до речі тобто як фізична наявність цієї речі у людини і можливість її використання. Це стосується і власності. Інакше кажучи соціальноекономічна сутність власності розкривається і реалізується не в системі зв'язків людина річ а в площині взаємодії людина людина з приводу привласнення об'єктів власності.