40889

Рівняння Максвела для Т, ТЕ, ТМ хвиль

Лекция

Физика

Т хвиля розповсюджується зі швидкістю світла . хвиля розповсюджується в напрямку – хвиля існує там де є розв’язок рівняння Лапласа електрика. Тому якщо існує електростатичне поле то може існувати і Т – хвиля.

Русский

2013-10-22

388 KB

1 чел.

Лекція 5

Рівняння Максвела для Т, ТЕ, ТМ хвиль.

Для однорідного ізотропного середовища в декартовій СК: .

Т - хвиля розповсюджується зі швидкістю світла, . Для неї . Підставимо в рівняння Максвела: ;

оскільки , таким чином для Т – хвилі:  - рівняння Лапласа. Для ТЕ та ТМ: ,  (хвиля розповсюджується в напрямку ). .

Маємо  - для ТЕ, ТМ.

Ми отримали систему рівнянь Максвела:

.

Т – хвиля існує там, де є розв’язок рівняння Лапласа (електрика). Ми знаємо, що рівнянням Лапласа описується електростатичне поле, наприклад у конденсаторі. Тому якщо існує електростатичне поле, то може існувати і Т – хвиля. Таким чином вона може існувати у конденсаторі, коаксіальному кабелі.

Оскільки одне рівняння і однакові граничні умови для електростатичного поля і Т – хвиля, то їх силові лінії співпадають.

Для того, щоб розв’язати задачу про хвилю, треба знайти:

  1.  Картину полів;
  2.  Сталу розповсюдження (швидкість);

Знайдемо ЕМ – поля між ║ пластинами:

Тут може існувати Т – хвиля, бо існує розв’язок рівняння Лапласа для конденсатора. Картина полів зображена на малюнку, таким чином ми розв’язали задачу без викладок. А чи може у цій системі розповсюджуватися Е чи Н хвиля? Для того щоб відповісти на це запитання, необхідно розв’язати задачу (розрахувати картину полів і знайти ):

, будемо вважати, що . Ми отримали задачу Коші: . Її розв’язок . ; .

. . Де - довжина хвилі у хвилі у хвилеводі.

Очевидно, що при ; тобто існує деяка критична довжина хвилі - така, що при хвиля не буде розповсюджуватися у хвилеводі: при : - уявне, тобто присутнє затухання.

; нижня .

Таким чином у хвилевід зайде Т – хвиля з будь-яким  і Е – хвиля лише з . Можна отримати, що . Якщо зменшувати , то  збільшується. Також змінюється  при зміні . Існує критична частота, коли , тоді хвиля не розповсюджується. - довжина Т – хвилі у вільному просторі , ;

Таким чином, в результаті розв’язку рівняння Максвела ми знайшли лише одну компоненту хвилі . Однак для побудови картини необхідно знайти всі інші компоненти  (у ТЕ та ТМ хвиль може бути не більше п’яти компонент). Скористаємося рівняннями Максвела: будемо виходити з .

Аналогічно для , таким чином, для неоднорідної хвилі ми отримали повний розв’язок: . Розглянемо пари: . В нашій Е – хвилі обов’язково , тоді з системи легко отримати інші компоненти:. Таким чином маємо картину полів ТМ (Е – хвилі). Для ТЕ – хвилі – аналогічно.

y

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

+

-

-


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6873. Правовые основы инвестиционного процесса. Особенности правового регулирования иностранных инвестиций 35.5 KB
  Правовые основы инвестиционного процесса. Особенности правового регулирования иностранных инвестиций. Правовая основа: Закон об иностранных инвестициях. Сущность правоотношений в сфере иностранных инвестиций состоит в создании правовых усло...
6874. Дослідження символьних типів 107 KB
  Дослідження символьних типів Теоретичні відомості Змінні символьного типу забезпечують зберігання символів, які можуть бути відображені на відображаючих та друкуючих пристроях. Фактично, такі змінні містять коди символів. У мові Pascal використовуют...
6875. Дослідження залежності опору металів і напівпровідників від температури 320.5 KB
  Дослідження залежності опору металів і напівпровідників від температури Мета роботи: порівняння закономірностей температурної залежності електропровідності металів і напівпровідників визначення температурного коефіцієнта опору металів визначення ш...
6876. Створення геоприв’язаної карти 3.87 MB
  Створення геоприв'язаної карти Однією з базових задач в роботі із супутниковими знімками, є прив'язка їх до існуючої карти, чи створення нової карти на основі супутникових зображень. В даній роботі ми розглянемо процес створення геоп...
6877. Ефект Холла. Визначення знаку носіїв струму, їх концентрації і рухливості у напівпровідниках і напівметалах за допомогою ефекту Холла 262.5 KB
  Ефект Холла Мета роботи: визначення знаку носіїв струму, їх концентрації і рухливості у напівпровідниках і напівметалах за допомогою ефекту Холла. Зміст роботи і завдання Ознайомитись із приладами, які використовуються в роботі. Виміряти...
6878. Дослідження характеристик дуги постійного струму 405 KB
  Дослідження характеристик дуги постійного струму 1 Мета роботи Метою роботи є ознайомлення з електричною дугою постійного струму, її статичними вольт-амперними і регулювальними характеристиками, умовами існування стаціонарного дугового розряду і виб...
6879. Дослідження діелектричних властивостей сегнетоелектриків 226.5 KB
  Дослідження діелектричних властивостей сегнетоелектриків Мета роботи: дослідження процесів, що відбуваються при поляризації сегнетоелектриків та визначення їх діелектричних характеристик. Зміст роботи і завдання. Ознайомитись з експериментальною у...
6880. Головне меню програми та MDI інтерфейс 74.18 KB
  Головне меню програми та MDI інтерфейс Хід роботи 1)Створив новий проект, додав 2 форми, розмістив необхідні компоненти на формах. Далі вказав головну батьківську форму...
6881. Побудова 3D-моделі рельєфа 1.21 MB
  Побудова 3D-моделі рельєфа. Одночасно відкриті в ENVI знімок та карта Використаємо створені на попередній лабораторній роботі файли карти для побудови тривимірної моделі поверхні. Для цього нам потрібна карта висот відповідної області...