Зоналары

Алдынғы лекцияның (10), (12) және (13) формуларында вибратордың магнит, электр өрістері көрсетілген. Бұл формуларының квадрат

жақшаларында көбейтінділері бар, сол себептен, егер

kr ›› 1- алыс зона деп атасақ онда бұл шамалар нөлге ұмтылады.

Егер kr ‹‹ 1- жақын зона деп атасақ онда (10) және (13) формулада шамасымен басқа көбейтінділермен салыстырғанда елемеуге болады. Ал (12) формуласында

()² шамасымен қоштасуға болады. Егер kr1 онда үш формула толық іске асады- бұл аралық зона болып саналады.

Алыс (толқындық) зонаны қарастырайық.

немесе kr ›› 1 бәрі бірдей (12) формула жақша нөлге тең блса, онда

E_r құрамасы E_θ құрамасынан әлдеқайда аз болады. Сол себептен екі өріс қалады H_φm және E_θm бұл өрістер бір біріне перпендикуляр.

(14)

(15)

Екі өріс синфазды өзгереді – бірге өседі, бірге құлайды.

Пойтинг комплекс векторы нақты сан:

П = (16)

Электрмагнит энергиясының максимал таралу бағыты, ал және

бағыттарында энергия таралмайды мүлде.

Толқынның маңызды параметры болып толқындықсипаттама кедергісі боп саналады:

(17)

Алыс зонасында электрмагнит толқындары құрылады.

Вакуумда Z_c = Z_c^o = Ом

Сурет 3

Жақын зона

Бұл зонада , ал бірақта ЭЭВ өрістерінің формулаларын қорытып шығарғанда біз деп қалағамыз. Сол себептен (12) формулада

шамасымен және (13) формулада және шамаларымен (10) формулада шамасымен санаспаймыз өте аз деп.

(18)

(19)

(20)

(20) шы теңдеуін қарастырайық. Егер , онда .

Лездік магнит кернеулігіне:

H = φ₀ (21)

Осы формуланы Био- Савар формуласымен салыстырсақ:

H_m = φ₀ (22)

Егер тұрақты тоқ орнына айнымалы тоқ күшін қойсақ онда (21) формула шығады.

Вибратордың қосынды заряды әр уақытта нөлге тең, зарядтары оның ұшындағы бір біріне қарама қарсы. Зарядтар сақталу заңы .

Зарядтың өзгеру заны , ал онда (18), (19) формулаларында деп алсақ:

(23)

(24)

Сонымен жақын зонада ЭЭВ дың электр өрісі электростатикалық диполь моментімен сәйкес p = z₀ q. Жақын зонада электр және магнит өрістері

(18), (19), (20) формуларымен анықталады. Фазалары 90^o жылжыған. Сол себептен комплексті Пойтинг векторы толық жалған сан болып шығады ол

жақын зонада толқын таратылмайды деген сөз толқын жоқ – тумайды.

Ал өрістері өте күшті.

Аралық зона

Аралық зона – ол өтпелі зона жақын зонадан алыс зонаға дейін (10), (12) және (13) формулаларда еш нәрсе қысқартылмайды теңдеулер толық жазылады. Сәулеленетін электр өрісінің күш сызықтары тұйық болу керек себебі бұл өріс құйынды және өрісінің шамасы бағаты уақытқа тәуелді. Бұл өрістердің меридиан жазықтығындағы структурасы бір тоқтатылған уақыт мезгілінде 4 суретте көрсетілген.

Магнит өрісінің күш сызықтары вибратор өсіне перпендикуляр жазықтығында () орналасқан 5 сурет. Мейлің t = t_o уақытында тоқ вибраторда жоқ делік. Оң заряд жоғарыда тұр делік, ал теріс заряд төменде болсын. Күш сызықтары жоғарыдан басталады төменде бітеді.

4 сурет 5 сурет

t_o < t < t_o + интервалда зарядтардың абсолюттік шамалары азаяды, ал тоқтың шамасы өседі. Тоқ жоғары ұшынан төменгі ұшына ағады. Құрық лақтыру басталады – күш сызықтары тұйықталып жекешеленеді 6б суреті.

t_o + моментінде тоқ максимал, ал заряд минимал «құрық тастау» бітті

6 сурет

Жарты периодтан соң тоқ тағыда нөлге тең, ал заряд шамасы максимал. Оң заряд енді төменде, ал теріс заряды жоғарғы ұшында. Күш сызықтарының бағыттары төменнен басталады.

№ 9 Лекция

Жазықтық толқындар

Біртекті изотропты ортадағы жазықтық толқындар

1. Сфералық толқындардан жазықтық толқындарға көшу

Қарапайым электр вибраторы біртекті изотропты ортада құрған электрмагниттік өрісін алыс зонасында қарастырайық.

Декарт координат жүйесін еңгізейік (x,y,z) Z – өсі r₀ радиус- вектор бойымен жүргізілген. Радиус- вектор вибратор ортасынан Q дан О нүктесіне координат басына жүргізілген. V көлем ішінде E_m және H_m амплитудалары өзгермейді және фаза текқана z координат бойымен өзгереді және . Егер (14) формулада лекция 8 деп алсақ, онда (14) формула былай жазылады:

, (1)

1 сурет

E_m және H_m бір – біріне перпендикуляр және олардың бағыттары вибратордың ориентациясына байланысты. Негізінде бұл векторлар x және y құрамаларын алуы мүмкін:

; (2)

Тең фаза жазықтығы (ТФЖ) Z өсіне перпендикуляр. Толқындар ТФЖ тегі бір – біріне параллель жазықтықтар құратын болса, онда бұл толқындар жазықтық толқындар болып есептеледі.

E_o векторының құрамалары арасында фазалық ығысу мүмкін.

2. Біртекті изотропты ортадағы жазықтық толқындардың

Дата добавления: 2014-01-07