Материал: Презентации лекций какого-то года
Случай прямой синусоидальной электромагнитной волны.
Запишем выражения для напряженности электрического и магнитного поля прямой волны в произвольной точке при синусоидальном законе их изменения.
E / x Em sin( t ) |
H / y |
|
E m sin( t ) H m sin( t ) |
|
|||
|
|
|
|
Замена аргумента (ωt+ ) на принятый для бегущих волн аргумент (z-vt) осуществляется введением коэффициента « »:
ωt + = (z – vt).
Записанное соотношение справедливо для любого момента времени. При t=0 получаем = z. Тогда из того же соотношения можем записать:
ωt = – vt, |
откуда |
|
|
|
v
|
|
|
|
|
z |
|
/ |
Em |
|
sin (t |
z |
||
Ex/ Em |
sin( t |
z) Em |
sin (t |
) |
H y |
|
|
) |
|||||
|
v |
||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
v |
|
v |
|
|
|
|
|
|
|||
Бегущие волны записаны в обычной форме, из которой видно, что вдоль оси z они также распределены по синусоидальному закону. Картина распределения векторов напряженности электрического и магнитного поля для момента времени t=0,5T представлена на рисунке
x Ex
v
z
y
Hy
В прямой синусоидальной плоско поляризованной электромагнитной волне векторы E и H перпендикулярны друг другу в любой точке пространства, имеют одинаковую начальную фазу и
распространяются без затухания вдоль оси z.
Длина электромагнитной волны в диэлектрике.
Приращение координаты, на котором аргумент волны изменяется на 2 , называется длиной волны ( ). Из соотношения =2 получим:
2 2 v 2 v v2 f f
vT v f
Так как скорость распространения электромагнитной волны в диэлектрике зависит только от его диэлектрических и магнитных свойств и не зависит от частоты передаваемого сигнала, то длина волны в диэлектрике обратно пропорциональна частоте сигнала. Длина электромагнитных волн в воздухе в зависимости от частоты (таблица 11–1) определяется из соотношения:
|
v |
|
c |
|
3 108 |
|
f |
f |
f |
||||
|
|
|
Длина волны в воздухе для различных частот
Частота |
Длина волны |
Диапазон |
Примечание |
|
|
f |
|
|
|
105 |
гц =100 кГц |
3000 м |
Длинные волны |
|
106 |
гц =1 МГц |
300 м |
Средние волны |
|
107 |
гц =10 МГц |
30 м |
Короткие волны |
|
108 |
гц =100 МГц |
3 м |
УКВ; FM; |
ТВ - метровый |
|
|
|
компьютер |
диапазон |
109 |
гц =1000 МГц |
0,3 м |
Мобильная связь |
ТВ - |
|
|
|
|
дециметровый |
|
|
|
|
диапазон |