АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Распространение электромагнитных волн в поглощающих средах

Читайте также:
  1. Акустические характеристики звукопоглощающих материалов
  2. Билет № 19. Книга и книжное дело в Западное Европе в эпоху Реформации и распространение идей гуманизма. Династия Этьеннов
  3. ВВЕДЕНИЕ В МЕТОДИКУ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСТРОЙСТВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  4. Влияние магнитного поля на распространение радиоволн в ионосфере
  5. Возможные источники углерода в питательных средах для продуцентов L-лизина.
  6. Географическое распространение действующих вулканов
  7. Глава 3. Формирование целостностей в психических средах.
  8. Дисперсия при распространении электромагнитных волн в диэлектриках
  9. Диэлектрическая проницаемость и распространение волн в средах со свободными зарядами
  10. Зависимость между длиной световой волны и частотой электромагнитных колебаний
  11. ЗАКАЛКА СТАЛИ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ
  12. Защита от шума. Методы расчета звукоизолирующих, звукопоглощающих устройств

 

При распространении волн в реальных средах происходит частичное рассеяние их электромагнитной энергии, т.е. переход её в другие формы. В таких средах мнимые части в общем случае и диэлектрической, и магнитной проницаемостей отличны от нуля. Волновое число тогда тоже комплексно:

. (21)

Подставляя k в (16) получим

, (22)

т.е. решение получено в виде бегущей плоской однородной волны, амплитуда которой убывает по мере распространения.

Величина χ характеризует скорость убывания амплитуды волны в направлении распространения и называется показателем поглощения. Величина n определяет фазовую скорость волны в среде и называется показателем преломления. Выясним, как зависят эти показатели от частоты волны и параметров среды. Для этого введём величину

, (23)

называемую тангенсом угла потерь. Приравнивая действительные и мнимые части равенства

, (24)

получим систему уравнений для нахождения n и χ:

(25)

Решение этой системы:

(26)

В проводящей среде n и χ зависят от частоты, так как tgδ зависит от частоты, т.е. проводящая среда является диспергирующей. При распространении плоской волны произвольной формы происходит искажение её профиля, поскольку фазовая скорость и коэффициент затухания различных частотных составляющих не одинаковы. Рассмотрим предельные случаи малых и больших потерь. Для слабозатухающей волны (tgδ << 1)

, (27)

т.е. дисперсии нет, а диссипация частотно - зависима.

Для волны, испытывающей сильное затухание (tgδ >> 1),

. (28)

Величина потерь и фазовая скорость в проводящей среде определяются не только электрофизическими параметрами, но и существенным образом зависят от частоты. Скорость затухания электромагнитного поля по мере распространения волны в глубь проводника зависит от мнимой части волнового числа. Расстояние, на котором амплитуда волны уменьшается в е раз, называют глубиной проникновения (толщиной скин-слоя):

. (29)

В хороших проводниках χ ≈ n >> 1 и, следовательно, d <<λ. Например, для меди на частоте 10 ГГц d =0.66 мкм. На расстоянии 5 мкм от поверхности амплитуда поля уменьшается в 2000 раз. Таким образом, электромагнитное поле проникает в металл на очень небольшую глубину. Это явление называют поверхностным или скин-эффектом. Волновое сопротивление проводника

(30)

по модулю близко к 0, а сдвиг фаз между векторами E, H, составляет 450.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)