Лаба 1. Лабораторная работа 1 Распространение электромагнитных волн в однородных изотропных средах студент фмрм, группы рск01
 Скачать 216.74 Kb.
|
|
Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики Кафедра ЦТРВ и СРС Лабораторная работа №1 Распространение электромагнитных волн в однородных изотропных средах Выполнил: студент ФМРМ, группы РСК-01, Пушкарев Клим Проверил: преподаватель Железняк Максим Евгеньевич К работе допущен:___________________ Отчёт принят:_______________________ Работа защищена:____________________ г. Новосибирск, 2022 год Лабораторная работа №1 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОДНОРОДНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение электромагнитных характеристик сред.   Выполнение работы: Дерево: x1=40 мм. x2=55 мм.    Воздух: x1=65 мм. x2=85 мм.   Текстолит: x1=15 мм. x2=25 мм.   Оргстекло: x1=20 мм. x2=33 мм.   Фторопласт: x1=20 мм. x2=35 мм.  Определение коэффициента затухания
Зависимость уровня поля оргстекла и фторопласта от расстояния.  Ответы на контрольные вопросы 1. Что называется электромагнитной волной? Ответ: Электромагнитная волна — это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле, в котором напряженность электрического и индукция магнитного полей изменяются по периодическому закону. 2. Назовите свойства плоской волны. Ответ: Векторные поля E и H в любой точке плоскости перпендикулярны направлению распространения и не изменяются по фазе и амплитуде. Плоская волна «ходит ровным фронтом», она не рассеивается. 3. Что называется длиной волны? Ответ: Длина волны — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. Длиной волны называется расстояние, на котором фаза волны изменяется на 2. 4. Объяснить физический смысл фазовой постоянной. Ответ: В отличие от колебательного процесса фаза волнового процесса имеет как временную  , так и пространственную  составляющие: Величина k называется фазовой постоянной и показывает, на сколько радиан изменяется фаза волны на расстоянии в 1 м. Таким образом, величина k имеет размерность рад/м. 5. Запишите решение волнового уравнения для плоской волны и объясните значение каждого символа. Ответ: Уравнение плоской волны определяет смещение любой точки среды  , находящейся на расстоянии x от излучателя, в данный момент времени t: ,Где A – амплитуда колебаний,  - циклическая частота колебаний,k – волновое число,  (v – скорость волны), – начальная фаза,Величина  называется фазой волны.6. Чем обусловлены потери в диэлектриках и проводниках? Ответ: В диэлектриках потери энергии волны связаны с явлением, которое называется электронной поляризацией диэлектрика. Под действием электрического поля волны в молекулах вещества происходит переориентация электрических зарядов. В результате чего центры тяжести положительных и отрицательных зарядов оказываются не совмещенными, и молекула становится своеобразным электрическим диполем. Такая молекула называется полярной. Существуют вещества, в которых молекулы изначально являются полярными. Примером такого вещества является обычная вода. Под воздействием кулоновых сил со стороны волны электрические диполи в диэлектрике из первоначального хаотического расположения перестраиваются вдоль силовых линий напряженности электрического. На этом процесс поляризации диэлектрика заканчивается. В процессе перестройки диполей их взаимодействие имеет характер трения, что сопровождается нагревом вещества. С ростом частоты волны интенсивность взаимодействия диполей увеличивается, и соответственно, возрастают потери. В воображаемых идеальных диэлектриках процесс их поляризации протекает практически мгновенно и не сопровождается потерями. Такие диэлектрики называются электрическими изоляторами. В средах с проводимостью отличной от нуля также имеют место тепловые потери, однако их механизм имеет принципиальные отличия от того, что происходит в диэлектриках. Свободные электроны, двигающиеся в проводниках под действием электрического поля волны, оказывают силовое воздействие на кристаллическую решетку, в узлах которой расположены нейтральные атомы. Возникает эффект, подобный трению, который сопровождается деформацией кристаллической решетки и выделением определенного количества тепла. 7. Что называется углом потерь? Ответ: Отношение  называется тангенсом угла потерь, а угол потерь  . Нетрудно убедиться (см. 1 уравнение Максвелла в комплексной форме), что это отношение является модулем отношения плотностей тока проводимости и тока смещения.Тангенс угла потерь принято считать критерием при делении сред на проводники и диэлектрики. 8. Объясните методику экспериментального определения основных электромагнитных свойств сред. Ответ: В основе метода определения диэлектрической проницаемости сред лежит зависимость длины волны  в волноводе от диэлектрической проницаемости исследуемого материала, заполняющего волновод: Методика определения коэффициента затухания основывается на измерении зависимости напряжённости поля от расстояния в режиме бегущей волны и вычислении коэффициента затухания по формуле:  По мере распространения в среде, заполняющей волновод, волна испытывает затухание по экспоненциальному закону. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
