Исходные данные к задаче 1.3

№ Вар.
3	3	1	-18.5	45	60	12.25	10	32,4	8.85

Решение:

Составляющие векторы электрического поля во второй среде:

(кл/м²);

(кл/м²);

(B/м);

Составляющие векторы электрического поля в первой среде:

(B/м);

(B/м);

т.к. ;

* (кл/м²);

* =-18.475 (кл/м²);

(кл/м²);

Вывод: поскольку диэлектрические проницаемости двух сред не равны и не равна нулю поверхностная плотность тока, вектор электрического смещения испытывает скачок при переходе из одной среды в другую. Также не равны величины векторов электрической напряженности первой и второй среды, что обусловлено разными диэлектрическими проницаемостями этих сред.

1.4. По плоской границе раздела двух сред с магнитными проницаемостями протекает поверхностный ток с плотностью .

Векторы магнитного поля в плоскости перпендикулярной , составляют с границей раздела углы и равны , в первой и второй средах соответственно (рис.1.2).

Рис. 1.4. Графическое пояснение к задаче 1.4

Исходные данные к задаче представлены в таблице 1.2. Определить недостающие величины и заполнить таблицу.

№ Вар.
3	2,45	1	-0,113	60	30	2.18	1,256	0,708	1

Решение:

Составляющие векторы магнитного поля во второй среде:

(A/м);

(A/м);

;

Составляющие векторы магнитного поля в первой среде:

(T);

(T).

(A/м);

(A/м);

Вывод: влияние на величины векторов напряженности магнитного поля оказала магнитная проницаемость сред: чем больше отношение магнитных проницаемостей, тем больше отношение векторов Н, увеличение магнитной проницаемости приводит у уменьшению вектора Н и увеличению угла отклонения от нормали. Также вектор напряженности магнитного поля претерпевает скачок в том числе и из-за (поверхностной плотности тока), не равной нулю.

2. Электромагнитные волны в различных средах.

2.1. Точечный изотропный (ненаправленный) излучатель создает на расстоянии r =1000 м среднюю плотность потока мощности . Определить мощность излучения .

Мощность излучения равна:

Вывод: величина мощности излучения на 6 порядков больше, чем созданная излучателем плотность потока мощности. Такой разрыв в величинах обуславливается большим расстоянием (1000 метров), пропорционально квадрату которого должна расти мощность излучения при постоянной плотности потока мощности.

2.2. Точечный изотропный излучатель расположен в свободном пространстве и излучает мощность = 100 Вт при частоте f = 10 МГц. Определить амплитуду векторов и на расстоянии r = 5 км от источника.

Решение:

Ом

Вывод: Амплитуда напряженности магнитного и электрического поля на расстоянии пяти километров ничтожно малы при данных значениях, что обусловлено малой мощностью излучения, равной 100 Вт, а также большим значением расстояния: амплитуды напряженности электрического и магнитного полей уменьшаются пропорционально расстоянию до излучателя.

2.3. Задан элементарный вибратор с направлением тока таблица 3.1 изобразить ориентацию и величину (качественно) векторов , и для точек 1-8 в дальней зоне вибратора.

Направление движения тока - от плюса к минусу, линии напряженности электрического поля же направлены наоборот - от положительно заряженных частиц к отрицательным, поэтому вектор в точке 5 направлен по касательной к окружности против часовой стрелки, Вектор Пойтинга, который показывает направление распространения энергии совпадает с направление нормали сферы т.е. он будет совпадать с направлением радиус вектора в соответствующих точках. Вектор Пойтинга равен векторному произведению х . Из самого понятия векторного произведения векторы образуют правую тройку, значит вектор в точке 5 направлен на нас. В точке 3 угол с осью вибратора равен нулю; т.к. выражения для всех искомых параметров содержат в качестве множителя синус данного угла, все показатели для этой точки также равны нулю: вибратор в направлении оси не излучает.

Таблица 2.1