Семестр 03 / лаба №4

Задание 1.

1. В этом задании нужно было выполнить моделирование магнитных полей, создаваемых аксиальными токами (витками с током):

• один виток

• два близко расположенных витка, одного радиуса с токами одинакового направления

• два расположенных на большом расстоянии витка, одного радиуса с токами одинакового направления

• два близко расположенных витка, одного радиуса с токами противоположного направления

• два расположенных на большом расстоянии витка, одного радиуса с токами противоположного направления

Задание 2.

"Упругие и электромагнитные волны".

1.Выполнить "эксперименты" по программам:

а) Продольная упругая волна.

Изменяли значение силы удара, жесткости и массы пружины, при изменении скорости распространения волны в зависимости от заданных параметров.

Изобразили график зависимости смещения от координаты в один из моментов времени.

ряд1 ряд2

4 6

4 2

4 4

4 10

4 5

4 2

4 3

4 4

4 4

4 4

4 4

4 5

При увеличении силы удара в 4 раза скорость распространения волны увеличивается примерно в 2 раза.

б) Бегущая электро-магнитная волна.

В данном задании зафиксировали в моменты времени, когда значения напряженностей электрической и магнитной составляющих волны максимальны, зависимости напряженностей E, H и плотности потока энергии S от координаты.

Электромагнитная волна-это распространенное в пространстве взаимно перпендикулярное электронное E(r;t) и магнитное H(r;t) поля, удовлетворяющие системе уравнений Максвелла, причем, направленные распрстран.к в каждой точке пространства перпендикулярно Е и Н.

в) Поляризация.

В этом задании нам предстояло исследовать тип поляризации в зависимости от соотношения амплитуд перпендикулярных составляющих напряженности поля и их относительной фазы колебаний.

В качестве основных значений относительной фазы использовали величины, кратные половине пи (90 градусов), а значения отношения амплитуд - равное и неравное единице.

Световая волна солнечного света никак не поляризуется.

г) Стоячая электро-магнитная волна.

В программе исследовали распределения напряженностей электрического и магнитного полей в волне в зависимости от координаты и времени.

Изобразили графики зависимостей напряженностей:

- плотностей энергии компонент поля:

- плотности потока энергии от координаты для первой гармоники в закрытом оптическом резонаторе в моменты времени:

д) Волны на границе раздела двух сред.

В программе исследовали влияние граничных условий при нормальном падении на границу раздела двух сред электро-магнитной волны - на фазу отраженной волны и на соотношение между длинами волн, меняя показатель преломления (n=1; 2) и сравнивая результат с реперной волной (n=1,5).

Вывод:

В ходе лабораторной работы мы моделировали магнитные поля, изменяли значение силы удара, жесткости и массы пружины, построили график зависимости смещения от координаты в один из моментов времени, исследовали влияние граничных условий при нормальном падении на границу раздела двух сред электро-магнитной волны. Рассмотрели волны на границе раздела 2 сред, при нормальном падении на границу раздела 2 сред, на фазу отраженной волны и на соотношение между длинами волн.

Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами. При этом существенно, что скорость движения таких зарядов меняется со временем, т.е. что они движутся с ускорением. Наличие ускорения - главное условие излучения электромагнитных волн. Электромагнитное поле излучается заметным образом не только при колебаниях заряда, но и при любом быстром изменении его скорости. Интенсивность излученной волны тем больше, чем больше ускорение, с которым движется заряд.

Максвелл был глубоко убежден в реальности электромагнитных волн. Но он не дожил до их экспериментального обнаружения. Лишь через 10 лет после его смерти электромагнитные волны были экспериментально получены Герцем.