5. Зміст роботи

1. Дослідження законів віддзеркалення та заломлення електромагнітних хвиль різної поляризації на межі розподілу двох середовищ.

2. Дослідження електромагнітних хвиль на межі розподілу двох середовищ з різними параметрами.

3. Дослідження електромагнітних хвиль при нормальному падінні на границю розподілу двох середовищ.

6. Опис віртуальної моделі

Віртуальна модель даної лабораторної роботи реалізована в середовищі програмування С++ Builder. Модель має три закладки, які дозволяють провести дослідження плоских вертикально або горизонтально поляризованих електромагнітних хвиль при проходженні їх через границю розподілу двох середовищ при похилому та нормальному падінні.

В першій закладці (рис.7.1) реалізована імітаційна модель падіння електромагнітних хвиль на границю розподілу двох середовищ. Вона дозволяє провести наглядне дослідження законів віддзеркалення та заломлення електромагнітних хвиль на межі розподілу двох середовищ при проходженні електромагнітних хвиль з менш щільного середовища у більш щільне та навпаки. Крім того, за допомогою цієї закладки ми маємо можливість дослідити явище повного заломлення електромагнітних хвиль , визначити кут, при якому наступає повне поглинання електромагнітних хвиль другим середовищем (кут Брюстера). Також можемо дослідити явище повного віддзеркалення електромагнітних хвиль, визначити критичний кут падіння φ _кр , при якому (і для всіх інших кутів, що перевищують його) наступає повне віддзеркалення електромагнітних хвиль.

За допомогою другої закладки (рис.7.2) ми маємо можливість швидко та зручно дослідити залежність абсолютних значень коефіцієнту відбиття електромагнітних хвиль на межі розподілу двох середовищ для різних типів поляризації при різних значеннях діелектричної проникності та питомої провідності середовищ.

В третій закладці (рис.7.3) реалізовано модель, яка демонструє розподіл напруженості електромагнітних хвиль при нормальному падінні на границю розподілу двох середовищ з різними параметрами.

7. Порядок виконання роботи

1. Дослідження законів віддзеркалення та заломлення електромагнітних хвиль різної поляризації на межі розподілу двох середовищ

1.1 Дослідження законів віддзеркалення та заломлення електромагнітних хвиль різної поляризації на межі розподілу двох середовищ

Після запуску віртуальної моделі лабораторної роботи зробити наступне:

• в віконцях 1 (рис.7.1) встановити значення діелектричних проникностей першого та другого середовищ 3 і 5, відповідно; питомі провідності σ₁=σ₂=0 (віконця 2); довжина хвилі λ = 3 м (віконце 3); за допомогою повзунка 7 виставити значення кута падіння рівне 50°; натиснути на поле 6, після чого на ньому автоматично з’явиться відповідне зображення падаючої, відбитої та заломленої хвиль; при цьому в „Результатах” (5) буде пораховано числове значення кута заломлення. Аналогічним чином, не змінюючи значення кута падіння, провести вимір кута відбиття та заломлення для значень діелектричних проникностей першого та другого середовищ, що дорівнюють 5 і 3, відповідно;

• занести отримані результати в пункт 1.1.1, відповідно звіту з лабораторного заняття;

Рис.7.1

1.2 Дослідження явища повного заломлення електромагнітних хвиль на межі розподілу двох середовищ

• для вертикально поляризованої хвилі (4) в віконцях 1 (рис.7.1) встановити значення діелектричних проникностей першого та другого середовищ 3 і 5, відповідно; провести вимір значень коефіцієнта відбиття при різних значеннях кута падіння φ від 0° до 90°, з кроком ∆φ=10°;

• після чого провести вимір значень коефіцієнта відбиття з меншим кроком ∆φ (обрати самостійно, змінювати кут падіння за допомогою повзунків 7 та 8, значення вимірів занести в табл.2 ) з метою визначення кута падіння ЕМХ при якому значення коефіцієнта відбиття буде дорівнювати нулеві або буде мінімальне;

• результати вимірів занести в пункт 1.1.2, відповідно звіту з лабораторного заняття;

1.3 Дослідження явища повного віддзеркалення електромагнітних хвиль на межі розподілу двох середовищ

• для горизонтально поляризованої хвилі (4) в віконцях 1 (рис.7.1) встановити значення діелектричних проникностей першого та другого середовищ 5 і 3, відповідно; провести вимір значень коефіцієнта відбиття при різних значеннях кута падіння φ від 0° до 90°, з кроком ∆φ=10°;

• після чого провести вимір значень коефіцієнта відбиття з меншим кроком ∆φ (обрати самостійно, змінювати кут падіння за допомогою повзунків 7 та 8 ) з метою визначення кута падіння, при якому коефіцієнт відбиття стає рівним 1;

• результати вимірів занести в пункт 1.1.3, відповідно звіту з лабораторного заняття;

• за результатами вимірювань зробити висновки.