Электродинамика (РТФ, Климовский, 5 семестр) / Электродинамика .pdf / ЭД (6.4)

6.4. Электрические волны (Ez 0, Hz = 0)

Связь между составляющими поля

Волновое сопротивление

Поскольку

= √ √1 − ( кр) ,

то

Тогда волновое сопротивление

Как видно из полученного выражения, в области волн короче критической, т.е. при < кр, волновое сопротивление волн меньше волнового сопротивления волн . При = кр волновое сопротивление равно нулю. При изменении длины волны от кр, до нуля волновое сопротивление увеличивается, стремясь к .

В области волн длиннее критической ( > кр,) волновое сопротивление является мнимой величиной. Это означает, что поперечные составляющие векторов электрического и магнитного полей сдвинуты по фазе на 90°. Очевидно, что при этом вектор Пойнтинга принимает чисто мнимые значения, и перенос активной энергии по линии передачи отсутствует. Экспоненциальное убывание амплитуды полей в линии при > кр, которое мы рассмотрели ранее, вызывается не потерями энергии в направляющей системе, а чисто реактивным характером электромагнитного поля в линии.

Таким образом, у волн фазовая скорости зависит от частоты и всегда превышает скорость электромагнитной волны (света) в среде. Зависимость фазовой скорости от частоты представлена на рисунке.

При = кр фазовая скорость равна бесконечности. По мере увеличения частоты ф приближается к скорости света.

Зависимость фазовой скорости от частоты называется дисперсией, а волны, для которых дисперсия имеет место, называются диспергирующими волнами. Следовательно, волны – диспергирующие, тогда как волны – недиспергирующие (если параметры и не зависят от частоты).