26. Запишите выражения для мгновенных значений составляющих векторов поля плоской электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе вдоль оси y. Назовите величины, входящие в выражения.

Д ля мгновенных значений:

• – напряженность эл. поля;

• – напряженность маг. поля ;

• ) – фаза;

• ;

• k – коэффициент фазы;

• , – амплитуды, определяемые мощностью источника.

• – единичные векторы, орты

• – характеристическое сопротивление;

• – время.

Среда: воздух =>

• σ=0 (удельная проводимость);

• ε = 1 (относительная диэлектрическая проницаемость);

• μ = 1 (относительная магнитная проницаемость);

Характеристическое сопротивление выражается через характеристики среды:

Можно подставить это число в исходную формулу.

27. Дайте определение и поясните физический смысл коэффициента фазы.

Коэффициент фазы (β) – величина, показывающая насколько измениться фаза волны по прохождению расстояния в 1 метр.

Величина имеет размерность рад/м или, короче, м^-1.

Параметр β играет роль “пространственной частоты” процесса.

28. Дайте определение и поясните физический смысл длины волны.

Длина волны λ – пространственный интервал, по прохождению которого фаза волны изменяется на 2π вдоль направления распространения. Другими словами, длина волны – пространственный период волны.

, [м]

Число длин волн, укладывающихся на расстоянии 2π метров, называется волновым числом и обозначается k (пространственная частота, изменение фазы за единицу длины).

29. Дайте определение фазовой и групповой скорости.

Групповая скорость – скорость движения огибающей сигнала (скорость перемещения энергии).

Фазовая скорость – скорость движения фронта волны (поверхности равных фаз).

30. Дайте определение характеристического сопротивления среды и приведите выражения для его вычисления в однородной изотропной среде без потерь.

Характеристическое сопротивление среды (Z_c, c – character) – это отношение комплексных амплитуд, напряженностей электромагнитного поля распространяющихся волн.

Вычисление характеристического сопротивления среды в однородной изотропной среде без потерь.

ε>1, μ>1, σ=0,

31. Чем отличается характеристическое сопротивление в среде с потерями и без потерь? Как это отличие влияет на соотношение фаз напряженностей электрического и магнитного поля?

Характеристическое сопротивление z_c–это отношение комплексных амплитуд напряженностей электрического и магнитного поля распространяющейся волны. Измеряется в омах[Ом] = [В]/[А].

• характеристическое сопротивление в среде без потерь:

• характеристическое сопротивление в середе с потерями:

В среде с потерями разность фаз между амплитудами векторов напряженностей и не равна kπ, k-целое число. Схематически это выглядит так:

32. Чем отличается волновое число (постоянная распространения) в среде с потерями и без потерь? Как это отличие влияет на распределение напряженностей электрического и магнитного поля?

Волновое число в среде без потерь:

Равно коэффициенту фазы.

Коэффициент затухания

Волновое число в среде с потерями:

Отличие в волновых коэффициентах в среде с потерями и без потерь состоит в том, что в среде с потерями вектора E и H будут экспоненциально затухать. И между векторами будет разность фаз, равная .

Е сть потери:

33. Зарисуйте распределение мгновенного значения напряженности электрического поля вдоль направления распространения плоской электромагнитной волны в среде с потерями. Обозначьте на графике длину волны.