Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
4
ROZDZIAŁ33.FALEELEKTROMAGNETYCZNE
Rys033030Układdowytwarzaniafali
elektromagnetycznejzzakresukrótkichfal
radiowych:obwódLCwytwarzasinusoidalnie
zmiennyprądwantenie,któraemitujefalę.
Pjestodległympunktem,wktórymdetektor
rejestrujefalę
Rys033040a)–h)Zmianynatężeniapola
elektrycznegoą
Eiindukcjipola
magnetycznegoą
BwodległympunkcieP
zrysunku33.3wciągujednegookresufali
elektromagnetycznej.Falabiegnieod
płaszczyznykartkiwnaszymkierunku.Oba
wektorypolazmieniająsinusoidalnieswoje
kierunkiiwartości.Zauważ,żesąone
zawszeprostopadłewzajemniedosiebie
orazdokierunkurozchodzeniasięfali
którymirządząprawafizykikwantowej.Zajmiemysięjednaknaraziespo-
sobemwytwarzaniainnychfalelektromagnetycznych.Dlauproszczenia
ograniczymysiędozakresuwidma(A≈1m),dlaktóregoźródłopromie-
niowania(falemitowanych)mazarównomakroskopowe,jakirozsądne
rozmiary.
Narysunku33.3przedstawionoszkicowowytwarzanietakichfal.Ser-
cemurządzeniajestobwóddrgającyLCoczęstościkołowejω
(=
1/√LC).Ładunkiiprądywtakimobwodziezmieniająsięsinusoidalnie
wczasieztączęstością(por.rys.31.1).Musiprzytymistniećzewnętrzne
źródłoenergii—naprzykładgeneratorprąduzmiennego—któredostar-
czaenergii,kompensującstratyzwiązanezarównozwydzielaniemciepła
wobwodzie,jakizunoszeniemprzezfalęelektromagnetycznąenergiina
zewnątrz.
ObwódLCzrysunku33.3jestsprzężonyprzeztransformatorilinię
przesyłowązanteną,którejzasadniczymelementemsądwacienkiepręty
przewodzące.Dziękitemusprzężeniusinusoidalniezmieniającysięwob-
wodzieprądwywołujesinusoidalneoscylacjeładunkuwprętachanteny
zczęstościąkołowąωobwoduLC.Równieżzwiązanyztymruchemładun-
kówprądpowstającywprętachantenyzmieniasinusoidalnie,zczęstością
kołowąω,swójkierunekinatężenie.Antenastajesiędipolemelektrycz-
nym,któregoelektrycznymomentdipolowyzmieniasięsinusoidalnieco
dowartościijestskierowanywzdłużanteny.
wartośćizwrotwektoramomentudipolowegoulegajązmianom,wo-
bectegozmienieniasięrównieżzwrotiwartośćwektoranatężeniapola
elektrycznegowytwarzanegoprzezdipol.Jednocześniezmieniasięteż
zwrotiwartośćwektoraindukcjipolamagnetycznego,którewytwarzane
jestprzezzmiennyprąd.Jednakzmianywektorówpólelektrycznegoima-
gnetycznegoniewystępująwszędziewtejsamejchwili—zmianyteroz-
chodząsięodantenyzprędkościąświatłać.Zmiennepolatworząwspólnie
falęelektromagnetyczną,któraoddalasięodantenyzprędkościąć.Czę-
stośćkołowaωtejfalijesttakasama,jakczęstośćkołowadrgańwobwo-
dzieLC.
Falaelektromagnetyczna.Narysunku33.4pokazano,jakzmieniają
sięwczasienatężeniepolaelektrycznegoą
Eiindukcjapolamagnetycz-
negoą
Bprzyprzechodzeniufaliookreślonejdługościprzezodległypunkt
P(rys.33.3);wkażdymmiejscurysunku33.4falarozchodzisięodpłasz-
czyznykartkiwnasząstronę.(Odległypunktnarysunku33.3wybraliśmy
dlatego,abymożnabyłozaniedbaćprzedstawionąnatymrysunkukrzy-
wiznęczołafali.Falęwdużejodległościodantenymożnauznaćzafalę
płaską,coznacznieupraszczajejopis).Zwróćmyuwagęnakilkaważ-
