1 / 27

Elektryczno ść i Magnetyzm

Elektryczno ść i Magnetyzm. Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk. Wykład dwudziesty siódmy 20 maja 2010. Z poprzedniego wykładu. Generacja i detekcja mikrofal

leiko
Download Presentation

Elektryczno ść i Magnetyzm

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty siódmy 20 maja 2010

  2. Z poprzedniego wykładu • Generacja i detekcja mikrofal • Właściwości mikrofal: polaryzacja liniowa, długość fali w otwartej przestrzeni i w falowodzie • Straty energii przy odbiciu od metalu • Falowód planarny i prostokątny zbudowany z metalu. Mody TE i TM, prędkość fazowa i grupowa.

  3. d I b a Straty energii przy odbiciu (padanie prostopadłe) – nowy wariant Gęstość mocy (na jedn. powierzchni) = gęstość objętościowa energii  prędkość fali Gęstość mocy traconej = moc w warstwie naskórkowej na jedn. powierzchni Oszacowanie (dla próżni): Dla miedzi  = 1.7  10-8 m, przy 10 GHz d = 0.65  10-6 m Oszacowanie względnej straty przy odbiciu: /dRf = 2.5 10-2  / 377  jest rzędu 10-4 – bardzo małe straty Gdzie jest błąd? dRf/ - rzędu 104 – kompletna bzdura!

  4. Prędkość fali w falowodzie prostokątnym x k1 H1 H2 d z k2 Jak szybko biegnie fala TE10?

  5. Prędkość fazowa i grupowa fali TE10 Zależność dyspersyjna Prędkość fazowa Prędkość grupowa A więc Częstość minimalna zależy od długości dłuższego boku przekroju falowodu

  6. Mikrofala • Falowód 925 mm • Pomiar długości fali w powietrzu: 3.3 cm • Przyjmujemy prędkość c, stąd częstość mikrofali  = c/0 = 9.1 GHz • Pomiar długości fali w falowodzie f = 4.5 cm > 0, wyznaczenie prędkości v = f = cf/0 =409 Mm/s • Sprawdzenie wzoru dla fali TE10 Wartość zgodna z długością fali zmierzoną w powietrzu

  7. Zmiana kierunku mikrofali: załamanie

  8. Całkowite wewnętrzne odbicie

  9. Tunelowanie

  10. Fala na granicy ośrodków nieprzewodzących Ośrodek 1 i r t Na płaszczyźnie ki kr Warunek ciągłości Równość amplitudy i fazy: Dla danej częstości krv1 = kiv1= ktv2 Stąd i z warunku ciągłości dla H wzory Fresnela na amplitudy fali odbitej i załamanej Stąd prawa odbicia i załamania kt Ośrodek 2

  11. ki  ’ kr Prawa odbicia i załamania  kt Z warunków wynika (podobnie jak dla odbicia od płaszczyzny przewodzącej) prawo odbicia: Kąt padania i kąt odbicia leżą w jednej płaszczyźnie i są równe oraz prawo załamania (Snella): Kąt załamania i kąt padania  leżą w jednej płaszczyźnie i spełniają zależnośćsin /sin  = v1/v2 = n21 Założenie: ośrodki izotropowe

  12. Amplituda fali odbitej i fali załamanej W ogólnym przypadku opisują je wzory Fresnela. W szczególnym przypadku padania prostopadłego mamy z ciągłości obu pól Mamy stąd, analogicznie jak dla falowodu koncentrycznego gdzie Dla = 1 wzory te przybierają powszechnie używaną postać gdzie Uwaga: faza przy odbiciu od ośrodka optycznie gęstszego i rzadszego

  13. Światło jest falą elektromagnetyczną • Pomiar prędkości w powietrzu – było w zimie • Załamanie • Całkowite wewnętrzne odbicie

  14. Załamanie i odbicie

  15. Kąt graniczny

  16. Całkowite wewnętrzne odbicie Obowiązują warunki Pierwszy z nich prowadzi do co przy wychodzeniu fali do ośrodka o większej prędkości daje Przy dostatecznie dużym (dostatecznie duży kąt padania) nie da się spełnić drugiego warunku w dziedzinie liczb rzeczywistych. Istnieje jednak wtedy rozwiązanie kt kllt ki kr

  17. Kąt graniczny Jest to najmniejszy kąt padania, przy którym znika promień załamany. Określa go warunek czyli

  18. Fala przy całkowitym wewnętrznym odbiciu Fala bieżąca Zanik wykładniczy Fala stojąca Fala bieżąca

  19. Światłowody

  20. Światłowód planarny Zanik wykładniczy PŁASZCZ Fala bieżąca (tu TM2) RDZEŃ Fala stojąca PŁASZCZ Zależność dyspersyjna Częstość odcięcia

  21. Światłowód jednomodowy

  22. Transmisja światłowodu jednomodowego ?

  23. Mod normalny Drganie układu o określonej częstości i formie Przykłady:

  24. Czy mod normalny może mieć różne formy? Przykład Pobudzenie jednej kuli: dwa mody Pobudzenie rezonansowe: jeden mod Wniosek: forma narzucona przez częstość Wyjątek: różne mody o tej samej częstości (mody zdegenerowane) Emisja światłowodu jednomodowego jest jednoznacznie określona przez formę modu, nie zależy od sposobu jego pobudzenia

  25. Widmo fal elektromagnetycznych Tu byliśmy Promieniowanie terahercowe

  26. Spektroskopia Długofalowa: radioastronomia

  27. V D S D S G G Emisja Detekcja Promieniowanie terahercowe

More Related