Возбуждения электромагнитного поля плоской волны заданным сторонним электрическим поверхностным током

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ЗАДАЧИ 5

2. ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 6

2.1. I этап. Определение структуры электромагнитного поля (ЭМП) листа тока 6

2.2. II этап. Определение характера и основных свойств волны, возбуждаемой сторонним электрическим током 8

2.3. III этап. Выводы о свойствах поля плоской волны, возбуждаемой листом тока. 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11

ЛИТЕРАТУРА 12

ВВЕДЕНИЕ

Под волнами подразумевают колебательные движения непрерывных сред. Принципиальные отличия в математическом описании волновых процессов и колебаний токов и напряжений в радиотехнических цепях состоит в том, что для полного описания любой системы достаточно знать конечное число токов и напряжений на различных участках схем. Для полного описания волнового процесса необходимо знать его характеристики в бесконечно большом числе точек в рассматриваемом пространстве. Природа волновых процессов весьма разнообразна: электромагнитные волны, акустические, гравитационные и т. д. При распространении любых волн среда постепенно вовлекается в некоторый физический процесс, в результате которого происходит распространение энергии в пространстве.

Фронтом волны или волновой поверхностью называют поверхность, во всех точках которой волна в заданный момент времени имеет одинаковую фазу. Следовательно, волновая поверхность - это поверхность равных фаз. У плоской волны поверхность равных фаз - плоскость.

Скорость движения волновой поверхности называется фазовой скоростью. Если фазовая скорость больше скорости света в данной среде, волну называют быстрой, а если меньше, то медленной.

Волновой вектор - вектор K ⃗ , направление которого совпадает с направлением распространения волны, а модуль равен волновому числу K . Под плоскими волнами подразумевают электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль линейной координаты, в каждый фиксированный момент времени неизменны в плоскости, перпендикулярной направлению распространения.

Волновое число k показывает изменение фазы волны в радианах при прохождении волной пути в 1 метр. Минимальное расстояние, на котором фаза волны изменяется на 2p называется длинной волны (пространственным периодом).

Плоские волны бывают однородными и неоднородными. Плоская волна называется однородной, если в любой момент времени векторы электромагнитного поля равны во всех точках волновой поверхности. В этом случае поверхность равных амплитуд совпадает с поверхностью равных фаз. Если векторы поля изменяются в пределах волновой поверхности, то волна называется неоднородной. В поле плоской неоднородной волны поверхности равных фаз и амплитуд не совпадают.

Если плоская неоднородная волна распространяется над некоторой плоскостью и при этом её фазовая скорость меньше скорости света в данной среде, а амплитуда её убывает по экспоненциальному закону в направлении нормали к плоскости, то есть электромагнитное поле и его энергия локализованы около этой плоскости, то волну такого типа называют поверхностной.

Важным понятием является поляризация электромагнитных волн. Под поляризацией понимают характер изменения вектора напряжённости электрического поля в данной точке пространства за период колебаний. Если изменения происходят по случайному закону, то принято поле называть неполяризованным.

Плоская волна может быть поляризована линейно или иметь вращающуюся поляризацию.

Если при распространении волны, направление вектора напряженности электрического поля, остаются ориентированными параллельно самим себе, волна называется линейно поляризованной.

В случае вращающейся поляризации положение вектора E не остаётся постоянным. В