Изучение стоячих электромагнитных волн в двухпроводной линии
Автор: Елена Булгакова • Ноябрь 1, 2023 • Лабораторная работа • 960 Слов (4 Страниц) • 77 Просмотры
Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова
«Кафедра Физики»
Лабораторная работа №60
Дисциплина: Физика
Тема: «Изучение стоячих электромагнитных волн в двухпроводной линии»
Выполнил студент:
гр. ЭЭ-22-3
Булгакова Е.Ю
Проверил:
ст. препод
Сыздыкова.З.Р.
Караганда 2023
Контрольные вопросы
- Типы воли: механические, электромагнитные
В природе бывают механические и электромагнитные волны. Механической волной называется процесс распространения механических колебаний в упругой среде. Механические волны — это те волны, колебания которых можно почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде.
Электромагнитной волной называется распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле. Электромагнитная волна — это распространение электромагнитного поля.
- Бегущая, отраженная, стоячая волны.
Бегущими волнами называются волны, которые переносят в пространстве энергию. В процессе распространения бегущей волны возмущения среды доходят до следующих точек пространства, при этом волна переносит энергию и импульс, но не переносит вещество (частицы среды продолжают колебаться в том же месте пространства).
Отражение волн – механические волны любого происхождения обладают способностью отражаться от границы раздела двух сред. Отражение волн – механические волны любого происхождения обладают способностью отражаться от границы раздела двух сред. Если механическая волна, распространяющаяся в среде, встречает на своем пути какое-либо препятствие, то она может резко изменить характер своего поведения.
Стоячая волна — периодическое колебание с характерным пространственным распределением амплитуды – чередованием узлов (нулей) и пучностей (максимумов). В стоячей волне плотность энергии меняется от точки к точке и зависит от времени, но в отличие от бегущей волны, здесь нет переноса энергии.
- Уравнение бегущей волны.
В процессе распространения бегущей волны возмущения среды доходят до следующих точек пространства,при этом волна переносит энергию и импульс, но не переносит вещество (частицы среды продолжают колебаться в том же месте пространства).[pic 1]
- Длина волны и волновое число.
Длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний в ней. Длина волны λ - расстояние, на которое волна распространяется за время, равное периоду колебаний.
Волновым числом называют модуль волнового вектора k, направление которого совпадает с направлением распространения бегущей волны.Волновое число связано с длиной волной соотношением: k = 2 π / λ = ω /v, где ω – циклическая частота, v – фазовая скорость волны.
- Волновое уравнение
Когда мы рассматривали колебания, то для любой колебательной системы получали дифференциальное уравнение, для которого соответствующее уравнение колебаний являлось решением. Аналогично уравнение бегущей и отраженной волны являются решениями дифференциального уравнения второго порядка в частных производных, называемого волновым уравнением и имеющего вид:[pic 2]
Где △ — оператор Лапласа, u=u(x,t) — дифференцируемая функция, x∈Rn — аргумент функции u в виде n-мерной переменной, t — время, v — фазовая скорость.[pic 3]
- Принцип суперпозиции воли и границы его применимости.
Принцип суперпозиции (наложения) волн заключается в следующем: в линейных средах волны распространяются независимо друг от друга, то есть волна не изменяет свойства среды, и другая волна распространяется так, будто первой волны нет. Это позволяет вычислять итоговую волну как сумму всех волн, распространяющихся в данной среде.При сложении двух или более синусоидальных волн результирующая волна в общем случае уже не будет синусоидальной.Когда две или более волн распространяются в одной среде, они неизбежно взаимодействуют друг с другом. Они сохраняют свою волновую природу после объединения друг с другом, но обычно результирующая волна отличается от обеих отдельных волн. Принцип суперпозиции помогает нам описать результирующую волну или движение, возникающее при объединении двух или более волн друг с другом.
...