Электромагнитные колебания и волны

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Мгновенное значение – значение в данный момент времени

Фаза колебаний – аргумент функции, описывающей гармонические колебания.

Напряжение и ток на резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.

Действующее значение силы переменного тока – равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике такое же количество теплоты, что и переменный ток, за один и тот же промежуток времени.

Если переменный ток изменяется по гармоническому закону, в качестве промежутка времени выбирают период изменения тока.

Действующее (эффективное) значение силы переменного гармонического тока в меньше его амплитуды.

I_д =

Изменяющееся со временем электрическое поле является источником магнитного поля.

Магнитоэлектрическая индукция – явление возникновения магнитного поля в переменном электрическом поле.

Активное сопротивление – сопротивление элемента электрической цепи, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется во внутреннюю (тепловую)

Реактивное сопротивление – элемент цепи, для которого средняя мощность переменного тока равна нулю.

Емкостное сопротивление – реактивное сопротивление конденсатора.

Индуктивное сопротивление – реактивное сопротивление катушки.

На активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе.

На индуктивном сопротивлении фаза напряжения «опережает» ток на π/2

На емкостном сопротивлении фаза тока «опережает» напряжение на π/2

Период электромагнитных колебаний в иде­альном колебательном контуре (т.е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томпсона:

Т = 2π

Полное сопротивление колебательного контура переменному току:

Z =

Резонанс в колебательном контуре – физическое явление резкого возрастания амплитуды колебаний силы тока в контуре при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственных колебаний в контуре.

Резонансная кривая – график зависимости амплитуды вынужденных колебаний силы тока от частоты приложенного к контуру напряжения.

В полупроводниках существует два механизма собственной проводимости – электронная и дырочная.

Электромагнитная волна – возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве со скоростью света.

Электромагнитная волна является поперечной. Направления векторов напряженности электрического поля и индукции магнитного поля перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны

Излучение электромагнитных волн возникает при ускоренном движении электрических зарядов.

Плотность энергии электромагнитного поля в вакууме пропорциональна квадрату напряженности электрического поля:

w_эм = ε₀E²

ε₀ – диэлектрическая проницаемость вакуума

Уравнение бегущей гармонической волны напряженности электрического поля, распространяющейся в положительном направлении оси Х со скоростью v:

E = E₀ sin [ w (t -) ]

Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за период колебаний ее источника:

λ = vT

Плоскополяризованная (или линейнополяризованная) электромагнитная волна – волна, в которой вектор Е колеблется только в одном направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Плоскость поляризации электромагнитной волны – плоскость, проходящая через направление колебаний вектора напряженности электрического поля и направление распространения волны

Фронт электромагнитной волны – поверхность постоянной фазы напряженности электрического поля и индукции магнитного поля.

Плотность потока энергии электромагнитной волны – мощность электромагнитного излучения, проходящая сквозь единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны.

Интенсивность электромагнитной волны – среднее значение плотности потока энергии электромагнитной волны.

Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна квадрату амплитуды напряженности электрического поля:

I ~ E₀²

Интенсивность излучения точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника:

I ~ 1/r²

Интенсивность гармонической электромагнитной волны прямо пропорциональна четвертой степени ее частоты:

I ~ v⁴

Спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов частоты (длины волн):

- волны звуковой частоты

- радиоволны

- СВЧ (микроволновое) излучение

- инфракрасное (ИК) излучение

- видимый свет

- ультрафиолетовое (УФ) излучение

- рентгеновское излучение

- γ - излучение

Радиосвязь – передача и прем информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.

Различают четыре вида радиосвязи, отличающиеся типом кодирования передаваемого сигнала:

- радиотелеграфная связь

- радиотелефонная связь и радиовещание

- телевидение

- радиолокация

Модуляция передаваемого сигнала– кодированное изменение одного из его параметров

Амплитудная модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого сигнала.

Частотная модуляция - изменение частоты высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого сигнала.

Дата добавления: 2015-11-14