Поверхностных волны и их основные свойства

Поверхностными волнами называются направляемые плоские неоднородные медленные электромагнитные волны класса Е или класса Н, обладающие дисперсией. Направляющими системами, вдоль которых распространяются поверхностные волны, являются замедляющие (импедансные) поверхности.

Поверхностные волны обладают двумя главными особенностями, отличающими их от всех прочих направляемых волн.

1.)Амплитуды векторов Е и Н поверхностных волн экспоненциально убывают в направлении нормали к замедляющим поверхностям, вдоль которых они распространяются.

2.)Поверхностные волны являются медленными (Vф< V; ξ > 1).

Уменьшение амплитуд векторовЕ и Н поверхностной волны в направлении нормали к поверхности, вдоль которой она распространяется, не связано с активными потерями в среде, а вызвано особыми фазовыми соотношениями между составляющими векторов Е и Н этой волны, благодаря которым поток вектора Пойнтинга в данном направлении в среднем за период =0.

Плотность потока энергии, переносимой поверхностной волной вдоль направляющей поверхности, максимальна непосредственно у этой поверхности и резко убывает по мере удаления от нее. Образно говоря, распространяясь вдоль направляющей поверхности, волна как бы " прилипает" к ней, что и определило название " поверхностная" для волн данного типа.

 

48.Приближенные граничные условия Леонтовича.

Предположим, что под углом падает из воздуха плоская электромагнитная волна на плоскую границу раздела с неплохо проводящей средой, описываемой комплексным показателем преломления:

Из установления понятия неплохо проводящей среды надлежит, что . Крайнее неравенство в соответствии с законом Сиелля представляет, что угол преломления должен быть очень малым. Примерно можно полагать, что внутрь Среды 2 входит преломленная волна по направлению нормали в различном значении угла падения. В этом и состоит главное физическое определение условий Леонтовича. Эквивалентная схема металлоподобной среды согласно сказанному приобретает вид однородной длинной линии с характеристическим сопротивлением вычисляемым по общей формуле

В начале линии при этом (то есть, на границе раздела), тангенциальные составляющие магнитного и электрического векторов обязаны удовлетворять несомненному соотношению, прямо вытекающему из определения характеристического сопротивления:

Как известно, на поверхности идеального проводника . На границе раздела появляется отличная от нуля касательная составляющая при случае большой, но конечной проводимости. Несмотря на малость этой величины (поскольку при ), она определяет поток мощности внутрь металла, идущем на его нагрев.

Если ось z направлена внутрь Среды 2, а граница раздела совпадает с плоскостью , то на границе раздела соответственно должны выполняться следующие условия:

При такой постановке знаков, как это легко можно проверить, поток вектора Пойнтинга соответствующего тепловым потерям, будет все время направлен по положительному направлению оси z. Используя граничные условия Леонтовича в форме или в форме , необходимо видеть касательную составляющую магнитного вектора .

 

 

49. Интерференция.Интерференция в тонких пластинах

 

 

 

50. 49. Интерференция.Интерференция в кольцах Ньютона

 

 

Замедляющие поверхности

Замедляющей (импедансной) поверхностью называется граница раздела сред, на которой касательные составляющие векторов Е и Н переменного ЭМ поля (существующего по обе стороны от этой границы) сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90°. Благодаря этому поток вектора Пойнтинга в направлении нормали к замедляющей поверхности в среднем за период = 0, и перенос энергии ЭМ волнами возможен только в направлении, параллельном такой поверхности.

При решении граничных задач электродинамики для характеристики границ раздела часто используется параметр, называемый поверхностным импедансом (поверхностным сопротивлением), который равен отношению комплексных амплитуд касательных составляющих векторов Е и Н на этой поверхности.

 

 

- модуль комплексного поверхностного сопротивления

- аргумент (фаза) комплексного поверхностного сопротивления

Из-за фазового сдвига между касательными составляющими векторов Е и Н на замедляющей поверхности, ее поверхностный импеданс является чисто мнимой величиной.

 

Если Z положительно, то вдоль замедляющей поверхности распространяются поверхностные волны класса Е.

Если Z отрицательно, то вдоль замедляющей поверхности распространяются поверхностные волны класса Н.

Плоскими замедляющими поверхностями могут быть граница раздела двух диэлектриков, имеющих разные диэлектрические проницаемости (воздух - диэлектрик), и граница раздела диэлектрик - гребенчатая металлическая структура (воздух - гребенчатая металлическая структура).

 

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. DSM-IV-TR: Основные характеристики.
2. I. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ НАПИСАНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
3. I.1. Основные предпосылки и механизмы развития речевой деятельности
4. II. Основные задачи управления персоналом.
5. II. Основные принципы создания ИС и ИТ управления.
6. III. Основные идеологические течения в истории гражданского права. Идеализм и позитивизм
7. III. Основные учебники, учебные пособия, словари и хрестоматии.
8. IV. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
9. IV. Основные условия культуры
10. XIV. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
11. А. Основные отличия вирусов от других живых организмов.
12. А. Программирование работы гирлянды, работающей в режиме бегущей волны