Поверхностные электромагнитные волны. Поверхностные электромагнитные волны на плоских границах электропроводящих сред с высокой проводимостью, волна ценнека Поверхностные электромагнитные волны на границе земля воздух

Введение

История исследования длинных и коротких волн

Распространение волн коротковолнового диапазона

Общие свойства радиоволн.

Распространение поверхностных (земных) радиоволн.

Распространение пространственных радиоволн.

Распространение мириаметровых и километровых волн (сверхдлинных и длинных)

Распространение гектометровых (средних) волн.

Распространение декаметровых (коротких) волн.

Распространение волн короче 10 м. (УКВ и СВЧ-волны)

Заключение

Список литературы

Введение

Подобно световым волнам, радиоволны могут практически без потерь распространяться на большие расстояния в земной атмосфере, и это делает их полезнейшими носителями закодированной информации.

После появления уравнений Максвелла стало ясно, что они предсказывают существование неизвестного науке природного явления - поперечных электромагнитных волн, представляющих собой распространяющиеся в пространстве со скоростью света колебания взаимосвязанных электрического и магнитного поля. Сам Джеймс Кларк Максвелл первым и указал научному сообществу на это следствие из выведенной им системы уравнений. В этом преломлении скорость распространения электромагнитных волн в вакууме оказалась столь важной и фундаментальной вселенской константой, что ее обозначили отдельной буквой с в отличие от всех прочих скоростей, которые принято обозначать буквой v .

В XX веке электромагнитные волны начали прочно входить в быт людей. Еще до войны в квартирах горожан появились радиолы, затем – телевизоры, в 60-е годы распространившиеся необычайно широко. В 90-х годах в наш быт стали проникать радиотелефоны, микроволновые печи, пульты дистанционного управления телевизорами, видеомагнитофонами и т.д. Все эти приборы излучают или принимают электромагнитные волны.

История исследования длинных и коротких волн

электромагнитная радиоволна диапазон длина

К радиоволнам относят электромагнитные волны, частота которых находится в диапазоне до 3000 ГГц = 3·1012 Гц. Как видно из приведенного ниже рисунка, они занимают весьма скромную часть среди известных нам видов электромагнитных излучений.

К настоящему времени человечество научилось использовать для передачи информации электромагнитные волны вплоть до ультрафиолетового диапазона.

Как Вы знаете, освоение радиоволн началось с экспериментов Г.Герца. Он проводил свои опыты на волнах длиной до 67 см и доказал, что они обладают такими же свойствами, как и свет. В практически реализованных А.С.Поповым и Г.Маркони системах беспроволочной телеграфии использовались более длинные волны. Это было сделано интуитивно: для увеличения дальности действия требовалось излучать электромагнитные колебания большой мощности. Большую мощность можно было получить только от антенн больших размеров, а большие антенны могли излучать только волны большой длины.

В первую очередь беспроволочная связь была нужна флоту. Размер антенны на корабле ограничивался высотой мачт и расстоянием между ними. Поэтому для связи использовались волны длиной 150 – 200 м. Береговые станции имели более высокие и значительно более разнесенные мачты и поэтому использовали волны до 1000 м.

Увеличение дальности действия происходило очень быстро, и не только в пределах прямой видимости. Особенно впечатляющих результатов добился Маркони. Образованная им компания Wireless Telegraph and Signal Company Limited обладала достаточными средствами, в ней работали многие известные в то время специалисты, а сам Маркони отличался неуемной энергией.

В 1896 г. он продемонстрировал аппаратуру с дальностью связи в 3 км. Через год им была достигнута дальность связи 21 км. Еще через полтора года – 70 км. В начале 1901 года – 300 км. А в декабре 1901г. Г.Маркони установил связь между Англией и Северной Америкой на расстоянии около 3700 км. Об энергии, которую развил Маркони в деле пропаганды радиосвязи, можно судить хотя бы по тому факту, что Атлантический океан он пересек восемьдесят раз.

Передающая антенна (рис. сверху), обеспечивающая дальнюю связь, занимала много сотен метров. Приемная антенна представляла собой длинный провод, закрепленный на воздушном шаре. Вообще то в линиях дальней связи на приемном конце тогда использовались различные антенны, например, ромбическая, как показано на рисунке ниже.

О размерах этой антенны можете судить, сравнивая ее с размерами мебели в подсобном помещении на первом этаже.

Спустя два года была установлена связь и с Южной Америкой (10000 км) Ниже на рисунке показано, как с годами изменялась достигнутая дальность связи.

Но как проходили электромагнитные волны на другую сторону Земли, было совершенно непонятно. В начале своих опытов и Попов и Маркони предполагали, что радиоволны, подобно свету, распространяются прямолинейно. Однако связь, установленная Г.Маркони 12 декабря 1901 года между Нью-Фаундлендом (Канада) и юго-западной Англией (расстояние 3700 км) заставила исследователей отказаться от мысли о прямолинейности распространения радиоволн.

До объяснения этого факта было далеко, а опыт показывал, что для достижения большей дальности требовалась большая длина волны. И во втором десятилетии ХХ века стали строить станции для трансатлантической связи мощностью в сотни киловатт, на волнах длиною до 15000 – 20000 м. Кривая освоения диапазона длинных радиоволн показана ниже. К 1920 году длина волны достигла 30000 м и дальнейший ее рост прекратился. С одной стороны, это объяснялось тем, что слишком уж громоздкими становились антенные системы. А с другой стороны, низкая частота электромагнитной волны (частота колебания с длиной волны λ = 30000 м равна f = c/λ = 3*108/3*104 = 104 Гц = 10 кГц) позволяла передавать только низкочастотные сообщения.

А потребность в радиосвязи все увеличивалась. Поэтому вынуждены были осваивать высокочастотные диапазоны.

Но мешало одно обстоятельство. Экспериментально было установлено, что короткие волны (короче 200 м) распространялись прямолинейно и не огибали Землю, и для связи на большие расстояния не годились. Поэтому их сочли непригодными для дальней связи и отдали радиолюбителям. А радиолюбители и этому диапазону были рады и вскоре утерли нос профессионалам. В 1921 – 1923 гг. радиолюбители Америки и Европы на этих волнах, с небольшой мощностью передатчиков перекрыли Атлантический океан, а затем установили связь между материками-антиподами.

Радиолюбительское движение, едва возникнув, ознаменовалось фундаментальным открытием: коротковолновая радиосвязь, осуществленная передатчиками мощностью в единицы ватт, возникала и держалась устойчиво в течение заметного времени на дальностях, недоступных радиостанциям, работающим в диапазоне длинных волн, хотя мощность последних достигала сотен киловатт. Этот беспримерный в истории науки факт привлек внимание многих специалистов к коротким волнам, всюду началось их изучение.

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 Сёмкин Сергей Викторович, Смагин Виктор Павлович ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ, ВЫЗВАННЫЕ МОРСКИМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОЛНАМИ Адрес статьи: Статья опубликована в авторской редакции и отражает точку зрения автора(ов) по данному вопросу. Источник Альманах современной науки и образования Тамбов: Грамота, (59). C ISSN Адрес журнала: Содержание данного номера журнала: Издательство "Грамота" Информация о возможности публикации статей в журнале размещена на Интернет сайте издательства: Вопросы, связанные с публикациями научных материалов, редакция просит направлять на адрес:

2 194 Издательство «Грамота» Рис. 3. Заполнение компетенций Для разработки информационной системы учета объектов интеллектуальной системы. Был выбран язык программирования PHP, так как данный язык программирования позволяет создавать динамические webстраницы и связывать их с БД, реализованной на MySQL. Этот подход позволяет разместить систему в сети Интернет и обращаться к ней с любой точки без дополнительных программных продуктов. Разработанная информационная система учета объектов интеллектуальной собственности способствует: - сокращению времени, затрачиваемого на участие в выработке и осуществлении единой патентной и лицензионной политике организации; - перераспределению нагрузки сотрудников организации; - повышению оперативности учета и контроля над регистрацией ОИС и своевременной регистрации отчетов по ним. Информационная система учета объектов интеллектуальной собственности дает возможность удобного и надежного хранения и управления данными отдела, возможность подготовки документов на подачу заявки на официальную регистрацию программы для ЭВМ или базы данных. Это позволит существенно повысить качества услуг по защите и охране РИД, увеличит эффективность работы с объектами интеллектуальной собственности. Список литературы 1. Всероссийский научно-технический информационный центр [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения:). 2. Интеллектуальная собственность: товарный знак, изобретение, патентование, патентный поверенный, патентное бюро, Роспатент [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения:). 3. Сергеев А. П. Право интеллектуальной собственности в Российской Федерации: учебник. М., с. 4. Федеральный институт промышленной собственности [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения:). УДК Физико-математические науки Сергей Викторович Сёмкин, Виктор Павлович Смагин Владивостокский государственный университет экономики и сервиса ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ, ВЫЗВАННЫЕ МОРСКИМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОЛНАМИ 1. Введение Морская вода, как известно, представляет собой проводящую жидкость благодаря наличию в ней ионов разных знаков. Ее электрическая проводимость, в зависимости от температуры и солености, может Сёмкин С. В., Смагин В. П., 2012

3 ISSN Альманах современной науки и образования, 4 (59) меняться на поверхности океана в пределах 3-6 Сим/м. Макроскопические движения морской воды в геомагнитном поле могут сопровождаться возникновением электрических токов, которые, в свою очередь, генерируют дополнительное магнитное поле. На это индуцированное поле оказывают влияние целый ряд различных факторов. Во-первых - вид гидродинамического источника - морские поверхностные волны , внутренние волны , течения и приливы, длинные волны типа цунами и т.д. Индуцированное электромагнитное поле может создаваться и другими типами макроскопического движения воды - акустическими волнами и искусственными источниками - подводными взрывами и корабельными волнами . Во-вторых, на это поле может влиять электрическая проводимость донных пород и топография морского дна . Можно так же отметить, что задача, аналогичная вычислению индуцированного поля в морской среде, возникает и в сейсмологии - движение литосферы в магнитном поле Земли приводит к возникновению индуцированных токов. Одним из направлений исследования пространственно-временной структуры индуцированного поля является случай, когда оно генерируется двумерной поверхностной волной . Расчет индуцированного поверхностной волной электромагнитного поля можно производить в различных приближениях и для различных моделей морской среды. Поле, индуцированное морскими поверхностными волнами в приближении бесконечно глубокого океана, было рассчитано в работах , а в работе теоретически исследованы поля, индуцированные ветровыми волнами в мелководных зонах с учетом конечной переменной глубины. Более сложная гидродинамическая модель морского волнения - вихревые волны с конечным гребнем рассматривались в . То есть, возможно значительное количество различных вариантов постановки задачи, в зависимости от того, влияние каких именно факторов требуется учесть. В данной работе мы исследуем влияние электрических и магнитных свойств донных пород, а именно - их магнитной проницаемости и электрической проводимости, на индуцированное электромагнитное поле. Обычно исследование влияния на магнитное поле свойств донных пород ограничивается учетом только электрической их проводимости , поскольку донные породы, как правило, не имеют выраженных магнитных свойств. Однако, в прибрежной зоне океана вполне возможна ситуация, когда у донных пород имеются и магнитные свойства. Кроме того, оказывается [Там же], что для потенциального движения жидкости возникновение токов в донных породах возможно только за счет индукционных эффектов - члена в уравнениях Максвелла. И отбрасывание этого слагаемого (квазистатическое приближение) приводит к тому, что индуцированное поле вообще не зависит от проводимости донных пород. Поэтому, мы рассмотрим такую постановку задачи об определении индуцированного поверхностной волной электромагнитного поля, в которой дно имеет не только электрическую проводимость, но и магнитные свойства, а так же будем учитывать эффект самоиндукции. 2. Основные уравнения и граничные условия Для решения задачи об определении электромагнитного поля, индуцированного движением морской воды в геомагнитном поле, используется система уравнений Максвелла: (1) Связь между парами векторов и (материальные уравнения) а также выражение для плотности тока различны в разных средах. Будем полагать, что в воздухе (среда I) связь между векторами, характеризующими электромагнитное поле такая же, как в вакууме, а электрические токи и объемные заряды отсутствуют:, (2) Морскую воду (среда II) будем считать однородной как по гидродинамическим, так и по электромагнитным свойствам. Материальные уравнения в системе координат, относительно которой жидкость движется, описаны в . Считая скорость движения воды малой, а индуцированное магнитное поле значительно меньшим геомагнитного поля, получим: , (3) (4) где и - электрическая проницаемость и проводимость морской воды. Рассмотрим вопрос об объемных электрических зарядах внутри воды. Из уравнений (1), соотношения (3), закона Ома (4) и условия сохранения электрического заряда получим: (5) Для случая стационарного процесса, когда и, решение (5) имеет вид: где - характерное время установления стационарного состояния. При,. Это значит, что любой установившийся гидродинамический и гидроакустический процессы можно

4 196 Издательство «Грамота» считать установившимся и в электродинамическом смысле. Поскольку циклические частоты даже ультразвуковых волн не превосходят, с хорошей точностью можно считать, что Таким образом, при потенциальном движении морской воды () объемные заряды в морской воде отсутствуют. Донные породы (среда III) будем полагать полубесконечной однородной средой с проводимостью, диэлектрической и магнитной проницаемостями и соответственно. Материальные уравнения и закон ома в этой среде выглядят следующим образом:, (6) Объемная плотность электрических зарядов в среде III подчиняется уравнению, аналогичному (5), но с нулевой правой частью. Поэтому, в стационарном периодическом режиме. Характерное время установления равновесия того же порядка, что и. Как показано в , граничные условия на границах I-II и II-III имеют для малых скоростей движения воды такой же вид, как и для неподвижных сред. То есть, на границе I-II:, (7) На границе II-III:, (8) Поверхностные плотности зарядов и заранее не известны и находятся при решении задачи. 3. Двумерная поверхностная волна Рассмотрим двухмерную поверхностную волну, распространяющуюся в направлении оси (ось направлена вертикально вверх, а плоскость совпадает с невозмущенной поверхностью воды). Скорости частиц жидкости будут такими :, (9) - глубина моря., и связаны дисперсионным соотношением (10) Введем углы и, определяющие ориентацию вектора геомагнитного поля (в исходной системе координат) следующим образом: То есть, - это угол между вертикалью и вектором, зависящий от широты места, а - угол между направлением распространения волны и проекцией вектора на горизонтальную плоскость. Решение системы (1) будем искать в виде Подставляя эти выражения в (1), получим: (11) (12) (13) (14) (15) { () (16) { (17) { () (18) Уравнения (11)-(18) можно разбить на две группы: уравнения (11), (13), (16) и (18) для компонент, и и уравнения (12), (14), (15) и (17) для компонент, и. Уравнения второй группы решаем следующим образом. и выразим через: а уравнения для имеют вид Здесь,. Находя общее решение (20) и используя (19), получим в среде I: (19) (20)

5 ISSN Альманах современной науки и образования, 4 (59) в среде II:, (21) (22) в среде III:, (23) Для определения коэффициентов, и используем граничные условия (7) и (8) Исключая и, сведем систему к двум уравнениям для и которые запишем в матричном виде: () () () Решая эту систему, находим коэффициенты, и через которые выражаются компоненты электромагнитного поля, и. Аналогичным образом решим систему уравнений (11), (13), (16) и (18) для компонент, и а уравнения для имеют вид Компонента выражается из (19). Решая (25) и используя (23) и (19) найдем компоненты в среде I: в среде II: (24) (25) (26) (27) в среде III: Используя граничные условия (7) и (8), получим: (28) Отсюда и. Таким образом, во всех трех средах и { (29) { (30) Компонента имеет разрывы на границах между средами. Это означает, что на границах имеются поверхностные заряды, плотности которых определяются из условий (7) и (8): (граница I-II) (31) (граница II-III) (32) Из полученного решения следует, что компоненты плотности тока и равны нулю во всех трех средах, что согласуется с условием сохранения электрического заряда. Компонента не равна нулю и

6 198 Издательство «Грамота» по порядку величины есть. Существование периодически меняющихся поверхностных зарядов на первый взгляд противоречит условию: поскольку среда не сверхпроводящая, поверхностные токи отсутствуют, и изменение поверхностного заряда может быть связано только с существованием нормальной к границе компоненты объемного тока. Величину этой компоненты найдем из условия сохранения заряда Таким образом, отношение будет порядка что для морской воды и типичных частот ветровых волн составляет примерно. То есть, при отбрасывании мы не выходим за пределы точности, с которой рассматриваются материальные уравнения (2), (4) и (6) и граничные условия (7) и (8). 4. Результаты расчетов и выводы Таким образом, для двумерной поверхностной волны, имеющей произвольное направление относительно магнитного меридиана, мы рассчитали компоненты магнитного и электрического полей во всех средах, а так же поверхностные электрические заряды на дне и свободной поверхности. Влияние электрических и магнитных свойств донных пород на индуцированное волной магнитное поле проявляется следующим образом. Рис. 1 На Рис. 1 показаны зависимости равных над поверхностью амплитуд компонент и (в единицах) от периода волны для волн одинаковой амплитуды. Кривая 2 соответствует случаю немагнитного и непроводящего дна (,), кривая 1 - случаю немагнитного проводящего дна (,), кривая 4 - случаю магнитного непроводящего дна (,), а кривая 3 - случаю магнитного проводящего дна (,). Все кривые рассчитаны для случая,. Оказывается, что для любого значения периода волны, индуцированное поле монотонно растет с ростом магнитной проницаемости дна и падает с ростом его проводимости. Зависимость магнитного поля от периода волны может быть как монотонно растущей, так и имеющей максимум - в зависимости от ориентации волны по отношению к геомагнитному полю. Рис. 2

7 ISSN Альманах современной науки и образования, 4 (59) На Рис. 2 приведены зависимости индуцированного магнитного поля (в тех же единицах, что и на Рис. 1) от глубины моря (в километрах) для волн с периодом при,. Кривые 1, 2, 3 и 4 соответствуют значениям, равным 1, 2, 10 и 100. Из полученных результатов можно сделать следующие общие выводы: 1. Объемные электрические заряды не возникают ни в морской воде, ни в проводящих донных породах в случае потенциального движения морской воды. 2. Поверхностные электрические заряды (30), (31) определяются только компонентой геомагнитного поля, амплитудой и частотой волны и глубиной океана и не зависят от магнитной проницаемости и электрической проводимости донных пород и морской воды. 3. Вдольгребневая компонента индуцированного магнитного поля равна нулю во всех средах. 4. Вдольгребневая компонента индуцированного электрического поля равна нулю в квазистатическом приближении, а компоненты и, как и поверхностные электрические заряды, не зависят от электрических и магнитных свойств воды и донных пород. 5. Для всех значений глубины океана и периода волны величина индуцированного магнитного поля монотонно растет к конечному предельному значению с ростом магнитной проницаемости донных пород и монотонно падает с ростом их проводимости. Список литературы 1. Горская Е. М., Скрынников Р. Т., Соколов Г. В. Вариации магнитного поля, индуцированные движением морских волн на мелководье // Геомагнетизм и аэрономия С Гульельми А. В. Ультранизкочастотные электромагнитные волны в коре и магнитосфере Земли // УФН Т С Зоммерфельд А. Электродинамика. М., Савченко В. Н., Смагин В. П., Фонарев Г. А. Вопросы морской электродинамики. Владивосток: ВГУЭС, с. 5. Семкин С. В., Смагин В. П., Савченко В. Н. Магнитное поле инфразвуковой волны в океаническом волноводе // Геомагнетизм и аэрономия Т С Сёмкин С. В., Смагин В. П., Савченко В. Н. Генерация возмущений магнитного поля при подводном взрыве // Известия РАН. Физика атмосферы и океана Т С Смагин В. П., Семкин С. В., Савченко В. Н. Электромагнитные поля, индуцированные корабельными волнами // Геомагнетизм и аэрономия Т С Сретенский Л. Н. Теория волновых движений жидкости. М.: Наука, с. 9. Фонарев Г. А., Семенов В. Ю. Электромагнитное поле морских поверхностных волн // Исследование геомагнитного поля на акваториях морей и океанов. М.: ИЗМИРАН, С Fraser D. C. The Magnetic Fields of Ocean Waves // Geophys. Journal Royal Astron. Soc Vol P Larsen J. C. Electric and Magnetic Fields Induced by Deep Sea Tides // Geophys. Journal Royal Astron. Soc Vol. 16. P Pukhtyar L. D., Kukushkin A. S. Investigation of the Electromagnetic Fields Induced by Sea Motion // Physical Oceanography Vol P Sanford T. B. Motionally Induced Electric and Magnetic Fields in the Sea // J. Geophys. Res Vol P Warburton F., Caminiti R. The Induced Magnetic Field of Sea Waves // J. Geophys. Res Vol P Weaver J. T. Magnetic Variation Associated with Ocean Waves and Swell // J. Geophys. Res Vol P УДК 34 Юридические науки Виктория Витальевна Сидоренко, Айгуль Шарифовна Галимова Башкирский государственный университет ПРОБЛЕМА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ Рабочее время является важной категорией в организации труда на предприятии. Представляет собой время, в течение которого работник в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка и условиями трудового договора должен исполнять трудовые обязанности, а также иные периоды времени, которые в соответствии с законами и иными правовыми актами относятся к рабочему времени . Рабочее время является естественной мерой труда, существуя при этом как многоплановая категория, т.к. от продолжительности рабочего времени зависит общее состояния здоровья и жизнедеятельности человека. Продолжительность и интенсивность рабочего времени прямо влияет на продолжительность времени отдыха необходимого человеку для восстановления сил, потраченной энергии, выполнения семейных обязанностей по воспитанию и т.д. Поэтому строжайшее соблюдение законодательства о рабочем времени одновременно является обеспечением важнейшего конституционного права человека - права на отдых. Регулирование рабочего времени решает такие важнейшие задачи как: установление возможного участия граждан в общественном труде, обеспечение охраны труда, соблюдение гарантия права на отдых . Сидоренко В. В., Галимова А. Ш., 2012

Теория линий передачи Распространение электромагнитной энергии по направляющим системам Направляющая система это линия, способная передавать электромагнитную энергию в заданном направлении. Таким канализирующим

4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ 4.. Волновое уравнение электромагнитной волны Из уравнений Максвелла следует вывод о том что электромагнитное поле способно существовать без электрических зарядов и токов. При

Центр обеспечения качества образования Институт Группа ФИО МОДУЛЬ: ФИЗИКА (ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ + КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ (МОДУЛЬ 5 И 6)) 1 Верные утверждения 1) магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены

УДК 535.361 В. С. Г о р е л и к, В. В. Щ а в л е в ОТРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ОТ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ Получены новые соотношения для коэффициентов

Электромагнитные волны. 1. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны.. Основные свойства электромагнитных волн. 3. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнинга. 4. Излучение диполя. 1.

I..3 Основные свойства электромагнитных волн. 1. Поперечность и ортогональность векторов E r и H r Система уравнений Максвелла позволяет корректно описать возникновение и распространение электромагнитных

УДК 539. 25 ТОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕОДНОРОДНЫХ ВОЛН С ПЛОСКОЙ ГРАНИЦЕЙ Х.Б. Толипов Анализ характеристик рассеянного волнового поля является классической задачей геофизики, ультразвуковой

ТИПОВЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕСТУ (ч.) Уравнения Максвелла 1. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля имеет вид: Укажите следствием каких уравнений являются следующие утверждения: в природе

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2006. Т. 47, N- 3 43 УДК 551.466.3 К ТЕОРИИ СТАЦИОНАРНЫХ ВОЛН НА ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ТЕЧЕНИИ С ЛИНЕЙНЫМ ПРОФИЛЕМ СКОРОСТИ А. А. Зайцев, А. И. Руденко Атлантическое

5 Направляемые волны Направляемая волна это волна которая распространяется вдоль заданного направления Приоритетность направления обеспечивается направляющей системой 5 Основные свойства и параметры направляемой

Кинетическая индуктивность зарядов и её роль в классической электродинамике Менде Ф. Ф. Диэлектрическая и магнитная проницаемость материальных сред являются фундаментальными параметрами, которые входят

Декабрь 1992 г. Том 162, 12 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК МЕТОДИЧЕСКИЕ ЗАМЕТКИ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ РЕАКТИВНЫХ КОМПОНЕНТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ А.А. Колоколов, (Московский физико-технический институт, Московский станкоинструментальный

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N o 2.11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ПОМОЩЬЮ ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ Цель работы Целью данной работы является изучение процесса распространения электромагнитных

Факультатив Метод последовательных приближений вычисления квазистационарных электромагнитных полей (этого вопроса нет в учебниках) Если электромагнитные поля изменяются во времени медленно, то уравнения

Сафронов В.П. 2012 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА - 1 - Глава 17 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ Система из четырех уравнений Максвелла полностью описывает электромагнитные процессы. 17.1. ПЕРВАЯ ПАРА

4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Колебательным контуром называют электрическую цепь составленную из конденсаторов и катушек в которой возможен колебательный процесс перезарядки конденсаторов Этот процесс

Магнитное поле прямолинейного проводника с током Основные теоретические сведения Магнитное поле. Характеристики магнитного поля Подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды,

1 ЛЕКЦИЯ 21 Электростатика. Медленно меняющиеся поля. Уравнение Пуассона. Решение уравнения Пуассона для точечного заряда. Потенциал поля системы зарядов. Напряженность электрического поля системы зарядов.

1 Давление и импульс электромагнитных волн Давление электромагнитной волны на поверхность идеального проводника 1. Электромагнитные волны, отражаясь или поглощаясь в телах, оказывают на них давление. Это

ЛЕКЦИЯ 21 Электростатика. Медленно меняющиеся поля. Условия медленно меняющихся полей. Уравнение Пуассона. Решение уравнения Пуассона для точечного заряда. Потенциал поля системы зарядов. Напряженность

W09 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. ПОЛЯРИТОНЫ. Перейдем к рассмотрению особенностей электромагнитных волн в различных средах. Всем известные уравнения Максвелла будем использовать в виде 1 B div D 0 rot E t (1)

Занятие 17 Тема: Волновое движение Электромагнитная волна Цель: Уравнение бегущей гармонической волны Смещение, фаза, волновой вектор Энергия волны Вектор Пойнтинга-Умова Стоячая волна Краткая теория Волновые

1 1 Условие квазистационарности поля Квазистационарное переменное электромагнитное поле - это приближенный способ описания электромагнитного поля при котором можно пренебречь током смещения в системе уравнений

Хмельник С.И. Новое решение уравнений Максвелла для сферической волны Оглавление. Введение. Решение уравнений Максвелла 3. Потоки энергии 4. О продольной волне 5. Заключение Приложение Литература Таблицы

Семестр Лекция Волны Волны. Уравнение плоской монохроматической волны. Волновое уравнение. Вопросы. Волна. Фронт волны. Волновая поверхность. Поперечные и продольные волны (примеры. Уравнение плоской волны.

ТЕМА 16 УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА 161 Ток смещения 162 Единая теория электрических и магнитных явлений Максвелла Система уравнений Максвелла 164 Пояснения к теории классической электродинамики 165 Скорость распространения

Тема: Законы переменного тока Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц или макроскопических тел Переменным называется ток, который с течением времени изменяет свою величину

1 7. Уравнения Максвелла и электромагнитные волны 7.1. Уравнения Максвелла До сих пор мы изучали уравнения Максвелла небольшими фрагментами. Теперь пора прибавить последнюю часть и соединить их все воедино.

Электростатика ТИПОВЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕСТУ 1 (ч. 2) 1. Поле создано бесконечной равномерно заряженной нитью с линейной плотностью заряда +τ. Укажите направление градиента потенциала в точке А. 2. Каждый из

Экзамен Условие фазового синхронизма (продолжение Обойти это препятствие можно за счет двулучепреломления (два разных показателя преломления в кристалле Дело в том, что в кристалле распространяются две

Сокращения: Опр Ф-ка Ф-ла - Пр - определение формулировка формула пример 1. Электрическое поле 1) Фундаментальные свойства заряда (перечислить) 2) Закон Кулона (Ф-ла, рис) 3) Вектор напряженности электрического

ЛИЦЕЙ 1580 (ПРИ МГТУ ИМ.Н.Э.БАУМАНА) КАФЕДРА «ОСНОВЫ ФИЗИКИ», 11КЛАСС, 3 СЕМЕСТР 2018-2019 УЧЕБНЫЙ ГОД Вариант 0 Задача 1. Топкое прополочное кольцо площади S = 100 см. 2 -, имеющее сопротивление R = 0,01

Л17 Теория электромагнитного поля Максвелла основана на следующих положениях 1. Всякое изменение магнитного поля создает в окружающем пространстве вихревое Е.. Всякое изменение электрического поля (ток

Семинар 3 Электромагнитные волны Основной материал семинара изложен в конспекте лекций по оптике Здесь только дополнительные моменты 1 В вакууме распространяется электромагнитная волна электрическая составляющая

Ошибка Лоренца и Воронежской группы АНАЛИЗ. Беляев Виктор Григорьевич, гор. Фастов. [email protected] Аннотация. Применение, каких либо преобразований координат к уравнениям Максвелла с целью доказательства

Тема 3. Электромагнитные волны в веществе. П.1. ЭМВ в веществе П.2. Дисперсия. П.3. ЭМВ в проводящем веществе П.4. Дисперсия и затухание ЭМВ в диэлектрике П.5. Поляризация 1 П.1. ЭМВ в веществе Проблема:

Движение заряженных частиц в электрическом поле Основные теоретические сведения На заряд Q, помещенный в электростатическое поле напряженностью E действует кулоновская сила, равная F QE Если напряженность

Лекция 5 Распространение волн Отражение и преломление звука k k sin k os При падении звуковой волны ω на границу раздела двух сред характеризуемых скоростью звука с и с соответственно возникает отраженная

Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск 68 www.a.ru/scece/rudy/ УДК 537.87+6.37 Решение задачи рассеяния на протяженных цилиндрических телах различного сечения Гиголо А. И. * Кузнецов Г. Ю. ** Московский

1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 38 ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Цель работы: изучение свойств электромагнитных волн и методов их индикации. Теоретическое введение Максвелл теоретически доказал (основываясь

Ленгмюровская частота и её значение для физики плазмы Ф Ф Менде Ленгмюровская частота очень важным электродинамическим параметром представляет резонанс тока смещения и тока проводимости при наложение на

ВАРИАНТ 1 1. Относительно статических электрических полей справедливы утверждения: а) электростатическое поле действует на заряженную частицу с силой, не зависящей от скорости частицы, б) силовые линии

Лекция 11 План 1. Оптические явления на границе раздела сред: отражение и преломление поляризованного света на границе раздела.. Формулы Френеля. 3. Эффект Брюстера. 4. Изменение фазы световой волны при

Общая физика. сем. 2 Лекция 12 Электромагнитные волны (продолжение) План лекции: 1. Интенсивность электромагнитных волн. 2. Импульс электромагнитных волн. 3. Стоячая электромагнитная волна. 4. Излучение

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ УДК 5.9 ПОВЕРХНОСТНЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНЫЕ ВОЛНЫ НА СЛОЕ ЖИДКОГО ПРОВОДНИКА Тактаров Н.Г. Егерева Э.Н. Мордовский государственный университет г. Саранск Исследовано

29 Условия на границе раздела двух сред div(D) = ρ Для электрического поля уравнения Максвелла 1 B для D2n D1n = σ границы раздела двух сред превращаются в граничные условия, E2τ E1τ где n= n1 2, σ поверхностная

Лекция 8 Малые возмущения в газах Рассмотрим распространение малых возмущений в среде Пусть равновесное состояние среды описывается параметрами p V а отклонения от этих значений в каждой точке пространства

Основные экзаменационные вопросы по 2 части Основные. 1. Напряженность электрического Принцип суперпозиции. 2. Потенциал электрического 3. Поток вектора напряженности. Закон Гаусса. 4. Электростатическое

1 Вывод уравнений для возмущений течения жидкости 1.1 Возмущения в виде бегущих волн Запишем полную систему уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости, состоящую из уравнения неразрывности и трёх уравнений

Раздел I. Обратные задачи В.И Дмитриев. О ЕДИНСТВЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ. Введение. Вопрос единственности решения обратной задачи является важной составляющей

Электромагнитные волны Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл проанализировал все известные к тому времени законы

Глава 14 Уравнение Максвелла 115 Вихревое электрическое поле Изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле E B, циркуляция которого E dl B = E Bl dφ dl =, (1151) dt где E Bl проекция

Уравнения Власова в концепции скалярно-векторного потенциала Ф. Ф. Менде В настоящее время уравнения Власова являются основными уравнениями электродинамики плазмы в которых электромагнитные поля самосогласованы

Хмельник С. И. Электромагнитная волна в проводе переменного тока Аннотация Предлагается решение уравнений Максвелла для провода переменного тока. Рассматривается структура токов и потоков энергии. Оглавление.

Поверхностный эффект не терпит поверхностного отношения I.4 Скин-эффект 1 Качественный анализ Рассмотрим теперь физику скин эффекта. Если в однородном проводнике имеется постоянный ток, то плотность тока

Моделирование физических явлений с помощью систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Описание движения в поле тяжести с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений Физические явления, рассматриваемые

Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент t = 0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б представляют

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ НЭ БАУМАНА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СОРЕВНОВАНИЯ ОЛИМПИАДЫ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» ПО КОМПЛЕКСУ ПРЕДМЕТОВ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ» ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ

Хмельник С. И. Еще о природе Земного магнетизма Аннотация Предлагается и обсуждается гипотеза о природе Земного магнетизма. Оглавление. Введение. Электромагнитная волна в сферическом конденсаторе 3. Магнитное

3. Лабораторная работа 21 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Цели работы: 1) экспериментально исследовать квазистационарное электрическое поле, построить картину эквипотенциальных поверхностей и линий

1. Два положительных заряда q 1 и q 2 находятся в точках с радиус-векторами r 1 и r 2. Найти отрицательный заряд q 3 и радиус-вектор r 3 точки, в которую его надо поместить, чтобы сила, действующая на

Федеральное агентство по образованию ОУ ВПО Уральский государственный технический университет-упи Электромагнитная индукция. Уравнения Максвелла Вопросы для программированного контроля по физике Екатеринбург

ЛЕКЦИЯ 9 ПЛАЗМЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ На прошлых лекциях рассматривались элементарные возбуждения в системах, которые находятся в термодинамическом равновесии. Например, когда изучались сверхтекучесть и сверхпроводимость,

Распространение KB ионосферной волной происходит путем последовательного отражения от слоя F (иногда слоя Е) ионосферы и поверхности Земли. При этом волны проходят через нижнюю область ионосферы - слои Е и D, в которых претерпевают поглощение (рис. 5, а). Для осуществления радиосвязи на KB должны быть выполнены два условия: волны должны отражаться от ионосферы и напряженность электромагнитного поля в данном месте должна быть достаточной для приема, т. е. поглощение волны в слоях ионосферы не должно быть слишком большим. Эти два условия ограничивают диапазон применимых рабочих частот.

Для отражения волны необходимо, чтобы рабочая частота была не слишком высокой, а электронная плотность ионосферного слоя достаточной для отражения этой волны в соответствии с (3-44). Из этого условия выбирается максимальная применимая частота (МПЧ), являющаяся верхней границей рабочего диапазона.

Второе условие ограничивает рабочий диапазон снизу: чем ниже рабочая частота (в пределах коротковолнового диапазона), тем сильнее поглощение волны в ионосфере (см. рис. 5). Наименьшая применимая частота (НПЧ) определяется из условия, что при данной мощности передатчика напряженность электромагнитного поля должна быть достаточной для приема.

Электронная плотность ионосферы меняется в течение суток и в течение года. Значит, изменяются и границы рабочего диапазона, что приводит к необходимости изменения рабочей длины волны в течение суток:

Днем работают на волнах 10-25 м, а ночью на волнах 35-100 м.

Необходимость правильного выбора длины волны для сеансов связи в различное время усложняет конструкцию станции и работу оператора.

Зоной молчания KB называют кольцевую область, существующую на некотором расстоянии от передающей станции, в пределах которой невозможен прием радиоволн. Появление зоны молчания объясняется тем, что земная волна затухает и не достигает этой области (точка 6 на рис. 3-39, а), а для ионосферных волн, падающих под малыми углами на ионосферу, не выполняются условия отражения (3-44). Пределы зоны молчания (ВС) расширяются при укорочении длины волны и снижении электронной плотности.

Замирания в диапазоне KB более глубоки, чем в диапазоне СВ. Основной причиной замираний является интерференция лучей, распространяющихся путем одного и двух отражений от ионосферы (рис. 3-39, о). Помимо этого замирания вызываются рассеянием радиоволн на неоднородностях ионосферы и интерференцией рассеянных волн (рис. 3-39,6), а также интерференцией обыкновенной и необыкновенной составляющих магниторасщепленной волны (рис. 3-39,в). Обработка измерений за короткие.интервалы времени (до 5 мин) показала, что ф-ции распределения амплитуд близки к распределению Рэлея (3-54). В течение больших интервалов времени наблюдений распределение ближе к логарифмически нормальному со среднеквадратичным отклонением 6±1,25 дБ. В обоих случаях разность между уровнями напряженности поля сигнала, превышаемыми в течение 10 и 90% времени, составляет 16±3,2 дБ.

Скорость замирания (§ 3-6) лежит в пределах 6 - 16 замираний в минуту. На линиях протяженностью 3000 км скорость замираний в 2 - 6 раза меньше, чем на линии протяженностью 6000 км. Интервал времени корреляции колеблется в пределах?о = 4,5 - 1,5 с. Масштаб пространственной корреляции зависит от протяженности линии радиосвязи, рабочей частоты, характера неоднородностей ионосферы и лежит в пределах rо==210-560 м (10 - 25?). Для борьбы с замираниями применяется прием па разнесенные антенны. Направление разноса рекомендуется выбирать перпендикулярным к направлению трассы, расстояние разноса берут порядка масштаба корреляции 10?. Сигналы, принятые на разнесенные антенны, складывают после детектирования. Эффективным является разнесение по поляризации - прием на две антенны, имеющие взаимно перпендикулярную поляризацию. Используются также приемные антенны с
узкой диаграммой направленности, ориентированной на прием только одного из лучей.

При благоприятных условиях распространения KB могут огибать земной шар один и несколько раз. Тогда помимо основного сигнала может быть принят второй сигнал, запаздывающий примерно на 0,1 с и называемый радиоэхо. Радиоэхо оказывает мешающее действие, на линиях меридионального направления.