|
| |
|
Слаботочка Книги ках с бпр * затухание волн, как известно, обусловлено необратимыми потерями энергии, а в проводниках оно вызывается главным образом отражением волн. Здесь сказывается комплексный характер волнового сопротивления и уменьшение его модуля I Zb I за счет проводимости среды: ZJ =  Реактивная составляющая волнового сопротивления проводящей среды такова, что сдвиг по фазе между составляющими Е и Н электромагнитной волны достигает 45°. Комплексный характер волнового сопротивления означает также, что в данной среде происходит интенсивное отражение падающих волн. Что касается уменьшения модуля Zb , то это в соответствии с зависимостью = EJ \ Zb 1 означает, что в несовершенных проводниках объемная плотность энергии магнитного поля значительно больше, чем электрического. Идеальные проводники имеют удельную проводимость у->оо и соответственно фазовую скорость v = О, длину волны Я = у = 0; волновое сопротивление Zb = О и электрическое поле с амплитудой Ет= \ Zb \ Нт = 0. Иначе говоря, тока смещения в идеальном проводнике нет и электромагнитные волны в него вовсе не проникают. 90. Оптические свойства электромагнитных волн Так как радиоволны подобно световым имеют природу электромагнитных колебаний, то они подчиняются общим законам оптики. Согласно этим законам радиоволны распространяются в однородной среде прямолинейно, а если однородность среды нарушается, то в зависимости от характера неоднородности они подвергаются отражению, преломлению, интерференции, дифракции и рефракции. Явление отражения заключается в том, что электромагнитные волны, падая на границу раздела двух сред с различными значениями диэлектрической и магнитной проницаемости, возвращаются в ту же среду. Это явление иллюстрируется рис. 13.29, где падающая волна с фронтом АВ, CD, достигнув плоскости раздела двух сред, вызывает появление отраженной волны с фронтом LG, MN. Отраженную волну молшо рассматривать как совокупность элементарных волн, возбуждаемых последовательно в точках С, Е, F, G. Так как в точку С падающая волна приходит раньше чем в точку G, то за это время волна, отраженная от точки С, успевает пройти 356 некоторое расстояние CL. Падающая и отраженная волны распространяются с одинаковой скоростью, а потому Cb = DG CG-sin 0пад = CGSin Эотр. Отсюда следует, что угол падения Эпад равен углу отражения 0отр. Явление преломления заключается в том, что электромагнитные волны при переходе из одной среды с параметрами е, pij в дру-  7пад OTP Рис. 13.29. Отражение электромагнитных волн. гую Среду с параметрами ег, Цг изменяют свою фазовую скорость, вследствие чего изменяется направление распространения электромагнитной волны (рис. 13.30). Каждая среда характеризуется определенным коэффициентом преломления п, равным отношению фазовых скоростей электромагнитной волны в вакууме и в данной среде. с 1 Можно считать, что для любого диэлектрика р.а = Цо- При этом условии показатель преломления (329) Если показатель преломления /г]> 1, что соответствует е 1, то при переходе электромагнитной волны из вакуума в данную среду фазовая скорость уменьшается. При /г < 1 фазовая скорость преломленной волны больше, чем падающей волны в вaкyyмe. * Здесь говорится о фазовой скорости электромагнитных волн, которая, как будет доказано в гл XIV, в общем случае не равна скорости распространения электромагнитной энергии. Последняя не может быть больше скорости света. За время, необходимое для того, чтооы точка D фронта CD падающей волны достигла границы раздела двух сред, преломленная волна из точки С проходит во второй среде расстояние CF: DE CF 02 где Vi - фазовая скорость электромагнитной волны в первой среде; v% - фазовая скорость электромагнитной волны во второй среде.  Рис. 13.30. Преломление электромагнитных волн. Из рис. 13.30 видно, что DE = CE- sin 0пад, CFCE sin 0пр. Следовательно, между углами падения Ояад и преломления бпр существует зависимость зшбпая £i £!,£. Оа О * Vi sin 6 (330) где til - показатель преломления первой среды; Л2--показатель преломления второй среды. Равенство (330) можно записать так: iSin0naA =/i2Sin0np, (331) т. е. произведение синуса угла падения (преломления) на соответствующий показатель преломления есть постоянная величина. Интерференцией называется сложение электромагнитных волн в пространстве. Свободное пространство является линейной системой и к нему применим принцип суперпозиции. Это значит, что результирующую волну следует рассматривать как совокуп-358 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 [118] 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |