Elektryczno ść i Magnetyzm
description
Transcript of Elektryczno ść i Magnetyzm
![Page 1: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/1.jpg)
Elektryczność i Magnetyzm
Wykład: Jan GajPokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski,
Tomasz Jakubczyk
Wykład dwudziesty ósmy 25 maja 2010
![Page 2: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/2.jpg)
Z poprzedniego wykładu
Falowód planarny i prostokątny zbudowany z metalu. Mody TE i TM, prędkość fazowa i grupowa.
Mikrofala: załamanie, odbicie (także całkowite wewnętrzne, tunelowanie)
Opis fali elektromagnetycznej na granicy ośrodków nieprzewodzących
Światło jako fala elektromagnetyczna, światłowód wielomodowy i jednomodowy
Fala elektromagnetyczna terahercowa
![Page 3: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/3.jpg)
Straty energii przy odbiciu (padanie prostopadłe) – nowy wariant
Gęstość mocy (na jedn. powierzchni) = gęstość objętościowa energii prędkość fali
220 HRvH f
22
222 H
dbI
dabI
bda
abRI
Gęstość mocy traconej = moc w warstwie naskórkowej na jedn. powierzchni
Dla miedzi = 1.7 10-8 m, przy 10 GHz d = 0.65 10-6 mOszacowanie względnej straty przy odbiciu: /dRf = 2.5 10-2 / 377 jest rzędu 10-4 – bardzo małe straty
Oszacowanie (dla próżni):
d
b
a
I
2120 fRv
2221 d
abaabd
abUR
dRf/ - rzędu 104 – kompletna bzdura!
Wyjaśnienie: pole na powierzchni jest sumą pól fali padającej i odbitej
![Page 4: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/4.jpg)
Wektor Poyntinga S = H
Rozważmy iloczyn wektorowy S = H. Ma on kierunek i zwrot wektora
propagacji k ze względu na prostopadłość i prawoskrętność układu
wektorów k, i H.
Jego długość jest równa gęstości mocy na jednostkę powierzchni dostarczanej przez falę.
Nosi on nazwę wektora Poyntinga i reprezentuje transport energii przez falę elektromagnetyczną.Strumień wektora Poyntinga reprezentuje moc fali elektromagnetycznej.
Gęstość energii w fali elektromagnetycznej wynosi
Hv
HHw εεε 100
20
20
Gęstość mocy dostarczana przez falę na jednostkę powierzchni prostopadłej
Hvw ε
![Page 5: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/5.jpg)
Anteny
![Page 6: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/6.jpg)
Antena dipolowa odbiorcza
+ + + + - - - -+ + + + - - - -
![Page 7: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/7.jpg)
Telefon komórkowy
900 MHz
![Page 8: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/8.jpg)
Widmo fal elektromagnetycznych
Promieniowanie terahercowe
Tu byliśmy
Podczerwień
![Page 9: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/9.jpg)
Spektrometr fourierowski
![Page 10: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/10.jpg)
Spektroskopia fourierowska
0 50 100 150 200 250 300
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
interferogram
0.0 0.1 0.20.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Frequency (Hz)
Am
plitu
de
-200-100
0100200300400500600
0.0 0.1 0.2Frequency (Hz)
Ang
le(d
eg)
widmo
FFT
Spektroskopia fourierowska jest wykorzystywana w obszarze od dalekiej podczerwieni do nadfioletu.
![Page 11: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/11.jpg)
Dalsza podczerwień (rzędu 10-5 m)
Źródło: przedmioty o temperaturze porównywalnej z pokojową
Wykrywanie: termostos, dioda z półprzewodnika o małej przerwie energetycznej, kamera termowizyjna
Właściwości: nie przechodzi przez szkło (efekt cieplarniany)
Zastosowanie: medycyna, budownictwo, ...
![Page 12: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/12.jpg)
Każdy z nas świeci!
![Page 13: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/13.jpg)
Daleka podczerwień grzeje
Albo ziębi?
![Page 14: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/14.jpg)
Promieniowanie termiczne
![Page 15: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/15.jpg)
Termowizja
![Page 16: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/16.jpg)
Efekt cieplarniany
![Page 17: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/17.jpg)
Efekt cieplarniany
![Page 18: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/18.jpg)
Bliska podczerwień (rzędu 10-6 m)
Źródło: dioda półprzewodnikowa (na przykład pilot)
Wykrywanie: efekt cieplny, fototranzystor, kamera video
Właściwości: podobne do światła widzialnego, w szczególności przechodzi przez szkło
Zastosowanie: telekomunikacja światłowodowa, pilot TV, ...
![Page 19: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/19.jpg)
Pilot źródłem (bliskiej) podczerwieni
![Page 20: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/20.jpg)
Sygnały pilota na oscyloskopie
![Page 21: Elektryczno ść i Magnetyzm](https://reader035.fdocuments.pl/reader035/viewer/2022070411/56814706550346895db44096/html5/thumbnails/21.jpg)
Transmisja danych w podczerwieni