Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
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.
ДОБАВИТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИМ
Детектирование (или демодуляция) – процесс выделения низкочастотных колебаний (колебаний звуковой частоты) из модулированных колебаний высокой частоты
Ширина канала связи – полоса частот, необходимая для передачи данного сигнала
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
Электромагнитные колебания — это колебания электрических и магнитных полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, тока и напряжения.
Простейшей замкнутой электрической системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур.
Колебательный контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора, включенных параллельно друг другу.
Обычно активное сопротивление проводов катушки пренебрежимо мало (R ≈ 0)
Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по катушке потечет ток разряда конденсатора. Сила тока не сразу достигает максимального значения, а увеличивается постепенно. Это обусловлено явлением самоиндукции в катушке.
В момент, когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля конденсатора станет равной нулю. Энергия же тока (энергия магнитного поля катушки) согласно закону сохранения энергии будет максимальной. Следовательно, в этот момент сила тока также достигнет максимального значения
Несмотря на то что к этому моменту разность потенциалов на концах катушки становится равной нулю, электрический ток не может прекратиться сразу. Этому препятствует явление самоиндукции. Как только сила тока и созданное им магнитное поле начнут уменьшаться, возникает вихревое электрическое поле, которое направлено по току и поддерживает его.
Индукционный ток, в соответствии с правилом Ленца, теперь будет течь в ту же сторону что и спадающий ток разряда конденсатора и перезарядит конденсатор.
В результате конденсатор перезаряжается до тех пор, пока ток, постепенно уменьшаясь, не станет равным нулю.
Энергия магнитного поля в этот момент также будет равна нулю, а энергия электрического поля конденсатора опять станет максимальной.
Когда ток прекратится, процесс повторится в обратном направлении.
Электромагнитные колебания в колебательном контуре сопровождаются взаимными превращениями электрического и магнитного полей.
В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов.
Энергия электрического поля конденсатора (WCmax = ) в колебательном контуре переходит в энергию магнитного поля катушки (WLmax = ) и обратно.
Поэтому эти колебания называют электромагнитными.
Для полной энергии системы в любой момент времени возможно записать:
WC + WL = + = + = const (учитывая, что по определению емкости С = )
Как известно, для полной цепи e = u + iR
e = u + iR, e = ei = -L = - Li’ Þ - Li’ = + iR (учитывая, что С = )
i = = q’(по определению тока, как скорости изменения заряда)
i’ = q’’
Окончательно имеем дифференциальное уравнение колебательного контура:
- Li’ = + iR Þ lq’’ + Rq’ + = 0
Полагая, что в идеальном случае R » 0, получим дифференциальное уравнение:
Lq’’ + = 0 Þ q’’ + q = 0
Решением этого дифференциального уравнения является функция:
q = qmaxcos(ω0t + φ) , где ω0 =
Колебания в контуре будут гармоническими.
Величину w0 называют собственной круговой (циклической) частотой колебаний в контуре. Она равна числу колебаний за 2π секунд:
ω0 =
Найдём связь между периодом колебаний Т и собственной частотой контура ω0.
Значения колеблющейся величины в моменты времени t1 и t2 = t1+T, где Т — период колебания, согласно определению периода равны между собой:
q(t1) = qmax cos(ω0t1 + φ)
q(t2) = qmax cos(ω0t2 + φ) = qmax cos(ω0(t1+Т) + φ)
q(t1) = q(t2) = qmax cos(ω0t1 + φ) = qmax cos(ω0t1 + φ + ωТ)
Это возможно, если ω0Т = 2π, поскольку косинус - периодическая функция с периодом 2p радиан:
Перейти на страницу: 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 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