Составители:
Поверхностный эффект в проводниках. В хороших проводниках
электрическая проводимость (γ), а, следовательно, и коэффициент затухания (α)
очень велики, поэтому электромагнитное поле может проникать вглубь
проводника только на небольшое расстояние. Особенно резко уменьшение
амплитуд векторов Е и Н по мере проникновения поля в проводник
проявляется на высоких и сверхвысоких частотах, где этому явлению дано
специальное название – «поверхностный эффект», и для его количественной
характеристики введен специальный параметр – «глубина проникновения поля
в проводник», или сокращенно – «глубина проникновения» (∆). Под глубиной
проникновения понимается такое расстояние ∆, на котором амплитуды
векторов электрического и магнитного поля проникающей в проводник волны
убывают в «е» раз, где е – основание натуральных логарифмов (2.718…). Так
как | Е(z,t) | = Е
0
exp(-αz) , то очевидно, что ∆ = 1/α. С учетом выражения
(4.27) получаем:
∆ =
a
ωγµ
/2 . (4.29)
Величина ∆ для металлов ничтожно мала. Например, для меди (γ = 5⋅10
7
См/м) на частоте 1МГц она оказывается равной 0.07мм, а на частоте 1ГГц
составляет всего 0.002мм! Так как на глубине, равной нескольким ∆, можно
считать поле практически полностью затухшим, то очевидно, что при
достаточно высоких частотах электромагнитное поле может проникнуть извне
лишь в очень тонкий поверхностный слой металла.
В предельном случае, когда удельная электрическая проводимость
среды γ → ∞ , фазовая скорость плоской волны V → 0, коэффициент затухания
α → ∞, а глубина проникновения ∆→ 0. Отсюда следует важный вывод,
заключающийся в том, что в идеально проводящей среде переменное
электромагнитное поле существовать не может!
4.3 Поляризация плоских волн
При изучении поляризации плоских волн будем считать, что в
рассматриваемой области пространства присутствует только падающая волна.
Такое допущение не отразится на строгости выводов, так как падающая и
отраженная волна отличаются друг от друга только направлением
распространения. Кроме того, примем, что среда, в которой распространяется
волна, является идеальным диэлектриком, поскольку эффект затухания волны
не оказывает на ее поляризацию никакого влияния.
Назовем плоскость, в которой расположены векторы Е и П (вектор
Пойнтинга) электромагнитной волны, плоскостью поляризации этой волны. До
сих пор мы рассматривали только линейно поляризованные плоские волны,
причем для упрощения математических выкладок совмещали ось 0x
декартовой системы координат с вектором Е (плоскость поляризации волны
совпадала с координатной плоскостью x0z выбранной системы координат).
Однако, в общем случае векторыЕ иН плоской волны могут не совпадать с
координатными плоскостями и иметь составляющие по осям 0x и 0y, причем
35
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
