Электродинамика и распространение радиоволн. Маслов М.Ю - 10 стр.

UptoLike

10
zi
eExE
m
m
β
=
0
0
r
&
r
(5)
4. Ротор комплексного вектора (5), в декартовых координатах может
быть выражен через символический определитель [Приложение 1]:
mzmymx
m
EEE
zyx
zyx
E
&&&
r
r
r
&
r
=
000
rot (6)
5.
Выразим
из
(4)
комплексную
амплитуду
вектора
напряжённости
магнитного
поля
:
mm
Erot
i
H
&
r
&
r
0
ωµ
= (7)
+
=
α
β
β
α
βα
ωµ
arctgzi
z
m
eeE
i
yH
0
22
0
0
r
&
r
(8)
Найдём
мгновенное
значение
вектора
напряжённости
магнитного
по
-
ля
:
+
+
=
2
cos
0
0
22
0
π
α
β
βω
ωµ
βα
α
arctgzteEyH
z
r
r
(9)
Найдем
и
подставим
в
(9)
числовые
значения
амплитуды
напряжённо
-
сти
магнитного
поля
в
начале
координат
,
и
начальную
фазу
.
Для
нахождения
мгновенного
значение
вектора
Пойнтинга
необходимо
воспользоваться
определением
[1]
H
E
r
r
r
×
=
,
подставив
(9)
и
(1).
Запишем
выражение
для
мгновенного
значения
вектора
Пойнтинга
с
учётом
амплитуды
и
начальных
фаз
:
( )
+
+
=Π
2
coscos
22
0
0
22
0
π
α
β
βωβω
ωµ
βα
α
arctgztzteEz
z
r
r
. (10)
Найдём
среднее
за
период
значение
вектора
Пойнтинга
:
×=Π
m
mср
HE
r
&
r
r
Re
2
1
. (11)
Методические указания к заданию 2
Для
нахождения
вектора
напряженности
магнитного
поля
необходимо
ввести
цилиндрическую
систему
координат
,
с
осью
аппликат
направлен
-
ной
вдоль
продольной
оси
волновода
.
Из
соображений
симметрии
,
очевидно
,
что
напряжённость
магнитного
поля
имеет
отличную
от
нуля
азимутальную
компоненту
,
модуль
которой
зависит
лишь
от
расстояния
от
оси
волновода
,
т
.
е
.:
                            E& m = x0 Em 0 e −iβ z
                             r     r
                                                                  (5)
   4. Ротор комплексного вектора (5), в декартовых координатах может
быть выражен через символический определитель [Приложение 1]:
                                   r       r      r
                                   x0      y0 z 0
                             r      ∂      ∂       ∂
                        rot E& m =                                (6)
                                   ∂x ∂y ∂z
                                   E& mx E& my E& mz
   5. Выразим из (4) комплексную амплитуду вектора напряжённости
магнитного поля:
                           r     i     r
                          H& m =   rotE& m                    (7)
                                      ωµ 0
                                                                         β
                   r     r −i                             − i  βz − arctg 
                                                −αz
                  H& m = y0      α + β E0 e
                                  2         2
                                                      e                  α 
                                                                                (8)
                          ωµ 0
      Найдём мгновенное значение вектора напряжённости магнитного по-
ля:
             r r α2 + β2                                   β π
             H = y0            E0 e −αz cos ωt − βz + arctg −           (9)
                     ωµ 0                                  α    2 
   Найдем и подставим в (9) числовые значения амплитуды напряжённо-
сти магнитного поля в начале координат, и начальную фазу.
   Для нахождения мгновенного значение r    r вектора
                                                 r      Пойнтинга необходимо
воспользоваться определением [1] Π = E × H , подставив (9) и (1).
   Запишем выражение для мгновенного значения вектора Пойнтинга с
учётом амплитуды и начальных фаз:
      r r α 2 + β 2 2 − 2αz                                       β π
      Π = z0          E0 e      cos(ωt − βz ) cos ωt − βz + arctg −  . (10)
               ωµ 0                                               α 2
   Найдём среднее за период значение вектора Пойнтинга:
                                                ∗r
                           r       1  r&            
                           Π ср = Re  Em × H m  .                      (11)
                                   2                
                 Методические указания к заданию №2
   Для нахождения вектора напряженности магнитного поля необходимо
ввести цилиндрическую систему координат, с осью аппликат направлен-
ной вдоль продольной оси волновода.
   Из соображений симметрии, очевидно, что напряжённость магнитного
поля имеет отличную от нуля азимутальную компоненту, модуль которой
зависит лишь от расстояния от оси волновода, т.е.:
                                       10