Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

другу и перпендикулярно направлению распространения волны, т.е. перпендикулярно векто-
ру скорости V волны. Другими словами, все три вектора Е, Н и V в любой точке пространст-
ва взаимно перпендикулярны. Учитывая, что при взаимодействии света с веществом основ-
ную роль играет электрическое Е поле, в дальнейшем магнитное поле Н можно не учиты-
вать.
Пусть световая волна излучается переменным электрическим диполем, совершающим
гармонические колебания вдоль оси y с частотой ω (рис. 41). Переменный электрический ди-
поль максимально излучает свет в плоскости xОz и не излучает вдоль оси у. Монохроматиче-
ская электромагнитная волна характеризуется тем, что в любой точке пространства электри-
ческое поле совершает колебания перпендикулярно к направлению распространения, а вдоль
оси z, по которой бежит волна, в фиксированный момент времени существует периодическое
распределение напряжённости поля Е по гармоническому закону. Распределение напряжён-
ности электрического поля световой волны в момент времени t вдоль оси z изображено
сплошной синусоидой. Установим на пути волны в произвольной точке неподвижную вооб-
ражаемую плоскость N, перпендикулярную к скорости распространения волны. В выбран-
ный момент времени t величина и направление напряжённости электрического поля в плос-
кости нормалей N характеризуется вектором
1
E . К моменту времени t + ∆t волна переместит-
ся на отрезок ∆z (см. положение синусоиды, изображённой пунктиром), вследствие чего в
плоскости N величина и направление электрического поля будет характеризоваться вектором
2
E . Легко показать, что при дальнейшем движении электромагнитной волны напряжённость
электрического поля в неподвижной плоскости N будет совершать гармоническое колебание
с частотой ω, а конец электрического вектора E в плоскости нормалей N будет описывать
прямую линю АВ. Таким образом, если в плоскости нормалей конец электрического вектора
E описывает прямую линию, то такая волна называется линейно поляризованной, а линия,
вдоль которой колеблется электрический вектор E , называется линией или направлением по-
ляризации электромагнитной волны.
Рис. 41
Покажем, что излучение клистронного генератора СВЧ, нагруженного рупорной антен-
ной, линейно поляризовано. Устанавливают перед источником 1 и приёмником 2 решётку из
большого числа металлических проволочек (диполей) длиной 6 см на расстоянии 10 мм друг
от друга (рис. 42). Такие металлические диполи можно нарезать из медной проволоки диа-
метром 2 мм. В случае, изображённом на рис. 42, наблюдается отражение электромагнитных
волн. Повернув решётку на 90° так, чтобы диполи были расположены горизонтально, отме-
чается отсутствие отражения волн.
Объяснение опыта. Излучение генератора СВЧ обладает линейной поляризацией, при
этом электрический вектор
E волны совершает колебания перпендикулярно к широкой
стенке волновода, соединённого с рупорной антенной. Это направление на источнике радио-
волн показывает стрелка. В первом случае (рис. 42) линейно поляризованная волна, падая на
металлические диполи, наводит в них электрические токи сверхвысокой частоты, ибо вектор
E волны совпадает с продольными осями диполей. Токи сверхвысокой частоты диполей
создают вторичное линейно поляризованное излучение, которое фиксируют приёмной ан-

Страницы