Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

Електромагнітні коливання

   
 

Електромагнітні коливання, взаємопов'язані коливання електричного (Е) і магнітного (Н) полів, що становлять єдине електромагнітне поле . Поширення Е. до відбувається у вигляді електромагнітних хвиль , швидкість яких у вакуумі дорівнює швидкості світла с, а довжина хвилі l пов'язана з періодом Т і частотою w співвідношенням: l = cT = 2 p с / w. За своєю природою Е. до являють собою сукупність фотонів, і тільки при великому числі фотонів їх можна розглядати як безперервний процес.

Розрізняють вимушені Е. до ., підтримувані зовнішніми джерелами, і власні Е. до, існуючі та без них. У необмеженому просторі або в системах з втратами енергії (дисипативних) можливі власні Е. до з безперервним спектром частот. Просторово обмежені консервативні (без втрат енергії) системи мають дискретний спектр власних частот, причому кожній частоті відповідає одне або кілька незалежних коливань ( мод ). Наприклад , між двома відбивають площинами, що відстоять один від одного на відстань l, можливі тільки синусоїдальні Е. до з частотами w n = п p с / l, де п - ціле число. Власне моди мають вигляд синусоїдальних стоячих хвиль , в яких коливання векторів Е и Н зрушені в часі на T / 4, а просторові розподілу їх амплітуд зміщені на l / 4, так що максимуми (пучності) Е збігаються з нулями (вузлами) Н і навпаки. В таких Е. до енергія в середньому не переноситься у просторі, але всередині кожного четвертьволнового ділянки між вузлами полів відбувається незалежна періодична перекачування електричної енергії в магнітну і назад.

Представлення Е. до у вигляді суперпозиції мод з дискретним або безперервним спектром допустимо для будь-якої складної системи провідників і діелектриків (см. Радіохвилевід , Об'ємний резонатор , Відкритий резонатор ), якщо поля, струми, заряди в них зв'язані між собою лінійними співвідношеннями. В квазістаціонарних системах, розміри яких значно менше довжини хвилі, області, де переважають електричні або магнітні поля, можуть бути просторово розділені і зосереджені в окремих елементах: Е - в ємностях С, Н - в індуктивностях L. Типовий приклад такої системи із зосередженими параметрами - коливальний контур , де відбуваються коливання зарядів на обкладках конденсаторів і струмів в котушках самоіндукції. Е. до в системах з розподіленими параметрами L і С, мають дискретний спектр власних частот, можуть бути представлені як Е. до в пов'язаних коливальних контурах (електромагнітних осцилляторах), число яких дорівнює числу мод.

У середовищах Е. до взаємодіють з вільними і пов'язаними зарядженими частками (електронами, іонами), створюючи індуковані струми. Токи провідності обумовлюють втрати енергії і загасання Е. к.; струми, обумовлені поляризацією і намагніченістю середовища, визначають значення її діелектричної проникності и магнітної проникності , а також швидкість поширення в ній електромагнітних хвиль і спектр власних частот Е. до Якщо індуковані струми залежать від Е и Н нелінійно, то період, форма та інші характеристики Е. до залежать від їх амплітуд (див. Нелінійні коливання ); при цьому принцип суперпозиції недійсний, і може відбуватися перекачування енергії Е. до. від одних частот до інших. На цьому засновані принципи роботи більшості генераторів, підсилювачів і перетворювачів частоти Е. до (див. Генерування електричних коливань , Автоколебания ). Збудження Е. до в пристроях із зосередженими параметрами, як правило, здійснюється шляхом прямого підключення до них генераторів, у високочастотних пристроях з розподіленими параметрами - шляхом порушення Е. до за допомогою різних елементів зв'язку (вібраторів, петель зв'язку, рамок, отворів тощо), в оптичних пристроях - із застосуванням лінз, призм, що відображають напівпрозорих дзеркал і т. д.

Літ.: Горелік Р. С., Коливання і хвилі, 2 вид., М., 1959; Андронов А. А, Вітт А. А., Хайкін С. Е., Теорія коливань, 2 вид., М., 1959; Парселл Е., Електрика і магнетизм, пер. з англ., 2 изд., М., 1975 (Берклєєвський курс фізики, т. 2); Крауфорд Ф., Хвилі, пров. з англ., 2 изд., М., 1976 (Берклєєвський курс фізики, т. 3).

© М. А. Міллер, Л. А. Островський.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua