Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty ósmy 25 maja 2010

Z poprzedniego wykładu Falowód planarny i prostokątny zbudowany z metalu. Mody TE i TM, prędkość fazowa i grupowa. Mikrofala: załamanie, odbicie (także całkowite wewnętrzne, tunelowanie) Opis fali elektromagnetycznej na granicy ośrodków nieprzewodzących Światło jako fala elektromagnetyczna, światłowód wielomodowy i jednomodowy Fala elektromagnetyczna terahercowa

Straty energii przy odbiciu (padanie prostopadłe) – nowy wariant Gęstość mocy (na jedn. powierzchni) = gęstość objętościowa energii  prędkość fali d b a I Gęstość mocy traconej = moc w warstwie naskórkowej na jedn. powierzchni Oszacowanie (dla próżni): Jak chcesz, to pomiń ten rachunek, możemy to dać na ćwiczeniach. Dla miedzi  = 1.7  10-8 m, przy 10 GHz d = 0.65  10-6 m Oszacowanie względnej straty przy odbiciu: /dRf = 2.5  10-2  / 377  jest rzędu 10-4 – bardzo małe straty dRf/ - rzędu 104 – kompletna bzdura! Wyjaśnienie: pole na powierzchni jest sumą pól fali padającej i odbitej

Wektor Poyntinga S =   H Gęstość energii w fali elektromagnetycznej wynosi Gęstość mocy dostarczana przez falę na jednostkę powierzchni prostopadłej Rozważmy iloczyn wektorowy S =   H. Ma on kierunek i zwrot wektora propagacji k ze względu na prostopadłość i prawoskrętność układu wektorów k,  i H. Jego długość jest równa gęstości mocy na jednostkę powierzchni dostarczanej przez falę. Nosi on nazwę wektora Poyntinga i reprezentuje transport energii przez falę elektromagnetyczną. Strumień wektora Poyntinga reprezentuje moc fali elektromagnetycznej.

Anteny

Antena dipolowa odbiorcza + + + + - - - - + + + + - - - -

Telefon komórkowy 900 MHz

Widmo fal elektromagnetycznych Podczerwień Tu byliśmy Promieniowanie terahercowe

Spektrometr fourierowski

Spektroskopia fourierowska FFT widmo interferogram Spektroskopia fourierowska jest wykorzystywana w obszarze od dalekiej podczerwieni do nadfioletu.

Dalsza podczerwień (rzędu 10-5 m) Źródło: przedmioty o temperaturze porównywalnej z pokojową Wykrywanie: termostos, dioda z półprzewodnika o małej przerwie energetycznej, kamera termowizyjna Właściwości: nie przechodzi przez szkło (efekt cieplarniany) Zastosowanie: medycyna, budownictwo, ...

Każdy z nas świeci!

Daleka podczerwień grzeje Albo ziębi?

Promieniowanie termiczne

Termowizja

Efekt cieplarniany

Efekt cieplarniany

Bliska podczerwień (rzędu 10-6 m) Źródło: dioda półprzewodnikowa (na przykład pilot) Wykrywanie: efekt cieplny, fototranzystor, kamera video Właściwości: podobne do światła widzialnego, w szczególności przechodzi przez szkło Zastosowanie: telekomunikacja światłowodowa, pilot TV, ...

Pilot źródłem (bliskiej) podczerwieni

Sygnały pilota na oscyloskopie

Transmisja danych w podczerwieni