Излучение диполя. Диаграмма направленности излучения

Любой заряд, движущийся ускоренно, излучает электромагнитную волну. Мощность излучения можно найти опять-таки из уравнений Максвелла; она пропорциональна квадрату заряда и квадрату его ускорения:

Рассмотрим электрический диполь с переменным дипольным моментом:

– плечо диполя, изменяющееся гармонически с круговой частотой :

Амплитуда дипольного момента:

Такие колебания диполя могут возникнуть, например, при воздействии на молекулу (атом) вещества переменного электрического поля (рис.17.28): электронное облако перемещается относительно ядра вдоль оси OZ. Второй пример: колебания заряда на излучающей антенне (рис.17.29).

Ускорение колеблющегося заряда:

Средняя мощность излучения:

пропорциональна квадрату амплитуды дипольного момента и четвёртой степеничастоты.

Кроме того, мощность излучения неодинакова по всем направлениям. На расстояниях, много больших длины волны излучения , максимальные значения напряжённостей полей – электрического и магнитного – пропорциональны синусу угла между осью диполя и радиус-вектором данной точки и обратно пропорциональны расстоянию до диполя.

Последнее свойство объясняется законом сохранения энергии для сферической волны: чем дальше от излучателя, тем в большем шаровом слое распределяется энергия волны.

Интенсивность волны:

Зависимость от угла

можно объяснить так: диполь не может излучать в направлении собственных колебаний: вектор

волны не может иметь составляющих, перпендикулярных направлению колебаний диполя, а поскольку волна – поперечная, волны, излучённые в направлении колебаний (вдоль оси OZ) имели бы такую составляющую. Направления векторов напряжённостей электрического и магнитного полей в сферической волне изображены на рис.17.30:

направлен по касательной к «меридиану», а

– по касательной к «параллели»; векторы

друг другу перпендикулярны и образуют правую тройку.

Можно привести ещё диаграмму направленности излучения точечного диполя (рис.17.31). Она даёт представление об интенсивности волны I, излучённой в данном направлении под углом к оси колебаний диполя. В направлении колебаний диполя излучения нет, а в плоскости, перпендикулярной этому направлению, излучение максимально. Вектор напряжённости электрического поля колеблется в плоскости картинки, вектор – перпендикулярно ей.

1 23

Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 7430;