Κυριακή, 6 Δεκεμβρίου 2009

Δημιουργία στάσιμου Ηλεκτρομαγνητικού κύματος από ανάκλαση.

Κίνητρο για την εργασία μου αυτή υπήρξε η έξοχη ανάλυση του Φυσικού Διονύση Μάργαρη σε ότι αφορά το φαινόμενο δημιουργίας στάσιμου κύματος από ανάκλαση ηχητικού κύματος πάνω σε τέλεια ανακλαστική επιφάνεια. Εντελώς ανάλογο είναι το φαινόμενο δημιουργίας στάσιμου κύματος, όταν μονοχρωματικό ηλεκτρομαγνητικό κύμα προσπίπτει κάθετα σε μια επίπεδη μεταλλική επιφάνεια που συμπεριφέρεται σαν τέλειος αγωγός. Η αναλογία των δύο φαινομένων αποτελεί ένα μικρό δείγμα της σοφίας με την οποία εξελλίσονται τα φυσικά φαινόμενα και καταδεικνύει την τεράστια σπουδαιότητα της Φυσικής επιστήμης.

P.M. Φυσικός

Πάνω σε μια επίπεδη μεταλλική επιφάνεια που θεωρείται τέλειος αγωγός προσπίπτει μονοχρωματικό Η.Μ. κύμα, του οποίου η διεύθυνση διαδόσεως είναι κάθετη στην επιφάνεια.
i) Να δείξετε ότι το ηλεκτρικό πεδίο στο ανακλώμενο στην επιφάνεια κύμα παρουσιάζει αύξηση φάσεως κατά π σε σχέση με το ηλεκτρικό πεδίο στο προσπίπτον κύμα, ενώ η φάση του μαγνητικού πεδίου παραμένει αναλλοίωτη κατά την ανάκλαση.
ii) Εάν Ε0, Τ είναι το πλάτος και η περίοδος αντιστοίχως του ηλεκτρικού πεδίου στο προσπίπτον Η.Μ. κύμα, να γράψετε τις εξισώσεις διαδόσεως των πεδίων E και B στο προσπίπτον και το ανακλώμενο Η.Μ. κύμα, λαμβάνοντας ως θετική φορά την κατεύθυνση του ανακλώμενου κύματος και ως αρχή μέτρησης των αποστάσεων το σημείο τομής Ο της μεταλλικής επιφάνειας με τον άξονα διαδόσεως του κύματος.
iii) Nά δείξετε ότι μπροστά από την μεταλλική επιφάνεια σχηματίζεται στάσιμο Η.Μ. κύμα, στο οποίο οι δεσμοί του ηλεκτρικού πεδίου σύμπίπτουν με τις κοιλίες του μαγνητικού πεδίου. Να σχεδιάσετε τα δύο ακραία στιγμιότυπα του στασίμου αυτού κύματος.
iv) Eάν κατά μήκος της διεύθυνσης διαδόσεως του κύματος μετακινείται μικρή μεταλλική σπείρα, της οποίας η ακτίνα r  είναι πολύ μικρή σε σχέση με το μήκος κύματος του στάσιμου Η.Μ. κύματος, με το επίπεδό της συνεχώς κάθετο στην διεύθυνση του πεδίου B, να δείξετε ότι στην σπείρα κυκλοφορεί ηλεκτρικό ρεύμα, του οποίου η ένταση παρουσιάζει τοπική και χρονική περιοδι κότητα στασίμου κύματος. Να σχεδιάσετε τα δύο ακραία στιγμιό τυπα του «κύματος» αυτού. Δίνεται η ταχύτητα διαδόσεως C του φωτός στο κενό και η ηλεκτρική αντίσταση R της σπείρας.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου