Отражение и преломление радиоволн на границе раздела двух сред

Радиоволны любой длины распространяются в свободном пространстве прямолинейно с постоянной скоростью, равной скорости света. Распространение радиоволн в однородной среде характеризуется тремя электромагнитными параметрами: абсолютной диэлектрической проницаемостью εa, абсолютной магнитной проницаемостью μa и удельной электрической проводимостью среды λ.

Среда называется идеальным диэлектриком или диэлектриком, если λ = 0. Когда удельная электрическая проводимость велика, среда называется проводящей средой или проводником. В проводящей среде (λ ≠ 0) происходит поглощение энергии, переносимой электромагнитной волной. Это объясняется тем, что высокочастотные токи, возникающие под действием радиоволны в среде, вызывают нагрев вещества. Тепловые потери энергии радиоволн в среде увеличиваются с ростом частоты электромагнитных колебаний.

Амплитуда волны, распространяющейся в поглощающей среде, уменьшатся по экспоненциальному закону в зависимости от пройденного волной расстояния.

В проводящей среде скорость распространения радиоволн зависит не только от параметров среды, но и от частоты электромагнитных колебаний. Такое явление называется дисперсией.

В идеальном однородном диэлектрике параметры εa и μa имеют одно и то же значение в любой точке. В однородном диэлектрике радиоволны распространяются прямолинейно с постоянной скоростью v. В неоднородной среде параметры μa, εa, λ могут изменяться от точки к точке.

На границе раздела двух однородных сред, имеющих разные параметры, происходит преломление и отражение радиоволн. Проходя через плоскую границу раздела во вторую среду, волна изменяет первоначальное направление и дальше во второй среде распространяется по другому направлению. Такое явление называется преломлением волны. Кроме того, она частично отражается от границы раздела и остается в первой среде. Такое явление называется отражением волны.

Если параметры первой среды εa1, μa1, а второй εa2, μa2, то скорость распространения падающей и отраженной волн равна:

v1 = c/√ε1 μ1 ,

а скорость распространения преломленной волны во второй среде:

v2 = c/√ε2 μ2

В некоторых случаях электромагнитные волны удобно изображать в виде лучей, вдоль которых распространяется волна. Лучом называется та траектория (линия), по которой распространяется волна. Эта линия перпендикулярна фронту волны (рис. 1). В однородной среде лучи прямолинейны (рис. 1, а). В неоднородной среде εa, μa изменяется от точки к точке. Лучи в такой среде искривлены (рис. 1, б).

Радиолучи в однородной (а) и неоднородной (б) средах

РадиоЭйр.ру рекомендует

Детская одежда Mayoral в интернет-магазине ДетвораШоп

Меню

Спонсоры

Ссылки