амплитуда напряженности электрического поля
В вакууме вдоль оси χ распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля волны равна 1 мА/м. Определите амплитуду напряженности электрического поля волны.
В однородной изотропной среде с диэлектрической проницаемостью, равной 2, и магнитной проницаемостью, равной 1, распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны 50 В/м. Найти амплитуду напряженности магнитного поля и фазовую скорость волны.
Плоская электромагнитная волна распространяется в однородной и изотропной среде с ε = 2 и μ = 1. Амплитуда напряженности электрического поля волны Е0 = 12 В/м. Определить: 1) фазовую скорость волны; 2) амплитуду напряженности магнитного поля волны.
Угол между направлением распространения плоской электромагнитной волны и поверхностью, на которую в воздухе падает волна, равна α = 30°. Давление, которое вызывает волна на поверхность, равна p = 60·10 –20 Н/м 2 . Найти коэффициент отражения R поверхности, если амплитуда напряженности электрического поля Еm = 0,4 мВ/м.
В однородной изотропной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε и относительной магнитной проницаемостью μ, близкой к единице, распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны равна Еm, амплитуда напряженности магнитного поля — Hm = 7,66·10 –3 А/м, фазовая скорость распространения волны — υ = 2,76·10 8 м/с. Найти ε, Em.
Амплитуда напряженности электрического поля плоской электромагнитной волны равна 1000 В/м. Какова амплитуда напряженности магнитного поля этой же волны?
Какова интенсивность электромагнитной волны в вакууме, если амплитуда напряженности ее электрического поля составляет 27,5 В/м.
В вакууме вдоль оси X распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности магнитного поля которой равна 0,05 А/м. Какова амплитуда напряженности электрического поля волны и ее интенсивность?
В однородной изотропной среде с ε = 3 и μ = 1 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля которой Е = 10 В/м. Найти амплитуду напряженности магнитного поля и фазовую скорость волны.
В вакууме вдоль оси X распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля волны H0 = 5·10 –2 А/м. Определить: а) амплитуду напряженности электрического поля волны E0; б) среднюю по времени плотность энергии волны w.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 8,56·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 1,86·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,6 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 2,14·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 2,5 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 2,12·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 6,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,6 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 1,88·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 6,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 1,0 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 7,96·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 3,0·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,4 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 2,12·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 1,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 1,5 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,1 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 1,224·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 4,28·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 1,86·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 3,0·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 2,0 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 2,12·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,6 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 0,856·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 6,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,5 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 26,0·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 1,224·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 7,51·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,6 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,8 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 1,327·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 3,0·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 3,0 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 2,12·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 6,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 0,2 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 1,5 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 1,224·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 1,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 5,31·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 1,06·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v = 3,0·10 8 м/с. Найти ε, Em.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm = 2,25·10 –3 А/м. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Em, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 6,0 распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 1,2 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v. Найти Hm, v.
В однородной изотропной немагнитной среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля равна Em = 4,0 В/м, амплитуда напряженности магнитного поля равна Hm. Фазовая скорость распространения волны — v = 3,0·10 8 м/с. Найти ε, Hm.
Плоская электромагнитная волна, имеющая амплитуду напряженности электрического поля 0,12 В/м, распространяется в среде, диэлектрическая проницаемость которой ε = 2 и магнитная проницаемость μ = 1. Определить уравнение электромагнитной волны с числовыми коэффициентами, произвольно выбрав начальные условия. Частота волны 10 5 Гц. Определить среднее значение вектора Пойнтинга.
- Напряженность электрического поля
- Что такое электрическое поле
- Определение напряженности электрического поля
- Единицы измерения и формулы
- Принцип суперпозиции
- Напряженность поля точечного заряда
- Закон Кулона
- Линии напряженности
- Методы измерения основных параметров, характеризующих высокочастотное электромагнитное поле
- Страницы работы
- Содержание работы
- 📸 Видео
Видео:НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ суперпозиция полейСкачать
Напряженность электрического поля
О чем эта статья:
8 класс, 10 класс
Видео:Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. 10 класс.Скачать
Что такое электрическое поле
Долгое время ученые не могли толком объяснить, как именно заряженные тела взаимодействуют друг с другом, не соприкасаясь. Майкл Фарадей первым выяснил, что между ними есть некое промежуточное звено. Его выводы подтвердил Джеймс Максвелл, который установил, что для воздействия одного такого объекта на другой нужно время, а значит, они взаимодействуют через «посредника».
В современной физике электрическое поле — это некая материя, которая возникает вокруг заряженных тел и обусловливает их взаимодействие. Если речь идет о неподвижных объектах, поле называют электростатическим.
Тела, имеющие одноименные заряды, будут отталкиваться, а разноименные — притягиваться.
Видео:Билеты №32, 33 "Уравнения Максвелла"Скачать
Определение напряженности электрического поля
Для исследования электрического поля используются точечные заряды. Давайте выясним, что это такое.
Точечным зарядом называют такой наэлектризованный объект, размерами которого можно пренебречь, поскольку он слишком мал в сравнении с расстоянием, отделяющим этот объект от других заряженных тел.
Теперь поговорим непосредственно о напряженности, которая является одной из главных характеристик электрического поля. Это векторная физическая величина. В отличие от скалярных она имеет не только значение, но и направление.
Для того, чтобы исследовать электрическую напряженность, нужно в поле заряженного тела q1 поместить еще один точечный заряд q2 (допустим, они оба будут положительными). Со стороны q1 на q2 будет действовать некая сила. Очевидно, что для расчетов нужно иметь в виду как значение данной силы, так и ее направление.
Напряженность электрического поля — это показатель, равный отношению силы, действующей на заряд в электрическом поле, к величине этого заряда.
Напряженность является силовой характеристикой поля. Она говорит о том, как сильно влияние поля в данной точке не только на другой заряд, но также на живые и неживые заряженные объекты.
Видео:Урок 229. Работа электрического поля. Потенциал. Электрическое напряжениеСкачать
Единицы измерения и формулы
Из указанного выше определения понятно, как найти напряженность электрического поля в некой точке:
E = F / q, где F — действующая на заряд сила, а q — величина заряда, расположенного в данной точке.
Если нужно выразить силу через напряженность, мы получим следующую формулу:
Направление напряженности электрического поля всегда совпадает с направлением действующей силы. Если взять отрицательный точечный заряд, формулы будут работать аналогично.
Поскольку сила измеряется в ньютонах, а величина заряда — в кулонах, единицей измерения напряженности электрического поля является Н/Кл (ньютон на кулон).
Принцип суперпозиции
Допустим, у нас есть несколько зарядов, которые взаимодействуют. Вокруг каждого существует свое электрическое поле. Тогда существует некая точка или область, в которой одновременно существует электрическое поле нескольких зарядов. Чему равна общая напряженность электрического поля, создаваемого этими зарядами?
Было установлено, что общая сила воздействия на конкретный заряд, расположенный в поле, является суммой сил, действующих на данный заряд со стороны каждого тела. Из этого следует, что и напряженность поля в любой взятой точке можно вычислить, просуммировав векторно напряженности, создаваемые каждым зарядом в отдельности в той же точке. Это и есть принцип суперпозиции.
Это правило корректно для любых полей, за некоторыми исключениями. Принцип суперпозиции не соблюдается в следующих случаях:
расстояние между зарядами очень мало — порядка 10 -15 м;
речь идет о сверхсильных полях с напряженностью более 10 20 в/м.
Но задачи с такими данными выходят за пределы школьного курса физики.
Видео:Билет №04 "Потенциал электростатического поля"Скачать
Напряженность поля точечного заряда
У электрического поля, создаваемого точечным зарядом, есть одна особенность — ввиду малой величины самого заряда оно очень слабо влияет на другие наэлектризованные тела. Именно поэтому такие «точки» используют для исследований.
Но прежде чем рассказать, от чего зависит напряженность электрического поля точечного заряда, рассмотрим подробнее, как взаимодействуют эти заряды.
Закон Кулона
Предположим, в вакууме есть два точечных заряда, которые статично расположены на некотором расстоянии друг от друга. В зависимости от одноименности или разноименности они могут притягиваться либо отталкиваться. В любом случае на них действуют силы, направленные вдоль соединяющей их прямой.
Закон Кулона
Модули сил, действующих на точечные заряды в вакууме, пропорциональны произведению данных зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.
Силу электрического поля в конкретной точке можно найти по формуле: где q1 и q2 — модули точечных зарядов, r — расстояние между ними.
В формуле участвует коэффициент пропорциональности k, который был определен опытным путем и представляет собой постоянную величину. Он обозначает, с какой силой взаимодействуют два тела с зарядом 1 Кл, расположенные на расстоянии 1 м.
Учитывая все вышесказанное, напряжение электрического поля точечного заряда в некой точке, удаленной от заряда на расстояние r, можно вычислить по формуле:
Итак, мы выяснили, что называется напряженностью электрического поля и от чего зависит эта величина. Теперь посмотрим, как она изображается графическим способом.
Онлайн-подготовка к ОГЭ по физике поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Видео:Физика. Лекция 8. Уравнения Максвелла и электромагнитные волны.Скачать
Линии напряженности
Электрическое поле нельзя увидеть невооруженным глазом, но можно изобразить с помощью линий напряженности. Графически это будут непрерывные прямые, которые связывают заряженные объекты. Условная точка начала такой прямой — на положительном заряде, а конечная точка — на отрицательном.
Линии напряженности — это прямые, которые совпадают с силовыми линиями в системе из положительного и отрицательного зарядов. Касательные к ним в каждой точке электрического поля имеют то же направление, что и напряженность этого поля.
При графическом изображении силовых линий можно передать не только направление, но и величину напряженности электрического поля (разумеется, условно). В местах, где модуль напряженности выше, принято делать более густой рисунок линий. Есть и случаи, когда густота линий не меняется — это бывает при изображении однородного поля.
Однородное электрическое поле создается разноименными зарядами с одинаковым модулем, расположенными на двух металлических пластинах. Линии напряженности между этими зарядами представляют собой параллельные прямые всюду, за исключением краев пластин и пространства за ними.
Видео:Урок 383. Вихревое электрическое поле. Ток смещенияСкачать
Методы измерения основных параметров, характеризующих высокочастотное электромагнитное поле
Страницы работы
Содержание работы
Методы измерения основных параметров, характеризующих высокочастотное электромагнитное поле
Общие сведения
Электромагнитное поле характеризуется рядом параметров, но в условиях учебной лаборатории обычно измеряют напряженность электрического поля или величину, пропорциональную квадрату напряженности (мощность), а также плотность потока мощности, т.е. мощность, приходящуюся на единицу площади некоторой поверхности. Везде мы рассматриваем только процессы, изменяющиеся во времени по гармоническому закону. Поэтому все величины, в том числе и напряженность электрического поля, изменяются во времени по закону .
Напряженность электрического поля – это в общем случае векторная комплексная величина, которая характеризуется амплитудой, фазой и поляризацией, т.е. ориентацией вектора в пространстве. В соответствии с этим можно записать , где E – амплитуда напряженности электрического поля (в системе единиц СИ она измеряется в вольтах на метр);
j – фаза напряженности электрического поля;
– поляризация, т.е. ориентация вектора электрического поля.
Измерение амплитуды напряженности поля
Рассмотрим измерение амплитуды напряженности электрического поля. Во многих случаях нам не обязательно знать абсолютное значение амплитуды напряженности (в вольтах на метр), а достаточно знать, как изменяется амплитуда напряженности поля при перемещении из одной точки пространства в другую. Такие измерения называются относительными.
При измерениях напряженности электрического поля используется устройство, называемое зондом. Имеется ряд вариантов конструкции зонда (они рассмотрены ниже), но все они обязательно содержат элемент, называемый детектором. Детектор предназначен для преобразования высокочастотных модулированных колебаний в низкочастотные (колебания с частотой модуляции) или для преобразования высокочастотных немодулированных колебаний в постоянное напряжение (ток). На СВЧ в качестве детекторов, как правило, используются полупроводниковые диоды, конструкция которых изображена на рисунке 1. Там же показано изображение детектора на принципиальной схеме, которое будет использоваться в дальнейшем.
При измерениях чаще всего используются следующие варианты конструкции зондов:
1). Зонд в виде электрического диполя Герца или симметричного электрического вибратора. Диполь Герца и плечи вибратора должны быть ориентированы параллельно линиям вектора измеряемого поля. В качестве плеч диполя Герца или симметричного вибратора на СВЧ можно использовать выводы полупроводникового диода (рисунок 2-а).
2). Зонд в виде специальной детекторной секции волноводного типа (рисунок 2-б). В этом случае детектор устанавливается в прямоугольном волноводе, который играет роль приемной антенны. Вектор измеряемого поля должен быть перпендикулярен широкой стенке волновода.
3). Зонд, состоящий из приемной антенны малых размеров (обычно – пирамидального рупора), присоединенный к детекторной секции (рисунок 2-в). Ориентация вектора такая же, как и в предыдущем случае.
4). Зонд, состоящий из приемной антенны в виде несимметричного вибратора (обычно – это штырь, помещенный в волновод или объемный резонатор), присоединенного к детекторной секции коаксиального типа (рисунок 2-г). Вектор измеряемого поля при этом должен быть параллелен штырю.
Первые 3 варианта зонда используются для измерения амплитуды напряженности поля или мощности в различных точках пространства (в том числе – и в раскрыве излучающего волновода или рупора). Четвертый вариант обычно используется для измерения распределения амплитуды напряженности поля вдоль волновода или объемного резонатора. Зонд в виде штыря при этом перемещается вдоль щели, прорезанной в стенке волновода или резонатора.
Любой зонд, помещенный в некоторую точку, в которой мы хотим измерить напряженность электрического поля, искажает поле в этой точке. Для того, чтобы это искажение было малым, необходимо, чтобы размер зонда был мал по сравнению с длиной волны.
Аппаратура для измерения абсолютной и относительной амплитуды напряженности поля
При измерении абсолютной амплитуды напряженности поля измерительный зонд (приемная антенна) присоединяется к специальной измерительной аппаратуре. Чаще всего используются два вида аппаратуры:
1). Высокочувствительный приемник, снабженный индикатором выхода. Для калибровки усиления такого приемника используется метод сравнения (компарирования), поэтому такие приемники называют компараторами.
2). Высокочастотный микровольтметр. Он также содержит высокочувствительный приемник с индикатором выхода и устройство для калибровки усиления. Детектор при этом конструктивно входит в состав компаратора или микровольтметра.
При измерении относительной амплитуды напряженности поля используют один из выше перечисленных вариантов конструкции зонда с детектором. Сигнал, принятый зондом, после детектора подается на индикатор, который фиксирует измеряемую величину. Используемые индикаторы могут быть 2-х типов:
1). Приборы постоянного тока (микроамперметры, миллиамперметры) или усилители постоянного тока, снабженные индикатором выхода.
2). Усилители переменного низкочастотного напряжения, снабженные индикатором выхода.
📸 Видео
Физика 10 класс (Урок№27 - Напряжённость и потенциал электростатического поля.Разность потенциалов.)Скачать
О чем говорят уравнения Максвелла? Видео 1/2Скачать
Физика 11 класс (Урок№10 - Электромагнитные волны.)Скачать
Урок 219. Задачи на напряженность электрического поля - 1Скачать
Урок 223. Теорема ГауссаСкачать
Лекция 2 ВолныСкачать
Физика. 10 класс. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса /18.01.2021/Скачать
3.2 Уравнения монохроматического электромагнитного поляСкачать
4.2 Решение волновых уравнений Гельмгольца в виде плоских бегущих волнСкачать
Электрическое поле. Теорема ГауссаСкачать
Билет №34 "Электромагнитные волны"Скачать
Урок 374. Энергия, переносимая волной. Интенсивность сферической волныСкачать
3.1 Система уравнений монохроматического электромагнитного поляСкачать