Pola i fale elektromagnetyczne w zadaniach

Pola i fale elektromagnetyczne w zadaniach

rok wydania: 2021, wydanie czwarte
ilość stron: 165
ISBN: 978-83-7348-626-3
oprawa: miękka

Opis

Niniejsza książka jest owocem wieloletnich doświadczeń grupy nauczycieli akademickich, Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, kształcących studentów w zakresie techniki mikrofalowej i antenowej oraz telekomunikacji światłowodowej i bezprzewodowej. Praca ta stanowi rozszerzenie i kontynuację podręcznika Podstawy elektromagnetyzmu w zadaniach. Zachowana jest również konwencja prezentacji treści przy pomocy w pełni rozwiązanych i skomentowanych problemów z zakresu teorii pola elektromagnetycznego. Pomimo, że zakres materiału przedstawiony w książce jest stosunkowo skromny nie ogranicza się on jedynie do zagadnień spotykanych w technice mikrofalowej i radiowej. Część rozważanych problemów zawiera teoretyczne podstawy niezbędne do zrozumienia zjawisk z dziedziny optyki i fotoniki. Opracowanie składa się z jedenastu rozdziałów, opatrzonych krótkimi wprowadzeniami teoretycznymi. Ponadto, każdy rozdział zaopatrzony jest w zestaw zadań przeznaczony do samodzielnego rozwiązania, dla których podane są również niezbędne wskazówki i odpowiedzi. Jednakże, studiującym gorąco polecamy, aby przed przystąpieniem do rozwiązywania poruszanych tu problemów sięgnęli do odpowiednich podręczników akademickich i notatek z wykładów.

Spis treści

Wstęp / 7
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 9

1.  Fala płaska w ośrodku bezstratnym / 11
1.1  Podstawowe pojęcia i parametry / 11
1.2  Rzeczywiste źródła fal elektromagnetycznych / 17

2.  Równania Maxwella dla amplitud zespolonych / 21
2.1  Amplitudy zespolone / 21
2.2  Równania Maxwella w postaci zespolonej / 23
2.3  Impedancja falowa / 25

3.  Polaryzacja fali płaskiej / 29
3.1  Polaryzacja liniowa / 31
3.2  Polaryzacja kołowa / 32
3.3  Polaryzacja eliptyczna / 33

4.  Uogólniony opis fali płaskiej / 38

5.  Ośrodki rzeczywiste / 46
5.1  Dyspersja i prędkość grupowa / 46
5.2  Fala płaska w ośrodku stratnym / 50
5.3  Materiały mało lub silnie stratne / 55
5.3.1  Ośrodki silnie stratne / 56
5.3.2  Ośrodki mało stratne / 57
5.3.3  Częstotliwość a właściwości ośrodka / 58

6.  Wektor Poyntinga. Zasada zachowania energii / 62
6.1  Zależności energetyczne dla fali płaskiej / 62
6.2  Twierdzenie Poyntinga dla amplitud zespolonych / 66

7.  Pola na granicy ośrodków / 75
7.1  Warunki brzegowe / 75
7.2  Pola przy powierzchni idealnego przewodnika / 84

8.  Padanie prostopadłe fali płaskiej na granicę ośrodków  / 88
8.1  Współczynnik odbicia / 88
8.2  Współczynnik fali stojącej / 90
8.3  Zmienność parametrów opisujących zjawisko odbicia względem przekroju obserwacji / 95
8.3.1  Współczynnik odbicia w przekroju obserwacji / 95
8.3.2  Impedancja falowa w przekroju obserwacji / 98
8.3.3  Współczynnik fali stojącej w przekroju obserwacji / 99

9.  Padanie prostopadłe fali płaskiej na ośrodki wielowarstwowe / 103
9.1  Padanie fali płaskiej na ośrodek dwuwarstwowy / 103
9.2  Padanie fali płaskiej na ośrodek wielowarstwowy / 110

10. Padanie ukośne fali płaskiej na granice ośrodków  / 114
10.1 Współczynnik odbicia / 114
10.2 Kąt Brewstera / 119
10.3 Kąt całkowitego wewnętrznego odbicia / 121
10.4 Kąt załamania a kierunek rozchodzenia się fali w ośrodku stratnym / 124
10.5 Rozszczepienie wiązki w ośrodku dyspersyjnym / 126
10.6 Prowadzenie fal elektromagnetycznych / 127

11. Prowadnice falowe / 132
11.1 Prowadnice z falą typu TEM (Ez=Hz=0) / 133
11.1.1 Linia współosiowa / 136
11.1.2 Linia płasko-równoległa / 139
11.1.3 Inne przykłady prowadnic TEM / 140
11.2 Prowadnice z falą typu TE i TM / 142
11.2.1 Falowód prostokątny / 148
11.2.2 Falowód kołowy / 156
11.2.3 Inne przykłady prowadnic TE/TM / 161
Literatura / 165