1 Elektryczność i MagnetyzmWykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty ósmy 25 maja 2010

2 Z poprzedniego wykładuFalowód planarny i prostokątny zbudowany z metalu. Mody TE i TM, prędkość fazowa i grupowa. Mikrofala: załamanie, odbicie (także całkowite wewnętrzne, tunelowanie) Opis fali elektromagnetycznej na granicy ośrodków nieprzewodzących Światło jako fala elektromagnetyczna, światłowód wielomodowy i jednomodowy Fala elektromagnetyczna terahercowa

3 Straty energii przy odbiciu (padanie prostopadłe) – nowy wariantGęstość mocy (na jedn. powierzchni) = gęstość objętościowa energii  prędkość fali d b a I Gęstość mocy traconej = moc w warstwie naskórkowej na jedn. powierzchni Oszacowanie (dla próżni): Jak chcesz, to pomiń ten rachunek, możemy to dać na ćwiczeniach. Dla miedzi  = 1.7  10-8 m, przy 10 GHz d = 0.65  10-6 m Oszacowanie względnej straty przy odbiciu: /dRf = 2.5  10-2  / 377  jest rzędu 10-4 – bardzo małe straty dRf/ - rzędu 104 – kompletna bzdura! Wyjaśnienie: pole na powierzchni jest sumą pól fali padającej i odbitej

4 Wektor Poyntinga S =   HGęstość energii w fali elektromagnetycznej wynosi Gęstość mocy dostarczana przez falę na jednostkę powierzchni prostopadłej Rozważmy iloczyn wektorowy S =   H. Ma on kierunek i zwrot wektora propagacji k ze względu na prostopadłość i prawoskrętność układu wektorów k,  i H. Jego długość jest równa gęstości mocy na jednostkę powierzchni dostarczanej przez falę. Nosi on nazwę wektora Poyntinga i reprezentuje transport energii przez falę elektromagnetyczną. Strumień wektora Poyntinga reprezentuje moc fali elektromagnetycznej.

5 Anteny

6 Antena dipolowa odbiorcza

7 Telefon komórkowy 900 MHz

8 Widmo fal elektromagnetycznychPodczerwień Tu byliśmy Promieniowanie terahercowe

9 Spektrometr fourierowski

10 Spektroskopia fourierowskaFFT widmo interferogram Spektroskopia fourierowska jest wykorzystywana w obszarze od dalekiej podczerwieni do nadfioletu.

11 Dalsza podczerwień (rzędu 10-5 m)Źródło: przedmioty o temperaturze porównywalnej z pokojową Wykrywanie: termostos, dioda z półprzewodnika o małej przerwie energetycznej, kamera termowizyjna Właściwości: nie przechodzi przez szkło (efekt cieplarniany) Zastosowanie: medycyna, budownictwo, ...

12 Każdy z nas świeci!

13 Daleka podczerwień grzejeAlbo ziębi?

14 Promieniowanie termiczne

15 Termowizja

16 Efekt cieplarniany

17 Efekt cieplarniany

18 Bliska podczerwień (rzędu 10-6 m)Źródło: dioda półprzewodnikowa (na przykład pilot) Wykrywanie: efekt cieplny, fototranzystor, kamera video Właściwości: podobne do światła widzialnego, w szczególności przechodzi przez szkło Zastosowanie: telekomunikacja światłowodowa, pilot TV, ...

19 Pilot źródłem (bliskiej) podczerwieni

20 Sygnały pilota na oscyloskopie

21 Transmisja danych w podczerwieni