Главная > Разное > Техническая электродинамика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

3.8. Виды поляризации волн

В 3.5-3.7 были рассмотрены волны, направления векторов которых неизменны в пространстве. Такие волны называются линейно (плоско) поляризованными. Плоскостью поляризации называется плоскость, параллельная волновому вектору к и вектору напряженности электрического поля

Линейно поляризованные волны не являются единственным решением ур-ния (3.23), справедливого для всех плоских однородных волн. Рассмотрим суперпозицию двух волн вида (3.29) с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации при сдвиге фаз между ними на угол :

где имеют одинаковую (например, нулевую) начальную фазу и в общем случае не равны по величине. Поскольку каждое из слагаемых является решением волнового ур-ния (3.23), их сумма (3.51) также удовлетворяет этому уравнению.

Мгновенное значение электрического поля, согласно ф-ле

Конец вектора Е при фиксированном и переменном описывает эллипс, большая ось которого наклонена под некоторым углом к оси (рис. 3.4). Такая волна называется эллиптически поляризованной.

Рис. 3.4

При (эти случаи соответствуют синфазности или противофазности составляющих) эллиптическая поляризация вырождается в линейную; ориентация плоскости поляризации зависит от соотношения между величинами В случае оси эллипса совпадают с осями координат.

Если одновременно поляризация волны становится круговой; конец вектора Е описывает окружность, так

как

причем орт составляет с осью угол

Направление вращения вектора Е при эллиптической и круговой поляризациях условимся определять в фиксированной точке пространства: наблюдатель должен смотреть в направлении распространения волны. Вращению вектора по часовой стрелке (положительному направлению вращения в правой системе координат) соответствует правая поляризация. При этом в ф-лах (3.51), (3.52), а в ф-ле (3.53) выбирается знак Согласно ф-ле (3.51), вектор с правой круговой поляризацией

При правой поляризации углы между осью х и векторами составляют:

Вращению вектора против часовой стрелки (отрицательному направлению вращения в правой системе координат) соответствует левая поляризация. При этом выбирается знак В случае круговой левой поляризации

Представим расположение векторов поля волны с круговой или эллиптической поляризацией при (рис. 3.5). Их концы

Рис. 3.5

располагаются по винтовой линии на поверхности кругового или эллиптического цилиндра. Вектор Н при любой поляризации плоской однородной волны везде и в любой момент времени перпендикулярен вектору Е (причем ) и пропорционален ему по величине. Все перечисленные выше свойства в равной мере присущи как вектору так и вектору В отличие от линейной поляризации, поле бегущей волны с круговой или эллиптической поляризацией в любой момент времени ни в одной точке пространства не равно нулю.

Согласно поле с любым типом поляризации можно представить суммой двух волн, поляризованных линейно в двух ортогональных плоскостях.

Докажем обратное свойство: эллиптически или линейно поляризованную волну можно представить суперпозицией двух волн с круговой поляризацией и противоположными направлениями вращения. Совместим ось х с большой осью эллипса поляризации, а ось у — с малой, тогда Верхний знак соответствует правой эллиптической поляризации, а нижний знак — левой. Будем считать, что имеют нулевые начальные фазы, Обозначим Тогда Следовательно,

Заметим, что большую амплитуду имеет та волна с круговой поляризацией, у которой направление вращения совпадает с направлением исходной эллиптически поляризованной волны.

Рис. 3.6

В частном случае линейной поляризации рис. 3.6) обе волны с круговой поляризацией имеют одинаковую величину.

ЗАДАЧИ

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление