Дипольне випромінювання

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Дипольне випромінювання — випромінювання електромагнітних хвиль диполем, величина якого змінюється з часом.

Нерухомі заряди й заряди, які рухаються рівномірно та прямолінійно, не випромінюють електромагнітних хвиль. Для того, щоб заряд випромінював, потрібно, щоб він рухався з прискоренням.

Математичний опис

[ред. | ред. код]

Найпростіший випромінювач електромагнітних хвиль — це точковий диполь, величина якого змінюється з часом (). На великій віддалі R від диполя (на віддалі, яка набагато перевищує його розміри) напруженість електричного та магнітного полів матиме вигляд

,[1]

де θ — це кут між напрямком до спостерігача та напрямком диполя, c — швидкість світла,  — напруженість електричного поля, яка направлена перпендикулярно до напрямку розповсюдження хвилі й лежить в площині, утвореній напрямком диполя й напрямком до спостерігача,  — напруженість магнітного поля, перпендикулярна до напрямку розповсюдження хвилі й до площини диполя.

Вектор Пойнтінга випроміненої електромагнітної хвилі дорівнює

.

Таким чином, диполь випромінює електромагнітні хвилі не ізотропно, а здебільшого у напрямках перпендикулярних до себе.

Загальна інтенсивність випромінювання

.

Якщо диполь здійснює гармонічні коливання , то усереднений щодо часу потік електромагнітної енергії, випроміненої диполем, дорівнює

.

Інтенсивність випромінювання дуже швидко зростає із частотою.

Дипольне випромінювання молекул

[ред. | ред. код]

Атоми й молекули в електричному полі електромагнітної хвилі, яка розповсюджується в речовині, набувають наведеного дипольного моменту, який змінюється з часом із частотою електромагнітної хвилі. Як наслідок, вони в свою чергу випромінюють електромагнітні хвилі із тією ж частотою. Це явище лежить у основі розсіювання світла. За великої густини атомів та молекул випромінені ними хвилі накладаються і взаємно компенсуються у всіх напрямках, окрім напрямку поширення зовнішньої хвилі, що призводить до формування показника заломлення речовини.

Застосування

[ред. | ред. код]

На дипольному випромінюванні працюють практично всі антени передавачів. Різні форми антен призначені для того, щоб краще сформувати діаграму спрямованості випромінювання.

Джерела

[ред. | ред. код]
  • Борн М., Вольф Э. (1973). Основы оптики. Москва: Наука.


Примітки

[ред. | ред. код]
  1. Формули на цій сторінці записані в системі СГС (СГСГ). Для перетворення в Міжнародну систему величин (ISQ) дивись Правила переводу формул із системи СГС в систему ISQ.