Dmitry_B 0 21 октября, 2011 Опубликовано 21 октября, 2011 (изменено) · Жалоба В свободном пространстве распространяется плоская электромагнитная волна, частота колебания f, амплитуда колебания напряжённости электрического поля Е. В момент прохождения волны в некоторой точке пространства наблюдается скачок напряжённости поля от 0 до Е. Чему равен минимально возможный промежуток времени, за который напряжённость поля возрастает от 0.1Е до 0.9Е? Изменено 21 октября, 2011 пользователем Дмитрий_Б Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
paskal 1 21 октября, 2011 Опубликовано 21 октября, 2011 · Жалоба В свободном пространстве распространяется плоская электромагнитная волна, частота колебания f, амплитуда колебания напряжённости электрического поля Е. В момент прохождения волны в некоторой точке пространства наблюдается скачок напряжённости поля от 0 до Е. Чему равен минимально возможный промежуток времени, за который напряжённость поля возрастает от 0.1Е до 0.9Е? Напряженность поля изменяется по закону E*sin(2*pi*f*t) Момент времени t1 когда она равна 0.1E будет при sin(2*pi*f*t1)=0.1 откуда t1=arcsin(0.1)/(2*pi*f) Аналогично для второго момента времени sin(2*pi*f*t2)=0.9, t2=arcsin(0.9)/(2*pi*f) Искомый промежуток времени равен t2-t1 Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Напряженность поля изменяется по закону E*sin(2*pi*f*t) Момент времени t1 когда она равна 0.1E будет при sin(2*pi*f*t1)=0.1 откуда t1=arcsin(0.1)/(2*pi*f) Аналогично для второго момента времени sin(2*pi*f*t2)=0.9, t2=arcsin(0.9)/(2*pi*f) Искомый промежуток времени равен t2-t1 Это в том случае, если волна уже прошла точку наблюдения. Тогда поле уже существует в этой точке. Интересует переход от состояния "поля нет" к состоянию "есть поле с амплитудой Е". Видимо, это произойдёт не мгновенно, а будет некоторый переходный процесс. Он-то и интересует. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
scifi 1 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Видимо, это произойдёт не мгновенно, а будет некоторый переходный процесс. Он-то и интересует. Ну тогда история про "плоскую волну" отметается. В жизни таких не бывает. Реальные волны ограничены во времени и пространстве, имеют сложную форму и спектральный состав. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Ну тогда история про "плоскую волну" отметается. В жизни таких не бывает. Реальные волны ограничены во времени и пространстве, имеют сложную форму и спектральный состав. Почему же - отметается? Волновой фронт в дальней зоне сколь угодно близок к плоскости, поэтому плоская волна - обычное приближение, которое никто пока не оспаривал. Впрочем, форма волнового фронта не так важна. Можно рассмотреть, например, сферическую волну при радиусе сферы, стремящемся к бесконечности. Годится любая модель. Есть ответ хотя бы для какой-нибудь? Спектральный состав, очевидно - не монохроматический, поскольку во временной области огибающая сигнала - ступенька. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
scifi 1 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Я как бы намекаю на то, что имеет значение именно переход от состояния "нет волны" к состоянию "плоская волна" в точке измерения E. Характер этого перехода, очевидно, зависит от источника волны. Вот и ответ: "зависит от источника". Update: Пропустил момент про "огибающая - ступенька". Опять же, в жизни идеальных ступенек не бывает. Источник сигнала может выдать фронт только с ограниченной крутизной. Так что снова - зависит от источника. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Вот и ответ: "зависит от источника". Очевидное утверждение. Но это не ответ. Ответом было бы, например: "Зависит от источника и только от источника". Вы это утверждаете? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
scifi 1 22 октября, 2011 Опубликовано 22 октября, 2011 · Жалоба Очевидное утверждение. Но это не ответ. Ну тогда мы друг друга не понимаем. О чём вопрос? Будет ли возникать какое-нибудь экзотическое явление типа квантового пробоя вакуума? Я всего лишь пытаюсь донести мысль о том, что в условиях задачи (плоская волна) ничего не сказано о переходных процессах (возникновение плоской волны). А оно может определять ответ. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба Я всего лишь пытаюсь донести мысль о том, что в условиях задачи (плоская волна) ничего не сказано о переходных процессах (возникновение плоской волны). А оно может определять ответ. Безусловно, может. Интересует другое: может ли быть так, что не переходные процессы в источнике определяют скорость роста огибающей, а сама физическая природа поля? Именно поэтому в вопросе никаких предположений об источнике волны нет - считаем, что он сверхширокополосный (например, F>100f, где F - полоса пропускания, f - несущая частота колебания). Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
SSerge 6 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба Интересует другое: может ли быть так, что не переходные процессы в источнике определяют скорость роста огибающей, а сама физическая природа поля? С точки зрения классической электродинамики всё определяется движением зарядов в источнике. Но когда скорости и ускорения этих зарядов становятся слишком большими неприменима становится сама кл. электродинамика. Ведь в ней все заряды есть материальные точки, кроме массы и заряда - никаких других свойств, даже спин электрона это уже из другой оперы. Добро пожаловать от второго тома Ландавшица к третьему и четвёртому! Но должен предупредить - идущие этой дорогой и никуда не сворачивающие попадают либо в теоротделы ведущих физических институтов либо в дурдом. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба С точки зрения классической электродинамики всё определяется движением зарядов в источнике. Но когда скорости и ускорения этих зарядов становятся слишком большими неприменима становится сама кл. электродинамика. Ведь в ней все заряды есть материальные точки, кроме массы и заряда - никаких других свойств, даже спин электрона это уже из другой оперы. Добро пожаловать от второго тома Ландавшица к третьему и четвёртому! Но должен предупредить - идущие этой дорогой и никуда не сворачивающие попадают либо в теоротделы ведущих физических институтов либо в дурдом. Признаться, я считаю постановку задачи не просто классической - а суперклассической. Ведь подобная задача, например - распространение радиоимпульса. Насколько компактно он может располагаться в пространстве? Квантовая электродинамика, полагаю, тут не при чём. Уравнения Максвелла не предполагают дискретности носителей заряда и не оперируют их массой или скоростью движения. Что-то мне подсказывает, что в силу непрерывности решений уравнений Максвелла в свободном пространстве, не может поле скачком возрастать, а будет некоторый переходный процесс, определяемый физическими свойствами электромагнитной волны. Математика должна напоминать идеи принципа неопределённости Гейзенберга. Не будучи специалистом в электродинамике, решил положиться на мнение форумчан. В дурдом опять же неохота. :) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Гость @Ark 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 (изменено) · Жалоба Признаться, я считаю постановку задачи не просто классической - а суперклассической. Нет, она просто не корректная, если не сказать хуже... Пишите про какой-то мифический "скачек напряжености поля" от 0 до Е, и тут же спрашиваете о минимальном времени возрастания от 0,1E до до 0,9E. Если это "скачек" - то не может быть минимального времени нарастания, а если оно есть - то это не "скачек". Пишите про электромагнитную волну с частотой f, а затем утверждаете: "Спектральный состав, очевидно - не монохроматический" и "во временной области огибающая сигнала - ступенька". Ну и что это за ступенька, откуда она взялась, как вы ее получили физически? Пишите зачем-то о плоской электромагнитной волне, и затем сами себя поправляете, говоря что это не имеет отношение к задаче... Далее упоминаете уравнения Максвелла, и тут же говорите о каких-то непонятных переходных процессах. Переходной процесс между чем и чем? P.S. Если все это еще не дурдом, то до него - буквально один шаг... Изменено 23 октября, 2011 пользователем @Ark Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Dmitry_B 0 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба Нет, она просто не корректная, если не сказать хуже... Пишите про какой-то мифический "скачек напряжености поля" от 0 до Е, и тут же спрашиваете о минимальном времени возрастания от 0,1E до до 0,9E. Если это "скачек" - то не может быть минимального времени нарастания, а если оно есть - то это не "скачек". Пишите про электромагнитную волну с частотой f, а затем утверждаете: "Спектральный состав, очевидно - не монохроматический" и "во временной области огибающая сигнала - ступенька". Ну и что это за ступенька, откуда она взялась, как вы ее получили физически? Пишите зачем-то о плоской электромагнитной волне, и затем сами себя поправляете, говоря что это не имеет отношение к задаче... Далее упоминаете уравнения Максвелла, и тут же говорите о каких-то непонятных переходных процессах. Переходной процесс между чем и чем? P.S. Если все это еще не дурдом, то до него - буквально один шаг... Формулировка "скачёк напряжённости поля" действительно неудачна. Можно и поконкретнее: возможно ли нарастание напряжённости поля от 0.1Е до 0.9Е за время, меньшее четверти периода несущей частоты? Сигнал "ступенька" с радиочастотным заполнением с несущей частотой f - то почему Вас возмутил? А существование радиоимпульсов с постоянной несущей частотой Вас не возмущает? И, заметьте, спектр у них вовсе не монохроматический. Как получил физически? К решению задачи это не имеет отношения. Математически описать такой сигнал нетрудно. Плоская волна была взята потому, что математическое описание её проще, чем какой-бы то ни было другой. Когда плоская волна кому-то не понравилась, я охотно согласился на любую другую, лишь бы получить какой-нибудь ответ. "Непонятных переходных процессах" - именно. Есть они или нет - в этом и состоял вопрос. Между "чем и чем" я написал: между "нет волны" и "есть волна с амплитудой Е". P.S. Придерживайтесь-ка корректного тона, приятель. Если не поняли, то лучше переспросить. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
EUrry 3 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба По-моему, во втором посте однозначный ответ на вопрос есть. Волна же уже есть и распространяется в четырехмерном пространстве (x, y, z, t), допустим, вдоль оси x. Пространственная координата со временем однозначно связана и нарастание поля в точке x0 со временем будет в соответствии с указанными соотношениями. Вроде бы никаких проблем здесь нет. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
scifi 1 23 октября, 2011 Опубликовано 23 октября, 2011 · Жалоба Интересует другое: может ли быть так, что не переходные процессы в источнике определяют скорость роста огибающей, а сама физическая природа поля? Я уже упоминал про квантовый пробой вакуума. Почитайте на досуге. Вероятно, аналогичное явление будет ограничивать скорость нарастания E (при условии, что найдётся источник, способный создать такую скорость нарастания E). Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться