Макеты страниц ВОЛНОВОДВолноводом называют канал, по которому распространяются волны той или иной природы. В зависимости от типа распространяющихся волн волноводами могут быть трубы, стержни, струны — для звуковых волн (см. Звук), системы линз и стеклянные трубки — для света, диэлектрические стержни и металлические трубы определенных сечений — для электромагнитных волн сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ). Простейший акустический волновод— это, например, «поющая труба»: при распространении по водопроводной трубе звуковой волны дребезжание раздается во всех квартирах, связанных одним водопроводным стояком. Зная, что скорость звука в воде составляет около Однако наличие резкой границы между внутренней и внешней средами оказывается совершенно необязательным условием для передачи акустической волны на большие расстояния. Акустический волновод может возникнуть и в средах, между которыми имеется плавный (а не резкий) переход в свойствах распространения звука. Примерами таких волноводов в гигантских масштабах могут служить атмосфера, океан. В океане плотность и температура воды меняются с глубиной таким образом, что скорость звука на некоторой глубине оказывается минимальной. Звуковые волны, подобно световым, могут претерпевать полное внутреннее отражение при переходе из среды с меньшей в среду с большей скоростью звука. Поэтому вблизи глубины, где скорость звука минимальна, может образоваться волновод, по которому звуковые волны будут распространяться на сотни и тысячи километров. При определенных условиях на столь же большие расстояния могут переноситься и изображения различных предметов в атмосфере — так называемые сверхдальние миражи. По-видимому, это явление обусловлено неоднородностью показателя преломления воздуха и возникновением благодаря этому в атмосфере гигантских светопроводов. Возможно также, что роль своеобразной границы такого светопровода играет ионосфера (слои ионизированных газов на высоте Огромное развитие в последнее время получили волноводы в оптике. До недавнего времени использовались только линзовые световоды, в которых луч распространялся по трубе, где через каждые Световоды используются и при конструировании современных электронных вычислительных машин. Обеспечивая связь между различными устройствами, они помогают освободить ЭВМ от обилия электрических проводов, которые неизбежно наводят посторонние сигналы. Ученые рассчитывают, что вскоре световоды придут на смену и кабелям связи, а это коренным образом изменит способы передачи информации на дальние расстояния. В радиолокации, сверхвысокочастотной электронике и других областях техники решается важная проблема передачи электромагнитных волн большой мощности в сверхвысокочастотном диапазоне с одного места в другое, например от передатчика к антенне и наоборот.
Для этой цели используются радиоволноводы, представляющие собой диэлектрические каналы, обычно цилиндрической формы; их боковая поверхность служит границей раздела двух сред, и при переходе через нее резко меняются диэлектрическая (е) или магнитная
|
Оглавление
|