تفاوت میان نسخه‌های «موج‌بر»

۱۹ بایت اضافه‌شده ،  ۳ سال پیش
جز
اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با استفاده از AWB
(تمیزکاری با ویرایشگر خودکار فارسی)
جز (اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با استفاده از AWB)
{{ویکی‌سازی}}
'''موج‌بَر'''<ref>{{یادکرد فرهنگستان | مصوب=موج‌بَر | بیگانه=waveguide | بیگانه در فارسی= | حوزه=فیزیک | دفتر=دوم | بخش=فارسی | سرواژه=موج‌بَر}}</ref> یا '''هادی موج''' ساختاری است که امواجی چون [[امواج الکترومغناطیسی]] و [[امواج صوتی]] را هدایت می‌کند. برای هر نوع موج انواع گوناگونی هادی موج وجود دارد. نوع اصلی و معمول آن یک لولهٔ فلزی توخالی است که به این منظور به کار می‌رود. هادی‌های موج در شکل هندسی تفاوت دارند که می‌توانند انرژی را در یک بعد محدود کنند، همچون هادی‌های موج ورقه‌ای و نیز می‌توانند در دو بعد انرژی را محدود کنند همچون هادی‌های موج تاری یا شیاری. بعلاوهبه‌علاوه هادی‌های موج مختلفی برای فرکانس‌های مختلف مورد نیاز است. به عنوان مثال یک [[فیبر نوری]] که امواج نوری را هدایت می‌کند، نخواهد توانست ریز موج‌ها را نیز هدایت کند.
طبق یک حساب تخمینی؛ پهنای هادی موج باید در مرتبهٔ اندازهٔ [[طول موج]] امواج هدایت شده باشد. در طبیعت نیز ساختارهایی وجود دارد که همانند هادی موج عمل می‌کنند. برای مثال یک لایه در اقیانوس می‌تواند [[آواز نهنگ‌ها]] را تا فاصله‌های خیلی دور هدایت کند.
 
اولین [[آنالیز ریاضی]] از امواج الکترو مغناطیسی در یک استوانهٔ فلزی توسط '''Lord Rayleigh''' در سال '''۱۸۹۷''' انجام گرفت.
برای اموج صوتی '''Lord Rayleigh''' یک آنالیز ریاضی کامل از حالت‌های انتشار را تحت عنوان '''تئوری امواج صوتی''' چاپ کرد.
مطالعات در زمینهٔ هادی موج دی الکتریک همچون فیبرهای نوری ازاوایل سال '''۱۹۲۰''' آغاز شد، اینکار توسط چند نفر انجام شد که معروفترین آنهاآن‌ها '''Sommerfeld''' و '''Debye''' بودند. فیبرهای نوری توجهات خاصی را از آغاز سال '''۱۹۶۰''' به خود جلب کرد که علت اصلی آن اهمیت این فیبرها در صنعت ارتباطات بود.
 
== کاربردها ==
استفاده از هادی‌های موج حتی قبل از اینکه این اصطلاح به وجود آید، شناخته شده بود. از زمانهایزمان‌های قدیم انتشار امواج صوتی در امتداد یک سیم کشیده شده یک پدیدهٔ آشنا بوده است؛بوده‌است؛ همان‌طور که انعکاس صوتی که در یک مجرای تو خالی همچون یک غار یا گوشی‌های طبی شناخته شده بود.
استفاده‌های دیگر از هادی‌های موج در [[انتقال توان]] بین دو جزء از سیستم مثل رادیو، رادار یا وسایل نوری می‌باشد. هادی‌های موج از اصول پایه‌ای آزمودن موج هدایت شده پیروی می‌کنند که از روشهایروش‌های ارزیابی غیر مخرب است.
 
=== مثالهایمثال‌های ویژه ===
* فیبرهای نوری که نور و سیگنال‌ها را تا فاصله‌های دور با سرعت‌های زیاد انتقال می‌دهند.
* در اجاق‌های ماکروویو یک هادی موج برق را از یک '''ماگنترون''' هدایت می‌کند که در قالب فضای آشپزخانه طرح‌ریزی شده استشده‌است.
* هادی موج در رادارها، موجها را به یک آنتن هدایت می‌کند که باید مقاومت ظاهری آن با توان مؤثر انتقال، مطابقت داشته باشد.
یک نوع از هادی موج که به آن باریکهٔ خطی می‌گویند، می‌تواند روی یک تخته مدار چاپی ساخته شود و برای انتقال سیگنال‌های ماکرو ویو روی تخته از آن استفاده می‌شود. این نوع از هادی موج خیلی ارزان ساخته می‌شود و ابعاد کوچکی دارد که می‌تواند برای استفاده درون تخته مدار چاپی مناسب باشد.
* هادی‌های موج در ابزارهای علمی برای اندازه‌گیری خواص نوری، صوتی و کشسانی مواد و اشیاء استفاده می‌شوند.
هادی‌های موج می‌توانند در تماس با یک نمونه قرار بگیرند، برای مثال در سونوگرافی‌های پزشکی که در این نوع موارد هادی موج باعث می‌شود تا توان موج آزمایشگر محفوظ بماند یا اینکه نمونهٔ آزمایشی درون هادی موج قرار بگیرد همانند سنجش دی الکتریک دائمی. بنابر اینبنابراین اجسام کوچکتر مورد آزمایش قرار می‌گیرند و دقت آزمایش بیشتر خواهد شد.
 
== تحلیل نظری ==
بدست می‌آید که<math>\ f</math> فرکانس <math>\ \vec v</math> سرعت موج در فضای آزاد و <math>\ \vec k</math> [[عدد موج]] است که بشکل برداری است و اندازهٔ آن برابر است با <math>\ k=\frac{2\pi f}{v}</math>
ارتباط بین اندازهٔ عدد موج و مولفه‌های آن از رابطهٔ <math>\ k^2=k_x^2+k_y^2+k_z^2</math> بدست می‌آید که <math>k_y</math>
و <math>k_x</math> عددهای موج متقاطع هستند و بستگی به ساختار هادی موج و حالت آن دارد و نسبتی با فرکانس ندارد. قطع جریان موج به این معناست که موج منتشر نمی‌شود و بنابر اینبنابراین عدد موج طولی برابر صفر است؛ و بدین ترتیب عدد موج قطع <math>k_c=k=\sqrt{k_x^2+k_y^2}</math> و بنابراین فرکانس قطع برابر است با <math>f_c=\frac{k_c v}{2\pi}=\frac{v}{2\pi}\sqrt{k_x^2+k_y^2}</math>.
 
== هادی‌های امواج الکترومغناطیسی ==
۱۳۳٬۲۴۲

ویرایش