موجبر: تفاوت میان نسخهها
محتوای حذفشده محتوای افزودهشده
جز ربات:اصلاح فاصلهٔ مجازی |
جز ربات: تصحیح جایگذاری کاما، شمارگان هزارگان |
||
خط ۱:
== '''مقدمه''' ==
هادی موج ساختاری است که امواجی چون امواج الکترو مغناطیسی و امواج صوتی را هدایت می کند. 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 می رود.هادیهای موج در شکل هندسی تفاوت دارند که می توانند انرژی را در یک بعد محدود
طبق یک حساب
== '''اصول عملکرد''' ==
موجها در فضاهای باز در تمام جهات به شکل '''موج کروی''' منتشر می شوند و این امواج توان خود را متناسب با مجذور فاصله از دست می دهند. در فاصلهٔ '''R''' از یک منبع توان برابر است با توان منبع تقسیم بر '''<math>\ R^2</math>''' .هادیهای
به علت بازتاب کامل ازدیوارههای هادی
== '''تاریخچه''' ==
اولین ساختار برای هدایت موجها توسط '''J. J. Thomson''' در سال '''1893''' پیشنهاد شد که اولین بار به شکل تجربی توسط '''O. J. Lodge''' در سال '''1894''' امتحان گردید.
اولین آنالیز ریاضی از امواج الکترو مغناطیسی در یک استوانهٔ فلزی توسط '''Lord Rayleigh''' در سال '''1897''' 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 '''1920''' آغاز
== '''کاربردها''' ==
استفاده از هادیهای موج حتی قبل از اینکه این اصطلاح به وجود
استفادههای دیگر از هادیهای موج در انتقال توان بین دو جزء از سیستم مثل رادیو
=== ''مثالهای ویژه'' ===
* فیبرهای نوری که نور و سیگنالها را تا فاصلههای دور با سرعتهای زیاد انتقال می دهند.
* در اجاقهای ماکروویو یک هادی موج برق را از یک '''ماگنترون''' هدایت میکند که در قالب فضای آشپزخانه طرح ریزی شده است.
* هادی موج در
یک نوع از هادی موج که به آن باریکهٔ خطی
* هادیهای موج در ابزارهای علمی برای اندازه گیری خواص
هادیهای موج میتوانند در تماس با یک نمونه قرار
== '''تحلیل نظری''' ==
انتشار امواج در امتداد محورهای هادی موج توسط معادله موج تشریح میشود و طول موج بستگی به ساختار هادی موج و همچنین فرکانس آن دارد.
اگر امتداد عرضی هادی موج را در نظر
این معادلات راه حلهای مختلفی دارند که روشهای انتشار نامیده می شود. در هر کدام از این حالتها که موج در امتداد هادی موج حرکت میکند، سرعت و شکل انتشار با نوع دیگر متفاوت خواهد بود.
دسته فرکانس هایی که یک هادی موج می تواند هدایت کند به عرض آن بستگی دارد. تخمین زده میشود که برای طول موجهای بلند تر هادی موج عریض تری احتیاج است .
چون طول موج با وارون فرکانس متناسب
یک استثنا که در این قانون قابل ذکر
در حالتی که یک موج مسطح داریم پهنای باند بزرگی وجود دارد که می تواند طول موجی بسیار بیشتر از مرتبهٔ اندازهٔ عرض هادی موج داشته باشد .
در دو انتهای هادی موج تشدیدی حاصل میشود که در این حالت تنها فرکانسهای مشخصی – حالتهای طبیعی تشدید - برای دورههای طولانی می تواند وجود داشته باشد .
== '''حالتهای انتشار و فرکانسهای قطع''' ==
یک حالت انتشار در یک هادی
بعلت محدودیت شرایط مرزی برای تابع موج فقط فرکانسها و شکلهای محدودی وجود دارد که بتواند در هادی موج انتشار یابد.کمترین فرکانسی که در یک حالت مشخص می تواند انتشار یابد ، '''فرکانس قطع''' آن حالت نامیده می شود.حالتی که در پایینترین فرکانس قطع وجود
یک حالت ویژهٔ هادی موج هنگامی است که یک حالت موج مسطح داریم.
یک موج مسطح در فضای آزاد منتشر میشود و جبهه موج آن نیز مسطح است . یک موج مسطح می تواند در یک باند فرکانسی وسیع انتشار یابد . در یک هادی موج ایده آل که دیوارههای آن بشکل کامل بازتاب می
موج در امتداد هادی موج ( حول محور z ) با رابطهٔ
<math>\ v_z=\frac{2\pi f}{k_z}</math>
خط ۴۶:
هادیهای موجی که در فرکانسهای نوری استفاده می شوند و معمولاً دارای ساختار عایق می باشند که با مواد عایق ساخته شده و در جریانهای الکتریکی بالا قرار می گیرند و بنابراین شاخص بازتاب بالایی دارند و توسط یک ماده با الکتریسیتهٔ پایین تر احاطه می شوند.
این ساختار موجهای نوری را توسط بازاب کامل داخلی انتشار می دهد و نوع رایج آن فیبرهای نوری است.
انواع دیگری از هادیهای موج نوری نیز که مورد استفاده می
همچنین در لامپهای لوله ای که در چراغانیها کاربرد
این سطح درونی ممکن است یک فلز صیقلی باشد یا اینکه با غشای چندلایه ای پوشانده شده باشد که نور را توسط بازتاب براگ ( نوع مخصوصی از فیبرهای بلور شفاف ) هدایت کند و همچنین یک منشور کوچک در اطراف لوله مورد استفاده قرار می گیرد تا نور را از طریق بازتاب کامل درونی انعکاس دهد.
این تحدید کردن موجها کامل نیست زیرا بازتاب کامل درونی هیچگاه به خوبی نمی تواند نور را توسط یک هسته با شاخص پایین تر هدایت کند. ( در مورد منشور بعضی نورها به گوشههای منشور نفوذ می کنند )
== '''هادیهای اموج صوتی''' ==
یک هادی موج
== '''ترکیب صداها''' ==
از خطوط تاخیری دیجیتال همچون عناصر شمارشگر برای ساده کردن انتشار موج در لولههای ابزارهای موسیقی بادی و ارتعاش سیمها در ابزارهای موسیقی سیم دار استفاده می شود.
|