infist

บทที่ 16 · คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

Problem 16.7

หัวข้อ: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบระนาบ (Plane Electromagnetic Waves)

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปไซน์เคลื่อนที่ในสุญญากาศในทิศทาง +x มีสนามไฟฟ้าสูงสุด 750 N/C มีความถี่ 40.0 MHz ที่ตำแหน่ง x = 0 m และเวลา t = 0 s สนามไฟฟ้ามีขนาดสูงสุดในทิศ +y จงหา a) คาบ? b) ความยาวคลื่น? c) ฟังก์ชันสนามไฟฟ้าที่ตำแหน่งและเวลาใดๆ? d) ฟังก์ชันสนามแม่เหล็กที่ตำแหน่งและเวลาใดๆ?
คำตอบ
\(\therefore \vec{B}(x,t) = (2.50 \mu T)\cos ((0.838 rad/m)x - (2.51\times 10^{9} rad/s)t) \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

ĉîĵ

กำหนดให้ \(= , E_{\max}= 750 N/C, f = 40.0 MHz, \vec{E}(0,0) = E_{\max}\)

a)จาก\(T=\frac{1}{f}=25.0ns\;\blacksquare\)

b) จาก \(c = fλ\)

\(\lambda =\frac{c}{f}=7.50m\;\blacksquare\)

c) จาก \(k = \frac{2\pi}{\lambda}= 0.838 rad/m\)

จาก \(ω = 2πf = 2.51\times 10^{9} rad/s\)

จาก \(E(x,t) = E_{\max}\cos (kx - \omega t + φ)\)

ĵ

\(\vec{E}(x,t) = E_{\max}\cos (kx - \omega t + φ)\)

ĵĵ

\(E_{\max}= E_{\max}\cos (k(0) - \omega (0) + φ)\)

\(1 = \cos (φ)\)

\(φ = 0 rad\)

ĵ

\(\therefore \vec{E}(x,t) = (750 N/C)\cos ((0.838 rad/m)x - (2.51\times 10^{9} rad/s)t) \;\blacksquare\)

d) จาก \(c = \frac{E_{\max}}{B_{\max}}\)

\(B_{\max}=\frac{E_{\max}}{c}= 2.50 \mu T\)

ĉÊ B̂

จาก \(= \times \)

îĵ B̂

\(= \times\)

B̂k̂

\(\therefore =\)

จาก \(B(x,t) = B_{\max}\cos (kx - \omega t + φ)\)

k̂

\(\therefore \vec{B}(x,t) = (2.50 \mu T)\cos ((0.838 rad/m)x - (2.51\times 10^{9} rad/s)t) \;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบระนาบ (Plane Electromagnetic Waves)
16.4 16.5 16.6 16.8 16.9 16.10