Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Математика Математика

Анализ и решение проблемы переноса энергии волнами электромагнитного поля

Фонарь желаний бумажный, оранжевый.
В комплекте: фонарик, горелка. Оформление упаковки - 100% полностью на русском языке. Форма купола "перевёрнутая груша" как у
87 руб
Раздел: Небесные фонарики
Пакеты с замком "Extra зиплок" (гриппер), комплект 100 штук (150x200 мм).
Быстрозакрывающиеся пакеты с замком "зиплок" предназначены для упаковки мелких предметов, фотографий, медицинских препаратов и
148 руб
Раздел: Гермоупаковка
Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее

Сидоренков В.В., МГТУ им. Н.Э. Баумана Застарелый, возрастом уже более века парадокс существования синфазных волн компонент электромагнитного поля и их способности переноса энергии этого поля, наконец, успешно и весьма нетривиально разрешен, а сами результаты проведенных исследований представляют собой серьезное концептуальное развитие основных физических представлений о структуре и свойствах электромагнитного поля в классической электродинамике. Концепция электромагнитн ого (ЭМ) поля является центральной и основополагающей в классической электродинамике , поскольку считается , что с помощью этого поля осуществляется взаимодействие разнесенных в пространстве электрических зарядов. При этом полагают все явления электромагнетизма физически полно представленными указанным полем, свойства которого исчерпывающе описываются системой электродинамических уравнений Максвелла: (a) , (b)  (0), (1) (c) , (d) , где  – постоянная времени релаксации заряда в среде за счет ее электропроводности. Эти уравнения рассматривают области пространства, где присутствует ЭМ поле, структурно реализуемое, согласно уравнениям (1а) и (1c), посредством динамически неразрывно связанных между собой двух векторных взаимно ортогональных полевых компонент: электрической  и магнитной  напряженности. Следующее уравнение (1b) описывает результат явления электрической поляризации в виде отклика материальной среды на наличие в данной точке стороннего электрического заряда ( – объемная плотность стороннего заряда) либо на воздействие на среду внешнего электрического поля (). Соответственно, уравнение (1d) характеризует явление магнитной поляризации. Важнейшим фундаментальным следствием уравнений Максвелла служит тот факт, что компоненты  и  ЭМ поля распространяются в пространстве в виде электродинамических волн. Например, из (1а) и (1c) получим волновое уравнение для поля электрической напряженности : . Аналогично можно получить волновое уравнение для магнитной напряженности . Видно, что скорость распространения этих волн определяется только лишь электрическими и магнитными параметрами пространства: ,  и , в частности, в отсутствие поглощения () . С целью ответа на вопрос, что переносят эти волны, и как они возбуждаются, обратимся к закону сохранения энергии, аналитическую формулировку которого можно получить при совместном решении уравнений Максвелла (1) в виде так называемой теоремы Пойнтинга: . (2) Согласно (2), поступающий извне поток ЭМ энергии, определяемый вектором Пойнтинга , идет на компенсацию в данной точке среды джоулевых (тепловых) потерь в процессе электропроводности и на изменение электрической и магнитной энергий, либо наоборот, указанные процессы вызывают излучение наружу потока электромагнитной энергии. Проанализируем параметры распространения ЭМ поля в виде плоской линейно поляризованной волны в однородной изотропной материальной среде. С точки зрения большей общности при анализе характеристик распространения указанного поля обычно значительно удобней использовать не волновые уравнения, а напрямую – сами уравнения системы (1), являющиеся по сути дела первичными уравнениями ЭМ волны.

С этой целью рассмотрим волновой пакет, распространяющийся вдоль оси x с компонентами  и , которые представим комплексными спектральными интегралами:  и , где  и  – комплексные амплитуды. Подставляя их в уравнения Максвелла (1a) и (1c), приходим к соотношениям  и . В итоге получаем для уравнений системы (1) выражение: . В конкретном случае среды идеального диэлектрика () с учетом формулы  из  следует обычное дисперсионное соотношение  , описывающее однородные плоские волны ЭМ поля. При этом связь комплексных амплитуд в волновых решениях системы уравнений (1) представится в виде , а сами волновые решения описывают ЭМ волну, компоненты поля  и  которой синфазно () распространяются в пространстве. Поскольку суть электромагнетизма – это взаимодействие ЭМ поля с материальной средой, то его анализ обычно сводится к стремлению описать энергетику ЭМ явлений. Обратимся и мы к закону сохранения энергии, который, согласно (2), для среды идеального диэлектрика запишется в виде: . (3) Для анализа нам вполне достаточно рассмотреть, как выполняется выражение (3) для плоской монохроматической ЭМ волны, полевые компоненты которой, согласно волновым решениям уравнений Максвелла, в свободном пространстве без потерь при распространении совершают синфазные колебания:  и . Подставляя эти выражения в соотношение (3), окончательно получаем: . (4) Здесь весьма странно то, что, согласно , равные по величине электрическая  и магнитная  энергии хотя и распространяются совместно, но без какой-либо видимой связи друг с другом. А потому необходимо напрашивается вывод об объективности существовании именно чисто электрической и магнитной энергий, но при явном отсутствии физических оснований их взаимосвязанного единства в виде ЭМ энергии. При этом из проведенного анализа совершенно не ясно, каким же образом реализуется волновой перенос всех этих видов энергии. Итак, решение уравнений электродинамики Максвелла (1) для ЭМ волны не отвечает обычным физическим представлениям о распространении энергии посредством волн в виде процесса взаимного преобразования во времени в данной точке пространства энергии одной компоненты поля в энергию другой его компоненты. Следовательно, электродинамические уравнения (1) описывают необычные, более чем странные волны, которые логично назвать псевдоволнами, поскольку с одной стороны, синфазные волны в принципе не способны переносить ЭМ энергию, а с другой – перенос энергии реально наблюдается, более того это, явление широко и всесторонне используется на практике, определяя многие аспекты жизни современного общества. Таким образом, имеем парадокс, и как это ни странно, существующий уже более века. Здесь поражает то, что традиционная логика обсуждения переноса ЭМ энергии такова, что проблемы как бы и нет, всем все понятно. Например, в нашем случае из соотношения для комплексных амплитуд в волновых решениях уравнений системы (1)  формально следует, что для ЭМ энергии , хотя эту энергию, как показано выше, посредством синфазных волн ЭМ поле переносить не способно в принципе. Правда, изредка делаются попытки действительно разобраться в этом вопросе, но эти объяснения (например, ), на наш взгляд, не выдерживают критики, поскольку обсуждаются не сами уравнения Максвелла или их прямые следствия, а то, что эти уравнения не учитывают характеристики реальных ЭМ излучателей или некую специфику взаимодействия материальной среды с ЭМ полем при распространении его волн.

Это, по мнению авторов, создает сдвиг фазы колебаний между компонентами на . В этой связи напомним основные физические представления о переносе энергии посредством волнового процесса, например, рассмотрим распространение волн от брошенного в воду камня. Частицы воды массой , поднятые на гребне волны на высоту , имеют запас потенциальной энергии , а через четверть периода колебаний, когда гребень волны в данной точке пространства спадает, в соответствии с законом сохранения энергии потенциальная энергия частиц воды переходит в кинетическую энергию их движения , где скорость частиц воды . Наличие взаимодействия молекул воды и приводит к возбуждению механической поверхностной поперечной волны, которая переносит в волновом процессе механическую энергию так, что . Физически логично считать, что механизм переноса энергии ЭМ волнами в главном должен быть аналогичен, как и у других волн иной физической природы, возможно обладая при этом, исходя из электродинамических уравнений Максвелла, определенной спецификой и даже уникальностью. Для большей убедительности наших аргументов чисто формально рассмотрим энергетику распространения некой гипотетической ЭМ волны, у которой имеется сдвиг фазы колебаний между ее компонентами на :  и . Физически очевидно, что подставлять эти компоненты в соотношение (3) не имеет смысла, поскольку, согласно уравнениям Максвелла, теоремы Пойнтинга (2) для них нет, да и представленные волновые решения принципиально никак не следуют из уравнений (1). И все же интересно вычислить для ЭМ волны с такими компонентами объемную плотность потока вектора Пойнтинга в данной точке. Тогда с учетом  и  (где ) чисто математически получим . Усредняя это выражение по времени (по периоду колебаний), имеем , то есть мы приходим здесь к физически разумному результату, когда посредством обсуждаемой гипотетической волны в пространстве без потерь переносится ЭМ энергия , не зависящая от времени и точек пространства. Следовательно, при таком волновом процессе, как и должно быть, имеем закон сохранения энергии. К сожалению, как мы убедились выше, это невозможно в принципе, поскольку, согласно уравнениям Максвелла (1), ЭМ волн с такими характеристиками в Природе нет. Итак, проблема с выяснением физического механизма переноса энергии волнами ЭМ поля объективно существует, и для ее разрешения требуется, по всей видимости, весьма нестандартный эвристический подход. Однако в наличии у нас имеется только система уравнений электродинамики Максвелла, а потому для разрешения обсуждаемого здесь парадокса ничего не остается, как продолжить критический анализ именно уравнений (1) с целью поиска новых (скрытых) реалий в их физическом содержании. И, действительно, такие реалии в уравнениях (1) были обнаружены , а их суть заключена в соотношениях первичной взаимосвязи ЭМ поля с компонентами электрической  и магнитной  напряженности и поля ЭМ векторного потенциала с электрической и магнитной  компонентами: (a) , (b) , (5) (c) , (d) . Соотношение (5a) вводится с помощью уравнения (1d), поскольку дивергенция ротора произвольного векторного поля тождественно равна нулю.

Но дело оказалось не таким уж простым! Пришлось объявлять всемирный конкурс на лучший проект по решению проблемы переноса. В конкурсе победила какая-то шведская компания, чей проект оказался наиболее дешевым и наиболее щадящим - шведы смогли перенести по пустыне чудовищные изваяния только грузовыми вертолетами и, распилив их предварительно на несколько (!) частей! А древние египтяне приволокли валуны для скульптур за сотни километров из тех мест, где водятся такие камни, да еще и отбросили от них все лишнее, чтобы получились статуи. Следовательно, он был еще тяжелее, но это не испугало фараона, у которого грузовых вертолетов и пил по камню не было. Но самое смешное в этой истории то, что везде с гордостью говорится о том, что наша цивилизация очень великая, потому что удалось изобрести и создать такие инструменты, которые осилили породу этих статуй - это оказалось самым сложным, а не перевозка, все же. Можно только представить себе, как эта же проблема досаждала египетским скульпторам, ведь им нужно было высечь из той же породы статуи высотой с небоскреб, да еще и с непревзойденным до сих пор художественным изяществом и стилем

1. Аксиоматическое построение основных уравнений теории реального электромагнитного поля

2. Методы расчета электрических полей

3. Физический эксперимент как средство формирования понятий "Электрическое поле. Постоянный электрический ток"

4. Электрическое поле

5. Электрические поля токов промышленной частоты

6. Просветление тумана в электрическом поле
7. Электростатическое поле как фактор опасного и вредного воздействия. Последствия его воздействия на организм человека. Допустимые уровни и средства нормализации уровней напряженности электростатического поля
8. Моделирование движения невесомой заряженной частицы в электрическом поле в среде MathCAD и Matlab

9. Высокочастотная электротерапия: электрическое поле ультравысокой частоты, миллиметровая терапия

10. Расчет электрического поля, создаваемого высоковольтными линиями электропередачи ОАО "Костромаэнерго"

11. Механизм воздействия электрического поля на процесс горения

12. Доля політичної нації в поліетнічному суспільстві.

13. Політичні еліти і політичне лідерство: світовий досвід і українські реалії

14. Уравнения и характеристики распространения волн реального электромагнитного поля

15. Влияние электромагнитных полей (ЭМП) на живые организмы

16. Защита от электромагнитных полей

Папка для труда, А4, на липучке.
Удобная папка для уроков труда на липучках. Полностью раскрывается. Внутри папки находится большое отделение с прозрачным окном, а также
366 руб
Раздел: Папки для труда
Набор "Леди Баг и Супер Кот" Дизайн 1, 3 предмета (в подарочной упаковке).
Набор из трех предметов (кружка, салатник, тарелка) в подарочной упаковке с изображением героини из мультсериала "Леди Баг и Супер
454 руб
Раздел: Наборы для кормления
Качели со столиком, арт. 15-10960.
Летом на даче не обойтись без качелей со столиком. Ведь они предназначены для самых маленьких. Качели можно подвесить с помощью
770 руб
Раздел: Качели

17. Комплексное моделирование электрических и тепловых характеристик линейного стабилизатора напряжений

18. Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке

19. Защита пользователя от негативных воздействий электромагнитных полей дисплея

20. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека

21. Основоположник учения об электромагнитном поле

22. Энергия гравитационного поля
23. Электрические вихревые несоленоидальные поля
24. Электрические вихревые несоленоидальные поля

25. Электрические вихревые несоленоидальные поля

26. Отклонение Электрона электрическим и магнитным полями

27. Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке

28. Влияние электромагнитного поля на организм человека

29. Электромагнитные поля

30. Воздействие электромагнитных полей

31. Основные характеристики электромагнитных излучений (полей)

32. Электрические вихревые несоленоидальные поля

Комплект детского постельного белья 1.5 "Принцесса".
Постельное белье из бязи выполнено из высококачественного хлопка, что гарантирует крепкий и здоровый сон. Комплект не требует особого
1498 руб
Раздел: Детское, подростковое
Подушка для автокресел, детская "Roxy" от 1 до 3 лет.
Детские подушки-рогалики обеспечивают комфортный сон в автомобильном путешествии. Удобная форма рогалика поддерживает шею и не позволяет
391 руб
Раздел: Дорожные пледы, подушки
Магнитные истории "Мир вокруг".
Детская магнитная игра "Мир вокруг" поможет в большом кругу друзей весело провести время. Она заключается в следующем – ребенку
499 руб
Раздел: Игры на магнитах

33. О псевдоволнах электромагнитного поля

34. Электромагнитное поле. Различные виды излучений

35. Феноменологическое обоснование формы линейного элемента шварцшильдова решения уравнений гравитационного поля ОТО

36. Электричество, электромагнитные поля и оружие массового поражения

37. Электромагнитные поля промышленной частоты

38. История исследования электромагнитных полей и их воздействие на человека
39. Биотропные параметры магнитных полей. Влияние естественных электромагнитных полей на живые организмы и механизмы воздействия
40. Экранирование электромагнитных полей, узлов радиоэлектронной аппаратуры и их соединений. Материалы для экранов

41. Расчет машинного агрегата для получения электрической энергии с помощью генератора

42. Анализ путей снижения себестоимости производства электрической энергии

43. Испытание электромагнитного реле напряжения

44. Исследование электрической цепи переменного тока. Резонанс напряжений

45. Последовательное соединение приемников электрической энергии и проверка второго закона Кирхгофа

46. Проектирование электрической сети напряжением 35-110 кВ

47. Режимы работы источника электрической энергии

48. Электромагнитные поля и волны

Магнитная планка самоклеющаяся, 100x5 см + 6 магнитов.
Магнитные планки применяются в случаях, когда требуются небольшие магнитные поверхности. На внутренней стороне планки нанесен перманентный
654 руб
Раздел: Прочее
Карандаши цветные "Kores", 36 цветов, с точилкой.
Цветные карандаши имеют насыщенные цвета. Трехгранная форма корпуса снижает усталость и придает дополнительный комфорт. Грифель проклеен
622 руб
Раздел: Более 24 цветов
Мультиплеер с огоньками "Новогодний хоровод".
30 новогодних песенок и мелодий – в новом мультиплеере! Добрый Дед Мороз поздравит с Новым годом, а разноцветные огоньки сделают праздник
336 руб
Раздел: Смартфоны, мультиплееры

49. Анализ тарифов на электрическую и тепловую энергию тепловой электростанции

50. Влияние магнитного поля

51. Магнитные поля Галактики

52. Психогенетика: сцепленное наследование, генетика пола

53. Нетрадиционные источники энергии

54. Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли
55. Налогообложение на Украине (Система оподаткування в Українії податкова політика в сучасних умовах)
56. Поле запаха в немецком языке на примере романа П.Зюскинда ПАРФЮМЕР

57. Поль Сезанн

58. С русскими воинами через века и поля боевой славы

59. Лексико-семантическое поле "женщина" в современном английском языке

60. "Я хочу найти Трою" Г. Шлиман

61. Миграция сельского населения XVIII - I пол. XIX вв.: исторические и психологические аспекты

62. Использование полей и закладок для оформления и автоматизации редактирования и обработки экономической информации в документах Word

63. Получение уравнения переходного процесса по передаточной функции

64. Использование полей и закладок для оформления и автоматизации редактирования и обработки экономической информации в документах Word

Крикет "Зоопарк".
Комплект: 4 фигуры, 2 биты, 2 шарика. Длина молоточка: 42,5 см. Возраст: от 3 лет.
548 руб
Раздел: Гольф
Сменный фильтр "Аквафор В-100-6" (2 штуки).
B100-6 — универсальный сменный модуль для фильтров-кувшинов Аквафор. Надежно очищает воду от основных вредных примесей и эффективно ее
424 руб
Раздел: Фильтры для воды
Бейдж с рулеткой, 54x85 мм.
Рулетка с держателем для бэйджа (горизонтальный). Рулетка вытягивается на 80 см. Крепится при помощи металлического клипа на поясе или к
371 руб
Раздел: Бейджи, держатели, этикетки

65. Краткие сведения о электронных таблицах. Решение уравнения

66. Корень n-ой степени и его свойства. Иррациональные уравнения. Степень с рациональными показателем

67. Решение систем дифференциальных уравнений методом Рунге-Куты 4 порядка

68. Дифференцированные уравнения

69. Расчет дифференциального уравнения первого, второго и третьего порядка методом Эйлера

70. РЕШЕНИЕ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ПЯТИТОЧЕЧНЫМ МЕТОДОМ АДАМСА – БАШФОРТА
71. Решение уравнений, систем уравнений, неравенств графически
72. Построение решения задачи Гурса для телеграфного уравнения методом Римана

73. Решение уравнений в целых числах

74. Уравнение Кортевега - де Фриса, солитон, уединенная волна

75. Механические колебания в дифференциальных уравнениях

76. Устойчивость систем дифференциальных уравнений

77. Квадратные уравнения

78. Приближённые методы решения алгебраического уравнения

79. Составление и решение нестандартных уравнений графоаналитическим методом

80. Вычисление корней нелинейного уравнения

Антипригарный чехол для гладильной доски "Paterra", размер S-M, 125x38 см.
Эффект двустороннего глажения. Чехол имеет хлопковую основу с особой антипригарной пропиткой из силикона, которая исключает пригорание
770 руб
Раздел: Чехлы для гладильной доски
Плед "Нордтекс. Палитра", 150х200 см.
Материал: флис. Размер: 150х200 см. Цвет и рисунок в ассортименте, без возможности выбора.
515 руб
Раздел: Покрывала и пледы
Игра настольная развивающая "Интересные профессии".
Обучающая игра пазл-липучка состоит из 5 игровых полей, заполняя которые, ребенок изучает название и назначение 5-ти известных профессий,
592 руб
Раздел: Человек, профессии

81. Приборы для регистрации электрических, акустических и тепловых сигналов организма человека

82. Функции гемоглобина в неповрежденных эритроцитах миноги: роль мембраны эритроцитов в регуляции газового транспорта и кислотно-основного баланса

83. Белки, жиры и углеводы как источник энергии

84. Могут ли восстанавливаемые виды энергии полностью заменить фоссильные топлива?

85. Исследование аспектов применения атомной энергии для решения проблем энергоснабжения районов Крайнего Севера

86. Політична соціалізація молодших школярів (на прикладі контент-аналізу підручників для початкової школи)
87. Політична доктрина більшовиків у 20-50 роках (WinWord (на укр языке0)
88. КЭС 6х300 МВт /электрическая станция/

89. Рсчет электрической части станции ГРЭС

90. Расчет прочности центрально растянутых предварительно напряженных элементов

91. Измерительные трансформаторы напряжения

92. Электрические станции и подстанции

93. Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана

94. Электромагнитная теория света

95. Электрооптические методы измерения высоких напряжений и больших токов

96. Определение нейтральной линии бруса и расчёт наибольших растягивающих и сжимающих напряжений

Настольная игра "День вождей".
Детская активная игра для компании от 2 до 6 человек. Каждый ход игроки получают карточки с заданиями, которые надо выполнить. Если
1490 руб
Раздел: Игры-ходилки с фишками
Гамачок для купания.
Горка для купания (гамачок) для ванны 100 см служит для поддержки младенцев в ванночке. Ванночка с гамачком обеспечит комфортное принятие
349 руб
Раздел: Горки, приспособления для купания
Набор для уборки Vileda "Ultramat": швабра со сборной ручкой+ведро с отжимом.
Набор предназначен для влажной уборки всех типов напольных покрытий. Швабра отжимается в специальной воронке на ведре, благодаря чему руки
2210 руб
Раздел: Швабры и наборы

97. Пол и характер

98. Психогенетика: сцепленное наследование, генетика пола

99. Термоэмиссионный преобразователи энергии


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.