Unda de suprafață

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Wave (fizică) .
Prin scufundare, micuțul grebe creează unde de suprafață

În fizică , o undă de suprafață , numită și undă de suprafață , este o undă care se propagă de-a lungul interfeței dintre medii diferite, de obicei două fluide cu densități diferite.

În transmisia radio , o undă de pământ este o undă de suprafață care se propagă lângă suprafața Pământului . [1]

Undele mecanice

În seismologie întâlnim diferite tipuri de unde de suprafață. Undele de suprafață, în acest sens mecanic, sunt cunoscute în mod obișnuit atât ca undele Love (unde L), cât și unde Rayleigh , o undă seismică este o undă care călătorește prin Pământ , adesea ca urmare a unui cutremur sau explozie. Undele dragostei au mișcare transversală (mișcarea este perpendiculară pe direcția deplasării, ca undele luminoase), în timp ce undele Rayleigh au atât mișcare longitudinală (mișcare paralelă cu direcția deplasării, precum undele sonore ), cât și mișcare transversală. Undele seismice sunt studiate de seismologi și măsurate prin seismografe sau seismometre . Undele de suprafață se întind pe o gamă largă de frecvențe, iar perioada celor mai dăunătoare unde este de obicei de 10 secunde sau mai mult. Valurile de suprafață, produse de cele mai mari cutremure , pot călători de-a lungul globului de mai multe ori.

Unda de suprafață poate descrie valurile peste un ocean , chiar și atunci când acestea sunt aproximate de funcțiile Airy și sunt numite mai corect valuri târâtoare . Exemple sunt valurile de pe suprafața apei și din aer ( valurile de suprafață ale oceanului ) sau ondulațiile pe nisip la interfața cu apa și aerul. Un alt exemplu sunt undele interne , care pot fi transmise de-a lungul interfeței a două mase de apă cu densități diferite.

Undele electromagnetice

Undele Pământului se referă la propagarea undelor radio în apropierea sau pe suprafața Pământului . Aceste unde de suprafață sunt, de asemenea, cunoscute generic sub numele de valuri de suprafață Norton, valuri Zenneck , valuri Sommerfeld sau valuri alunecătoare .

Propagarea radio

Frecvențele mai mici, în special emisiile AM cu undă medie (uneori numite „frecvență medie”) și benzile cu unde lungi (și alte tipuri de frecvențe radio mai mici), călătoresc la fel de eficient ca undele de suprafață. Acest lucru se datorează faptului că sunt foarte efectiv diferiți de forma Pământului datorită frecvențelor lor joase. Este luată în considerare și reflexia ionosferică , care reflectă frecvențele incluse într-o anumită bandă , schimbându-se adesea din cauza condițiilor solare. Pământul are un indice de refracție și atmosfera are altul, prin urmare se formează o interfață care susține transmisia undei de suprafață.

Un mod longitudinal al unei cavități rezonante este un anumit tip de undă staționară formată din unde limitate la cavitate. Undele longitudinale corespunzătoare lungimilor de undă permise de cavitate sunt întărite prin interferențe constructive după multe reflecții de la suprafața reflectantă a cavității.

Conductivitatea suprafeței se referă la propagarea undelor terestre, cu suprafețe mai conductoare, cum ar fi apa, care asigură o propagare mai bună. [2] Creșterea conductivității pe o suprafață are ca rezultat o mare disipare. [3] Indicii de refracție sunt supuși modificărilor spațiale și temporale. Deoarece solul nu este un conductor electric perfect, undele terestre sunt atenuate pe măsură ce urmează suprafața Pământului .

Majoritatea comunicațiilor radio cu undă lungă LF (între 30 kHz și 300 kHz) la distanțe mari este rezultatul propagării undei terestre. Transmisiile radio (frecvențe între 300 kHz și 3000 kHz) ale undei medii au proprietatea de a urmări curbura pământului (unda terestră) în majoritatea evenimentelor. La frecvențe joase, pierderile terestre sunt scăzute și devin mai mici la frecvențe mai mici. Frecvențele VLF și LF sunt utilizate în principal pentru comunicații militare, în special cu nave și submarine.

Undele de suprafață au fost utilizate în radar la orizont . Odată cu dezvoltarea radioului , undele de suprafață au fost utilizate pe scară largă. Primele servicii radio comerciale și profesionale se referă exclusiv la unda lungă , frecvențe joase și propagarea undei terestre. Pentru a preveni interferența cu aceste servicii, emițătorii amatori și experimentali erau legați de frecvențele superioare ( HF ), simțind că sunt inutili, deoarece câmpul undei terestre era limitat. La descoperirea altor modalități posibile de propagare a frecvențelor de undă medie și scurtă , avantajele HF în scopuri comerciale și militare au devenit evidente. Experimentarea amatorilor a fost apoi limitată doar la frecvențele autorizate într-un anumit domeniu de acțiune.

Undele medii și undele scurte sunt reflectate pe ionosferă noaptea, fenomen cunoscut sub numele de val al cerului ( skywave ). Deoarece vântul solar „suflă” ionosfera către Pământ în timpul zilei și se îndepărtează de ea în timpul nopții, această „oglindă” naturală pentru unde radio este mult mai aproape de suprafață în timpul zilei. Acest lucru împiedică propagarea frecvenței înalte fiind foarte eficientă în orele de lumină. Noaptea, emisiunile cu unde medii și unde scurte călătoresc mai bine din cauza „ valului cerului ( skywave ). Undele Pământului nu includ unde ionosferice și troposferice .

Teoria câmpului cu microunde

În cadrul teoriei câmpului cu microunde , indicele de refracție al multor cavități constituie o interfață care susține „transmisia undelor de suprafață”. Undele de suprafață au fost studiate ca parte a liniilor de transmisie și unele pot fi considerate ca o linie de transmisie către un singur fir (cu un singur fir).

Caracteristicile și utilizările fenomenelor electrice de undă de suprafață includ:

  • Componentele câmpului de undă scad odată cu distanța față de interfață. [ fără sursă ]
  • Energia optică nu este convertită din câmpul undei de suprafață într-o altă formă de energie și unda nu are o componentă directă normală la interfața de suprafață. [ fără sursă ]
  • În transmisia prin fibră optică , undele evanescente sunt unde de suprafață. [ fără sursă ]

Notă

  1. ^ FS1037C MS188
  2. ^(RO) „Seria de instruire în ingineria electrică navală”, capitolul 2 Propagarea undelor radio, unde de la sol . Publicare integrată.
  3. ^(EN) Antene radio și propagare, TM 11-666, Departamentul armatei, februarie 1953, pp. 17-23.

Bibliografie

  • ( EN ) Collin, RE, „ Teoria câmpului valurilor ghidate ”. New York: Wiley-IEEE Press, 1990.
  • ( EN ) Waldron, Richard Arthur, „ Teoria undelor electromagnetice ghidate ”. Londra, New York, Van Nostrand Reinhold, 1970. ISBN 0-442-09167-2 LCCN 69019848 // r86
  • (EN) Weiner, Melvin M., "Monopole antennes " New York, Marcel Dekker, 2003. ISBN 0-8247-0496-7
  • ( RO ) Așteptați, JR, „ Valurile în medii stratificate ”. New York: Pergamon, 1962.
  • ( EN ) Wait, JR, „ Teoria undelor electromagnetice ”, New York, Harper și Row, 1985.
  • ( EN ) Budden, KG, „ Propagarea undelor radio: teoria undelor radio cu putere redusă în ionosferă și magnetosferă ”. Cambridge (Cambridgeshire); New York: Cambridge University Press, 1985. ISBN 0-521-25461-2 LCCN 84028498
  • ( EN ) Budden, KG, " Undele radio în ionosferă; teoria matematică a reflectării undelor radio din straturile ionizate stratificate ". Cambridge, Eng., University Press, 1961. LCCN 61016040 / L / r85
  • (EN) Budden, KG, "Teoria modului de ghidare a undelor de propagare a undelor." Londra, Logos Press; Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, c1961. LCCN 62002870 / L
  • (EN) Barlow, HM și Brown, J., "Surface Radio Waves", Oxford University Press 1962.
  • ( EN ) Sommerfeld, A., "Ecuații diferențiale parțiale în fizică" (versiunea în limba engleză), Academic Press Inc., New York 1949, capitolul 6 - "Problemele radioului".

Elemente conexe

Articole externe, lecturi suplimentare, referințe

Site-uri web

Brevete

Standarde și doctrine

Ziare și documente

Zenneck, Sommerfeld și Norton
  • ( FR ) J. Zenneck, (traducători: P. Blanchin, G. Guérard, É. Picot), " Précis de télégraphie sans fil: complément de l'ouvrage: Les oscillations électromagnétiques et la télégraphie sans fil ", Paris: Gauthier- Villars, 1911. viii, 385 p. : bolnav. ; 26 cm. ( Tr . Precizii ale telegrafiei fără fir: complement al lucrării: Oscilații electromagnetice și telegrafie fără fir)
  • ( DE ) J. Zenneck, " Über die Fortpflanzung ebener elektromagnetischer Wellen Mngs einer ebenen Leiterflache und ihre Beziehung zur drahtlosen Telegraphie ", Ann. der Phwk, voi. 23, pp. 846-866, sept. 1907. ( Tr . „Peste reproducerea undelor electromagnetice uniforme ale unui apartament uniform și a relației lor cu telegrafia fără fir”)
  • ( DE ) J. Zenneck, " Elektromagnetische Schwingungen und drahtlose Telegraphie ", gart, F. Enke, 1905. xxvii, 1019 p. : bolnav. ; 24 cm. (Tr. "Oscilații electromagnetice și telegrafie fără fir.")
  • ( EN ) J. Zenneck, (traducător: AE Seelig) " Wireless telegraphy ", New York [etc.] McGraw-Hill Book Company, inc., Ed. 1. 1915. xx, 443 p. illus., diagrs. 24 cm. LCCN 15024534 ( ed . „Bibliografie și note despre teorie” p. 408-428.)
  • ( DE ) A. Sommerfeld, " Fortpffanzung elektrodynamischer Wellen an einem zylindnschen Leiter ", Ann. der Physik und Chemie, vol. 67, pp. 233–290, decembrie 1899. ( Tr . Reproducerea undelor electrodinamice la un cilindru)
  • ( DE ) A. Sommerfeld, " Über die Ausbreitlung der Wellen in der drahtlosen Telegraphie ", Annalen der Physik, Vol. 28, martie, 1909, pp. 665-736. ( Tr . Peste propagarea undelor în telegrafia fără fir)
  • ( EN ) A. Sommerfeld, „ Propagarea undelor în telegrafia fără fir ”, Ann. Phys., Vol. 81, pp. 1367–1153, 1926.
  • ( EN ) KA Norton, " Propagarea undelor radio pe suprafața pământului și în atmosfera superioară ", Proc. IRE, vol. 24, pp. 1367–1387, 1936.
  • ( EN ) KA Norton, " Calculele intensității câmpului de undă la sol pe un pământ sferic care conduce finit ", Proc. IRE, vol. 29, pp. 623-639, 1941.
Aștepta
  • ( EN ) Așteptați, JR, „ Valurile laterale și cercetarea pionieră a regretatului Kenneth A Norton ”.
  • ( RO ) Așteptați, JR și DA Hill, „ Excitația undei de suprafață HF prin deschideri verticale și orizontale ”. Radio Science, 14, 1979, pp 767-780.
  • ( EN ) Wait, JR și DA Hill, „ Excitația suprafeței Zenneck printr-o deschidere verticală ”, Radio Science, 13, 1978, pp. 967-977.
  • ( RO ) Așteptați, JR, „ O notă asupra undelor de suprafață și a solului ”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, noiembrie 1965. Vol. 13, Ediția 6, pg 996- 997 ISSN 0096-1973
  • ( EN ) Așteptați, JR, " Istoria veche și modernă a propagării EM a undelor solului ". IEEE Antennas Propagat. Mag., Vol. 40, pp. 7–24, octombrie 1998.
  • ( EN ) Așteptați, JR, " Anexa C: Cu privire la teoria propagării undelor solului pe un pământ curbat ușor aspru ", Electromagnetic Probing in Geophysics . Boulder, CO., Golem, 1971, pp. 37–381.
  • ( EN ) Wait, JR, „ Undele de suprafață electromagnetice ”, Advances in Radio Research , 1, New York, Academic Press, 1964, pp. 157-219.
Alții
  • ( EN ) RE Collin, " Hertzian Dipole Radiating Over a Lossy Earth or Sea: Some Early and Late 20th Century Controversies ", Antennas and Propagation Magazine, 46, 2004, pp. 64-79.
  • ( EN ) FJ Zucker, " Antenele de undă de suprafață și matricele excitate de unde de suprafață ", Antenna Engineering Handbook, ediția a II-a, RC Johnson și H. Jasik, Eds. New York: McGraw-Hill, 1984.
  • (EN) Hill, D. și JR Wait, „Excitation of the Zenneck Surface Wave by a Vertical Aperture”, Radio Science, Vol. 13, No. 6, noiembrie-decembrie 1978, pp. 969-977.
  • ( EN ) Yu. V. Kistovich, „ Posibilitatea de a observa undele de suprafață ale lui Zenneck în radiații de la o sursă cu o deschidere verticală mică ”, Fizică sovietică fizică tehnică, Vol. 34, nr. 4, aprilie 1989, pp. 391-394.
  • ( RO ) VI Baĭbakov, VN Datsko, Yu. V. Kistovich, „ Descoperirea experimentală a undelor electromagnetice de suprafață ale lui Zenneck ”, Sov Phys Uspekhi, 1989, 32 (4), 378-379.
  • (EN) Corum, KL Corum și JF, „Zenneck Surface Wave”, Nikola Tesla, Lightning Observations și Stationary Waves, Anexa II. 1994.
  • ( EN ) MJ King și JC Wiltse, „ Propagarea undelor de suprafață pe fire metalice acoperite sau neacoperite la lungimi de undă milimetrice ”. J. Appl. Phys., Vol. 21, pp. 1119-1128; Noiembrie,
  • (EN) Georg Goubau, „Undele de suprafață și aplicarea lor pe liniile de transmisie”, J. Appl. Phys., Vol. 21, pp. 1119-1128; Noiembrie 1950.
  • ( EN ) MJ King și JC Wiltse, " Propagarea undelor de suprafață pe o tijă dielectrică cu secțiune electrică. " Electronic Communications, Inc., Tirnonium: kld. Sci. Rept. „Nu. 1, contract AFCKL nr. AF 19 (601) -5475; August 1960.
  • ( EN ) T. Kahan și G. Eckart, „ On the Electromagnetic Surface Wave of Sommerfeld ”, Phys. Rev. 76, 406-410 (1949).

Alte mijloace

  • ( EN ) LA Ostrovsky (ed.), " Modelare de laborator și studii teoretice ale modulației undelor de suprafață de o sferă în mișcare ", m, Laboratoarele de cercetare oceanică și atmosferică, 2002. OCLC 50325097

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 37557 · GND (DE) 4193158-0 · BNF (FR) cb13338466p (data)
Fizică Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Onda_superficiale&oldid=112342094 ”