அது வரும்போதுஆண்டெனாக்கள், மக்கள் மிகவும் கவலைப்படும் கேள்வி "கதிர்வீச்சு உண்மையில் எவ்வாறு அடையப்படுகிறது?" என்பதுதான். சமிக்ஞை மூலத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்காந்த புலம் எவ்வாறு பரிமாற்றக் கோடு வழியாகவும் ஆண்டெனாவினுள் பரவுகிறது, இறுதியாக ஆண்டெனாவிலிருந்து "பிரிந்து" ஒரு இலவச விண்வெளி அலையை உருவாக்குகிறது.
1. ஒற்றை கம்பி கதிர்வீச்சு
படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, qv (Coulomb/m3) என வெளிப்படுத்தப்படும் மின்னூட்ட அடர்த்தி, a இன் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி மற்றும் V இன் அளவைக் கொண்ட ஒரு வட்டக் கம்பியில் சீராக விநியோகிக்கப்படுகிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம்.
படம் 1
தொகுதி V இல் மொத்த மின்னூட்டம் Q, z திசையில் சீரான வேகத்தில் Vz (m/s) இல் நகரும். கம்பியின் குறுக்குவெட்டில் மின்னோட்ட அடர்த்தி Jz என்பதை நிரூபிக்க முடியும்:
Jz = qv vz (1)
கம்பி ஒரு சிறந்த கடத்தியால் ஆனது என்றால், கம்பி மேற்பரப்பில் மின்னோட்ட அடர்த்தி Js:
Js = qs vz (2)
இங்கு qs என்பது மேற்பரப்பு மின்னூட்ட அடர்த்தி. கம்பி மிகவும் மெல்லியதாக இருந்தால் (சிறந்த முறையில், ஆரம் 0), கம்பியில் உள்ள மின்னோட்டத்தை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:
இசட் = க்யூஎல் விசட் (3)
இங்கு ql (கூலம்ப்/மீட்டர்) என்பது ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கான மின்னூட்டம் ஆகும்.
நாம் முக்கியமாக மெல்லிய கம்பிகளைப் பற்றியே கவலைப்படுகிறோம், மேலும் முடிவுகள் மேலே உள்ள மூன்று நிகழ்வுகளுக்கும் பொருந்தும். மின்னோட்டம் நேர மாறுபடும் என்றால், நேரத்தைப் பொறுத்தவரை சூத்திரம் (3) இன் வழித்தோன்றல் பின்வருமாறு:
(4)
az என்பது மின்னூட்ட முடுக்கம். கம்பி நீளம் l எனில், (4) பின்வருமாறு எழுதலாம்:
(5)
சமன்பாடு (5) என்பது மின்னோட்டத்திற்கும் மின்னூட்டத்திற்கும் இடையிலான அடிப்படை உறவாகும், மேலும் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அடிப்படை உறவையும் குறிக்கிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், கதிர்வீச்சை உருவாக்க, மின்னூட்டத்தின் நேர-மாறுபடும் மின்னோட்டம் அல்லது முடுக்கம் (அல்லது குறைப்பு) இருக்க வேண்டும். நேர-ஹார்மோனிக் பயன்பாடுகளில் நாம் வழக்கமாக மின்னோட்டத்தைக் குறிப்பிடுகிறோம், மேலும் மின்னூட்டம் பெரும்பாலும் நிலையற்ற பயன்பாடுகளில் குறிப்பிடப்படுகிறது. மின்னூட்ட முடுக்கம் (அல்லது குறைப்பு) உருவாக்க, கம்பி வளைந்து, மடித்து, தொடர்ச்சியாக இருக்க வேண்டும். மின்னூட்டம் நேர-ஹார்மோனிக் இயக்கத்தில் ஊசலாடும்போது, அது கால-மாறுபடும் மின்னோட்டத்தையும் (அல்லது குறைப்பு) அல்லது நேர-மாறுபடும் மின்னோட்டத்தையும் உருவாக்கும். எனவே:
1) மின்னூட்டம் நகரவில்லை என்றால், மின்னோட்டமும் இருக்காது, கதிர்வீச்சும் இருக்காது.
2) மின்னூட்டம் நிலையான வேகத்தில் நகர்ந்தால்:
அ. கம்பி நேராகவும் எல்லையற்ற நீளமாகவும் இருந்தால், கதிர்வீச்சு இல்லை.
b. படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கம்பி வளைந்திருந்தால், மடிந்திருந்தால் அல்லது தொடர்ச்சியாக இல்லாவிட்டால், கதிர்வீச்சு உள்ளது.
3) மின்னூட்டம் காலப்போக்கில் ஊசலாடினால், கம்பி நேராக இருந்தாலும் மின்னூட்டம் கதிர்வீச்சு செய்யும்.
படம் 2
படம் 2(d) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, திறந்த கம்பியுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு துடிப்பு மூலத்தைப் பார்ப்பதன் மூலம் கதிர்வீச்சு பொறிமுறையைப் பற்றிய ஒரு தரமான புரிதலைப் பெறலாம், இது அதன் திறந்த முனையில் ஒரு சுமை வழியாக தரையிறக்கப்படலாம். கம்பி ஆரம்பத்தில் சக்தியளிக்கப்படும்போது, கம்பியில் உள்ள மின்னூட்டங்கள் (இலவச எலக்ட்ரான்கள்) மூலத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்சார புலக் கோடுகளால் இயக்கத்தில் அமைக்கப்படுகின்றன. கம்பியின் மூல முனையில் மின்னூட்டங்கள் முடுக்கிவிடப்பட்டு, அதன் முடிவில் பிரதிபலிக்கும்போது குறையும் போது (அசல் இயக்கத்துடன் ஒப்பிடும்போது எதிர்மறை முடுக்கம்), அதன் முனைகளிலும் கம்பியின் மீதமுள்ள பகுதியிலும் ஒரு கதிர்வீச்சு புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. மின்னூட்டங்களின் முடுக்கம், மின்னூட்டங்களை இயக்கத்தில் அமைத்து தொடர்புடைய கதிர்வீச்சு புலத்தை உருவாக்கும் வெளிப்புற சக்தி மூலத்தால் நிறைவேற்றப்படுகிறது. கம்பியின் முனைகளில் மின்னூட்டங்களின் குறைப்பு தூண்டப்பட்ட புலத்துடன் தொடர்புடைய உள் சக்திகளால் நிறைவேற்றப்படுகிறது, இது கம்பியின் முனைகளில் செறிவூட்டப்பட்ட மின்னூட்டங்களின் குவிப்பால் ஏற்படுகிறது. கம்பியின் முனைகளில் அதன் வேகம் பூஜ்ஜியமாகக் குறைவதால், உள் சக்திகள் மின்னூட்டத்தின் குவிப்பிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. எனவே, மின் புல தூண்டுதலால் ஏற்படும் மின்னூட்டங்களின் முடுக்கம் மற்றும் கம்பி மின்மறுப்பின் தொடர்ச்சியின்மை அல்லது மென்மையான வளைவு காரணமாக மின்னூட்டங்களின் குறைவு ஆகியவை மின்காந்த கதிர்வீச்சை உருவாக்குவதற்கான வழிமுறைகளாகும். மின்னோட்ட அடர்த்தி (Jc) மற்றும் மின்னூட்ட அடர்த்தி (qv) இரண்டும் மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளில் மூல சொற்களாக இருந்தாலும், மின்னூட்டம் மிகவும் அடிப்படை அளவாகக் கருதப்படுகிறது, குறிப்பாக நிலையற்ற புலங்களுக்கு. கதிர்வீச்சின் இந்த விளக்கம் முக்கியமாக நிலையற்ற நிலைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், நிலையான-நிலை கதிர்வீச்சை விளக்கவும் இதைப் பயன்படுத்தலாம்.
பல சிறந்தவற்றை பரிந்துரைக்கவும்ஆண்டெனா தயாரிப்புகள்தயாரித்தவர்ஆர்எஃப்எம்ஐஎஸ்ஓ:
RM-டி.சி.ஆர்.406.4 (ஆங்கிலம்)
RM-பி.சி.ஏ 082-4 (0.8-2GHz)
ஆர்எம்-எஸ்டபிள்யூஏ910-22(9-10ஜிகாஹெர்ட்ஸ்)
2. இரண்டு கம்பி கதிர்வீச்சு
படம் 3(a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு ஆண்டெனாவுடன் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு-கடத்தி பரிமாற்றக் கோட்டுடன் ஒரு மின்னழுத்த மூலத்தை இணைக்கவும். இரண்டு-கம்பி கோட்டிற்கு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதால் கடத்திகளுக்கு இடையே ஒரு மின்சார புலம் உருவாகிறது. மின்சார புலக் கோடுகள் ஒவ்வொரு கடத்தியுடனும் இணைக்கப்பட்ட இலவச எலக்ட்ரான்களில் (அணுக்களிலிருந்து எளிதில் பிரிக்கப்படுகின்றன) செயல்பட்டு அவற்றை நகர்த்த கட்டாயப்படுத்துகின்றன. கட்டணங்களின் இயக்கம் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.
படம் 3
மின் புலக் கோடுகள் நேர்மறை மின்னூட்டங்களுடன் தொடங்கி எதிர்மறை மின்னூட்டங்களுடன் முடிவடைகின்றன என்பதை நாங்கள் ஏற்றுக்கொண்டுள்ளோம். நிச்சயமாக, அவை நேர்மறை மின்னூட்டங்களுடன் தொடங்கி முடிவிலியில் முடியும்; அல்லது முடிவிலியில் தொடங்கி எதிர்மறை மின்னூட்டங்களுடன் முடியும்; அல்லது எந்த மின்னூட்டங்களுடனும் தொடங்கவோ முடிவடையவோ இல்லாத மூடிய சுழல்களை உருவாக்குகின்றன. இயற்பியலில் காந்த மின்னூட்டங்கள் இல்லாததால், காந்தப்புலக் கோடுகள் எப்போதும் மின்னோட்டத்தைச் சுமந்து செல்லும் கடத்திகளைச் சுற்றி மூடிய சுழல்களை உருவாக்குகின்றன. சில கணித சூத்திரங்களில், சக்தி மற்றும் காந்த மூலங்களை உள்ளடக்கிய தீர்வுகளுக்கு இடையிலான இருமையைக் காட்ட சமமான காந்த மின்னூட்டங்களும் காந்த நீரோட்டங்களும் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.
இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையில் வரையப்பட்ட மின் புலக் கோடுகள் மின்னூட்டப் பரவலைக் காட்ட உதவுகின்றன. மின்னழுத்த மூலமானது சைனூசாய்டல் என்று நாம் கருதினால், கடத்திகளுக்கு இடையிலான மின்சார புலமும் மூலத்தின் காலத்திற்கு சமமான சைனூசாய்டல் ஆக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கிறோம். மின் புல வலிமையின் ஒப்பீட்டு அளவு மின் புலக் கோடுகளின் அடர்த்தியால் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் அம்புகள் ஒப்பீட்டு திசையை (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) குறிக்கின்றன. கடத்திகளுக்கு இடையிலான நேர மாறுபடும் மின் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் உருவாக்கம் படம் 3(a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பரிமாற்றக் கோட்டில் பரவும் ஒரு மின்காந்த அலையை உருவாக்குகிறது. மின்காந்த அலை மின்னூட்டம் மற்றும் தொடர்புடைய மின்னோட்டத்துடன் ஆண்டெனாவுக்குள் நுழைகிறது. படம் 3(b) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆண்டெனா கட்டமைப்பின் ஒரு பகுதியை நாம் அகற்றினால், மின்னூட்டக் கோடுகளின் திறந்த முனைகளை (புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகளால் காட்டப்பட்டுள்ளது) "இணைப்பதன்" மூலம் ஒரு இலவச-வெளி அலையை உருவாக்க முடியும். இலவச-வெளி அலையும் காலமுறை சார்ந்தது, ஆனால் நிலையான-கட்ட புள்ளி P0 ஒளியின் வேகத்தில் வெளிப்புறமாக நகர்ந்து அரை காலத்தில் λ/2 (P1 வரை) தூரம் பயணிக்கிறது. ஆண்டெனாவிற்கு அருகில், நிலையான-கட்டப் புள்ளி P0 ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாக நகர்ந்து ஆண்டெனாவிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள புள்ளிகளில் ஒளியின் வேகத்தை நெருங்குகிறது. படம் 4, t = 0, t/8, t/4, மற்றும் 3T/8 இல் λ∕2 ஆண்டெனாவின் இலவச-இட மின்சார புல விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது.
படம் 4 t = 0, t/8, t/4 மற்றும் 3T/8 இல் λ∕2 ஆண்டெனாவின் இலவச இட மின்சார புல விநியோகம்.
ஆண்டெனாவிலிருந்து வழிகாட்டப்பட்ட அலைகள் எவ்வாறு பிரிக்கப்பட்டு இறுதியில் சுதந்திரமான இடத்தில் பரவுகின்றன என்பது தெரியவில்லை. அமைதியான நீர்நிலையில் அல்லது வேறு வழிகளில் ஒரு கல் விழுவதால் ஏற்படும் வழிகாட்டப்பட்ட மற்றும் சுதந்திரமான விண்வெளி அலைகளை நீர் அலைகளுடன் ஒப்பிடலாம். தண்ணீரில் தொந்தரவு தொடங்கியவுடன், நீர் அலைகள் உருவாக்கப்பட்டு வெளிப்புறமாகப் பரவத் தொடங்குகின்றன. தொந்தரவு நின்றாலும், அலைகள் நிற்காது, ஆனால் முன்னோக்கிப் பரவத் தொடர்கின்றன. தொந்தரவு தொடர்ந்தால், புதிய அலைகள் தொடர்ந்து உருவாக்கப்படுகின்றன, மேலும் இந்த அலைகளின் பரவல் மற்ற அலைகளை விட பின்தங்கியிருக்கும்.
மின் இடையூறுகளால் உருவாகும் மின்காந்த அலைகளுக்கும் இதுவே உண்மை. மூலத்திலிருந்து ஆரம்ப மின் இடையூறு குறுகிய காலமாக இருந்தால், உருவாக்கப்படும் மின்காந்த அலைகள் பரிமாற்றக் கோட்டின் உள்ளே பரவி, பின்னர் ஆண்டெனாவுக்குள் நுழைந்து, இறுதியாக இலவச விண்வெளி அலைகளாக கதிர்வீச்சு செய்கின்றன, இருப்பினும் உற்சாகம் இனி இல்லை (நீர் அலைகள் மற்றும் அவை உருவாக்கிய இடையூறு போன்றவை). மின் இடையூறு தொடர்ச்சியாக இருந்தால், மின்காந்த அலைகள் தொடர்ச்சியாக இருக்கும் மற்றும் பரவலின் போது அவற்றின் பின்னால் நெருக்கமாகப் பின்தொடர்கின்றன, படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ள பைகோனிகல் ஆண்டெனாவில் காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்காந்த அலைகள் பரிமாற்றக் கோடுகள் மற்றும் ஆண்டெனாக்களுக்குள் இருக்கும்போது, அவற்றின் இருப்பு கடத்தியின் உள்ளே மின் கட்டணம் இருப்பதோடு தொடர்புடையது. இருப்பினும், அலைகள் கதிர்வீச்சு செய்யப்படும்போது, அவை ஒரு மூடிய வளையத்தை உருவாக்குகின்றன, மேலும் அவற்றின் இருப்பைப் பராமரிக்க எந்த கட்டணமும் இல்லை. இது நம்மை இந்த முடிவுக்கு இட்டுச் செல்கிறது:
புலத்தைத் தூண்டுவதற்கு மின்னூட்டத்தின் முடுக்கம் மற்றும் குறைப்பு தேவைப்படுகிறது, ஆனால் புலத்தைப் பராமரிக்க மின்னூட்டத்தின் முடுக்கம் மற்றும் குறைப்பு தேவையில்லை.
படம் 5
3. இருமுனை கதிர்வீச்சு
மின் புலக் கோடுகள் ஆண்டெனாவிலிருந்து பிரிந்து, சுதந்திர-வெளி அலைகளை உருவாக்கும் வழிமுறையை விளக்க முயற்சிக்கிறோம், மேலும் இருமுனை ஆண்டெனாவை ஒரு உதாரணமாக எடுத்துக்கொள்கிறோம். இது ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட விளக்கமாக இருந்தாலும், இது சுதந்திர-வெளி அலைகளின் தலைமுறையை மக்கள் உள்ளுணர்வாகப் பார்க்க உதவுகிறது. சுழற்சியின் முதல் காலாண்டில் மின் புலக் கோடுகள் λ∕4 ஆல் வெளிப்புறமாக நகரும்போது இருமுனையின் இரண்டு கைகளுக்கு இடையில் உருவாகும் மின்சார புலக் கோடுகளை படம் 6(a) காட்டுகிறது. இந்த எடுத்துக்காட்டில், உருவாகும் மின்சார புலக் கோடுகளின் எண்ணிக்கை 3 என்று வைத்துக்கொள்வோம். சுழற்சியின் அடுத்த காலாண்டில், அசல் மூன்று மின் புலக் கோடுகள் மற்றொரு λ∕4 ஐ நகர்த்துகின்றன (தொடக்கப் புள்ளியிலிருந்து மொத்தம் λ∕2), மேலும் கடத்தியின் மீதான மின்னூட்ட அடர்த்தி குறையத் தொடங்குகிறது. எதிர் மின்னூட்டங்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் இது உருவாகியதாகக் கருதலாம், இது சுழற்சியின் முதல் பாதியின் முடிவில் கடத்தியின் மீதான மின்னூட்டங்களை ரத்து செய்கிறது. எதிர் மின்னூட்டங்களால் உருவாக்கப்படும் மின் புலக் கோடுகள் 3 மற்றும் λ∕4 தூரம் நகரும், இது படம் 6(b) இல் உள்ள புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகளால் குறிக்கப்படுகிறது.
இறுதி முடிவு என்னவென்றால், முதல் λ∕4 தூரத்தில் மூன்று கீழ்நோக்கிய மின் புலக் கோடுகளும், இரண்டாவது λ∕4 தூரத்தில் அதே எண்ணிக்கையிலான மேல்நோக்கிய மின் புலக் கோடுகளும் உள்ளன. ஆண்டெனாவில் நிகர மின்னூட்டம் இல்லாததால், மின் புலக் கோடுகள் கடத்தியிலிருந்து பிரிந்து ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு ஒரு மூடிய வளையத்தை உருவாக்க வேண்டும். இது படம் 6(c) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இரண்டாவது பாதியில், அதே இயற்பியல் செயல்முறை பின்பற்றப்படுகிறது, ஆனால் திசை எதிர் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். அதன் பிறகு, செயல்முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டு காலவரையின்றி தொடர்கிறது, படம் 4 ஐப் போன்ற ஒரு மின் புல விநியோகத்தை உருவாக்குகிறது.
படம் 6
ஆண்டெனாக்கள் பற்றி மேலும் அறிய, தயவுசெய்து இங்கு செல்க:
இடுகை நேரம்: ஜூன்-20-2024
