Videá

  Postupná a stojatá vlna 

Elektromagnetické vlnenie

       Nasledujúce videá slúžia na demonštráciu postupnej a stojatej elektromagnetickej vlny. 

Obr. 1: Schéma zapojenia (zdroj: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/358-elektromagneticka-vlna)

 

Pomôcky: vysokofrekvenčný zdroj, generátor, stojany, Lecherove drôty (medené vodiče), koaxiálny kábel so symetrizačným členom, záťažový odpor, piezolektrický zapaľovač, žiarivka, skratovací terč, distančné valčeky, dekoračná žiarivka.

 

Postupná EM vlna

K vysokofrekvenčnému zdroju sú pripojené Lecherove drôty. Je to sústava 2 dutých medených rovnobežných vodičov priemeru 6 mm, ktoré sú vo vzdialenosti 30 mm. Ak je na konci vodičov pripojený záťažový odpor, vzniká medzi vodičmi premenné elektromagnetické pole, ktoré má charakter EM vlnenia. Napätie generátora EM poľa sa harmonicky mení, preto náboj vo vodičoch nie je rozložený rovnomerne (v obr.1 sú označené elektróny bodkou). 
V ľubovoľných miestach vodičov je rôzna elektrická intenzita a teda aj rôzne elektrické pole. Elektromagnetická energia sa v rezistore na konci vodičov premieňa na teplo. Prúd vo vodičoch má rovnakú fázu ako napätie, teda v okolí vodičov vznikne premenné magnetické pole, ktoré je kolmé na elektrické pole. EM pole, ktoré vzniklo medzi vodičmi, prenáša energiu prostredníctvom elektromagnetickej postupnej vlny za predpokladu, že sa celková elektromagnetická energia pohltí na konci vedenia. 
Na drôtoch je umiestnená žiarivka, ktorá po zapálení piezolektrickým zapaľovačom, začne svietiť rovnomerne takmer po celej dĺžke. Pozorujeme postupnú elektromagnetickú vlnu.

Pre spustenie videa Postupná EM vlna klikni na ikonu vľavo.

 

Stojatá EM vlna

Ak sa časť energie na konci vedenia odráža, toto vlnenie sa skladá s postupným EM vlnením a vzniká stojaté elektromagnetické vlnenie. Stojaté vlnenie je vytvorené pomocou Lecherovych drôtov tak, že na koniec vodičov nie je pripojený žiadny spotrebič (vedenie naprázdno). Na konci vodičov je v tomto prípade veľký odpor (R → ∞), preto napätie dosahuje na konci vedenia svoje maximum. Prúd naopak má nulovú hodnotu (vedenie je rozpojené). Teda na konci vedenia vznikla kmitňa napätia a uzol prúdu. Vo vzdialenosti l/4 od konca vodičov je to naopak. Pozdĺž drôtov vzniká fázový rozdiel medzi napätím a prúdom p/2 , vo vzniknutej stojatej vlne pozorujeme kmitne a uzly napätia a prúdu. Podobná situácia nastene, ak je na konci drôtov umiestnený skratovací terč. Na drôtoch umiestnená žiarivka,  po zapálení piezolektrickým zapaľovačom, nesvieti rovnomerne po celej dĺžke, pozorujeme svetlé (kmitne) a tmavé miestá (uzly). 

Pre spustenie videa Stojatá EM vlna klikni na ikonu vľavo.

©  Zuzana Gibová, 2016, videá: Zuzana Gibová, Ján Kecer, 2014.