ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Σχετικά έγγραφα
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστήμιο Κύπρου

Μικροκυματικές Επικοινωνίες & Τεχνολογίες Χιλιοστομετρικών Κυμάτων

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

Από το στοιχειώδες δίπολο στις κεραίες

11 ΧΡΟΝΙΚΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΑ ΠΕΔΙΑ

ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ. a) Ομοαξονική γραμμή b) Γραμμή εδάφους c) Τρίκλωνη γραμμή d) Δισύρματη γραμμή (συνεστραμμένο καλώδιο)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

r r r r r r r r r r r

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

Μέτρηση Γωνίας Brewster Νόμοι του Fresnel

ΑΣΚΗΣΗ ΧΧ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΠΟΛΩΜΕΝΟΥ ΦΩΤΟΣ - ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ FRESNEL

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 12 Οπτικοί κυματοδηγοί

r r r r r r r r r r r

ΠΟΛΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ. H γραφική αναπαράσταση ενός κύματος φωτός δίνεται στο Σχήμα 1(α) που ακολουθεί: ΣΧΗΜΑ 1

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

ΑΝΩΤΑΤΟ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΥ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

papost/

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΟΥΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΔΙΑΤΟΜΩΝ

Q2-1. Η Φυσική του Φούρνου Μικροκυμάτων. Theory. Μέρος Α: Δομή και λειτουργία του μάγνητρον (6.6 points) Greek (Greece)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΕΠΙΠΕ Ο ΚΥΜΑ

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 5

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μετατροπή από καρτεσιανό σε κυλινδρικό σύστηµα Απειροστές ποσότητες... 7

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ

Γενικές εξετάσεις Φυσική Γ λυκείου θετικής και τεχνολογικής κατεύθυνσης

Μαγνητικά Πεδία σε Σύγχρονες Μηχανές. 3.1 Μαγνητικά πεδία σε μηχανές με ομοιόμορφο διάκενο.

ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

EΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΣΕΜΦΕ ΕΜΠ Φυσική ΙΙΙ (Κυματική) Διαγώνισμα επί πτυχίω εξέτασης 02/06/2017 1

Από τι αποτελείται το Φως (1873)

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

Ονοματεπώνυμο. Α) Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες:

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β και Γ, τα οποία απέχουν από το ελεύθερο άκρο αντίστοιχα,,

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 (ΚΥΜΑΤΑ) ΚΥΡΙΑΚΗ 27 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ 5

Φυσική ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2 ΘΕΜΑ 3

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα

Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0

3. Μια ακτίνα φωτός προσπίπτει στην επίπεδη διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων. Όταν η

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστήμιο Κύπρου

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

Φυσική για Μηχανικούς

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Μετασχηματισμός Jοukowski κυκλικού κυλίνδρου σε ομοιόμορφη ροή

Περιοχές Ακτινοβολίας Κεραιών

Περιεχόμενα διάλεξης

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

( ) ( ) ( )z. HMY Φωτονική. Διάλεξη 08 Οι εξισώσεις του Maxwell. r = A r. B r. ˆ det = Βαθμωτά και διανυσματικά μεγέθη

Γ.Κονδύλη 1 & Όθωνος-Μ αρούσι Τ ηλ. Κέντρο: , /

Ενδεικτικές Λύσεις Θεμάτων Τελικών Εξετάσεων στη Θεματική Ενότητα ΦΥΕ34

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

3. Μια ακτίνα φωτός προσπίπτει στην επίπεδη διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων. Όταν η

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ Ι 10. Η μέθοδος των ειδώλων

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (13)

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ

ιαγώνισμα στη Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Επαναληπτικό Ι

Για τις παρακάτω ερωτήσεις 2-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΡΓΑΣΙΑ 6. Ημερομηνία Παράδοσης: 29/6/09

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

Διάθλαση φωτός και ολική ανάκλαση: Εύρεση του δείκτη διάθλασης και της γωνίας ολικής ανάκλασης

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Ι) η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ, Αγωγοί Διηλεκτρικά. Ν. Τράκας, Ι. Ράπτης Ζωγράφου 27.3.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00. Αίθουσα: Υδραυλική

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό.


ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2011

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ

1. ΒΟΛΗ Προσομοιώνεται η κίνηση ενός σώματος κοντά στην επιφάνεια της Γης. Η αρχική θέση και ταχύτητά του επιλέγονται από το χρήστη.

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Σχήμα 1 Μορφές κυμάτων (α) Μονοδιάστατο, (β) Διδιάστατο, (γ) και (δ) Τρισδιάστατα. [1]

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

συνίστανται από πολωτή που επιτρέπει να περνούν µόνο τα κατακόρυφα πολωµένα κύµατα.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/02/12 ΛΥΣΕΙΣ

Φίλιππος Φαρμάκης Επ. Καθηγητής. Δείκτης διάθλασης. Διάδοση του Η/Μ κύματος μέσα σε μέσο

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 1 η : Μηχανικά Κύματα Θεωρία Γ Λυκείου

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

(ΚΕΦ 32) f( x x f( x) x z y

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Ι) η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Ν. Τράκας, Ι. Ράπτης 2/4/2018

Η αριστερή μεριά εξαρτάται μόνο από το z και η δεξιά μόνο από το t, έτσι και οι δυο πρέπει να είναι σταθερές. Καλούμε την σταθερά

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΟΠΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Καθ. Ηλίας Γλύτσης, Τηλ. 21-7722479, e-mail: eglytsis@central.ntua.gr, Ιστοσελίδα Μαθήματος: http://users.ntua.gr/eglytsis/ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ A ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Νο. 3 Ασκήσεις για εξάσκηση: No. 1,2,3,4,5,6 Ασκήσεις για παράδοση: No. 7, 8, 9 Ημερομηνία Παράδοσης: 21 Απριλίου 216 Άσκηση 1: Να βρεθούν οι φασιθέτες των κάτωθι χρονομεταβλητών σημάτων: (α) z(t) = 3 cos[2π3t π/4] (β) z(x,t) = 4 exp[ 3x] sin[ωt π /6] (γ) z(t) = 2 sin[ωt + π /3] + 3cos[ωt π /6] Να βρεθούν οι στιγμιαίες συνημιτονοειδείς συναρτήσεις των κάτωθι φασιθετών: (δ) Ζ = j 6exp[ jπ / 4] (ε) Ζ = 3 j 4 (στ) Z = 3 exp[ jπ /3] Άσκηση 2: Ο φασιθέτης του ηλεκτρικού πεδίου ενός επιπέδου κύματος που διαδίδεται σε ένα ομογενές, ισότρο-πο, γραμμικό, και μή μαγνητικό υλικό δίδεται από την εξίσωση: (ˆ ˆ ˆ 2ω x y 2z E = E ix + iy iz ) exp[ j ( + + )] c 6 6 6 όπου Ε είναι πραγματική σταθερά (σε Volts/meter), ω = 2πf, όπου f είναι η συχνότητα του επιπέδου κύματος, και c είναι η ταχύτητα του φωτός στο κενό. Να βρεθούν: (α) H σχετική επιτρεπτότητα του υλικού, (β) Tο κυματοδιάνυσμα, (γ) H κυματική αντίσταση του υλικού, και (δ) Tο διάνυσμα Poynting που ορίζεται ως (1/2)Re{ E * H } όπου ο * συμβολίζει το συζυγές μιγαδικό. Tο διάνυσμα Poynting εκφράζει την ισχύ ανά μονάδα επιφανείας (σε W/m 2 ) που μεταφέρει το κύμα. Άσκηση 3: Η ένταση του μαγνητικού πεδίου ενός κύματος που διαδίδεται κατά την θετική διεύθυνση του άξονος y μέσα σε θαλασσινό νερό (ε r = 8, μ r = 1, σ = 4 S/m) δίδεται από την εξίσωση ( ) ˆ 1 H = H y =, t = ix.1sin[1 πt π / 3] ( A / m) για y =. (α) Να προσδιορισθούν ο συντελεστής απόσβεσης του κύματος, ο συντελεστής διάδοσης του κύμα-τος, η κυματική αντίσταση του θαλασσινού νερού, η φασική ταχύτητα του κύματος, το μήκος κύματος στο θαλασσινό νερό, και το βάθος διείσδυσης του κύματος μέσα στο θαλασσινό νερό. (β) Να βρεθεί σε ποιά απόσταση το πλάτος της έντασης του μαγνητικού πεδίου είναι.1 A/m. (γ) Να γραφούν οι στιγμιαίες (δηλαδή με εξάρτηση χρόνου) εκφράσεις της έντασης του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου στην θέση y =.5 meters.

Άσκηση 4: Ένα επίπεδο κύμα με φασιθέτη ηλεκτρικού πεδίου, E = E [2ˆ i jiˆ ]exp( jβ ), διαδίδεται στον αέρα i x y z κατά την διεύθυνση του θετικού άξονα z και προσπίπτει σε ένα τέλειο αγωγό όπως φαίνεται στο κάτωθι σχήμα. Ε και β είναι πραγματικές σταθερές. Στον αέρα η επιτρεπτότητα και η διαπερατότητα είναι ε και μ αντίστοιχα. Η διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ του αέρα και του τέλειου αγωγού είναι το επίπεδο z =. Η συχνότητα του κύματος είναι ω. (α) Να προσδιοριστεί πλήρως η σταθερά β καθώς και η πόλωση του προσπίπτοντος κύματος. (β) Να προσδιορισθεί πλήρως το ανακλώμενο από τον τέλειο αγωγό ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο καθώς και η πόλωση του. (γ) Να προσδιορισθεί η στιγμιαία έκφραση του ολικού ηλεκτρικού πεδίου στο αέρα (z < ). (δ) Να προσδιορισθεί η στιγμιαία επαγόμενη επιφανειακή πυκνότητα ρεύματος και πυκνότητας ηλεκτρικού φορτίου πάνω στη διαχωριστική επιφάνεια. Άσκηση 5: Στο κάτωθι σχήμα δίδεται ένας συμμετρικός διηλεκτρικός κυματαγωγός κατάλληλος για κυματοδήγηση οπτικών σημάτων. Ο κυματοδηγός είναι ομοιόμορφος στην διεύθυνση του άξονος y. Ο φασιθέτης του ηλεκτρικού πεδίου δίδεται ανάλογα με την περιοχή (συνάρτηση του x) από τις ακόλουθες εξισώσεις: E = iˆ y Ec exp[ γ c( x h / 2)]exp( jβz) E = iˆ y E f cos( k f x)exp( jβz) E = iˆ E exp[ + γ ( x + h / 2)]exp( jβz) y c 2 2 2 n f β c h / 2 < x < h / 2 < x < h / 2 < x < h / 2 Όπου k f = ( k ) 1/2 2 2 2, γ c = ( β k ) 1/2, k = ω/c, με ω = γωνιακή συχνότητα του πεδίου και c = n c 2 2 ταχύτητα του φωτός στο κενό, n c = ε c / ε, n f = ε f / ε, και ε η επιτρεπτότητα του κενού. (α) Να βρεθεί ο φασιθέτης του μαγνητικού πεδίου. (β) Να βρεθούν οι σχέσεις μεταξύ των E c, E f, k f, γ c, και β, ώστε το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο να αποτελούν λύση των εξισώσεων του Maxwell και να ικανοποιούν τις οριακές συνθήκες του προβλήματος. Να βρεθεί η εξίσωση από την οποία μπορεί να προσδιορισθεί η σταθερά β. Σχολιάστε τις λύσεις αυτής της εξίσωσης χωρίς να επιλύσετε την εξίσωση αν k n c < β < k n f. (γ) Να βρεθεί το στιγμαίο ηλεκτρικό πεδίο παντού στο χώρο. (δ) Να βρεθούν οι χρονικοί μέσοι όροι των διανυσμάτων Poynting παντού στο χώρο. x ε C, μ h x = h/2 ε F, μ z x = -h/2 ε C, μ

Άσκηση 6: Ένα επίπεδο κύμα με φασιθέτη μαγνητικού πεδίου, H = 1iˆ exp[ j(5x 5 3 z)] (A/m), i y + διαδίδεται στον αέρα κατά την διεύθυνση που φαίνεται στο σχήμα και προσπίπτει πάνω σε επίπεδο διηλεκτρικό με επιτρεπτότητα ε 2 =9ε και διαπερατότητα μ 2 =μ. Στον αέρα η επιτρεπτότητα και η διαπερατότητα είναι ε και μ αντίστοιχα. Η διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ του αέρα και του διηλεκτρικού είναι το επίπεδο z =. Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι c 3 km/sec. (α) Να προσδιοριστεί πλήρως το μήκος κύματος, η συχνότητα σε GHz, η γωνία πρόσπτωσης, καθώς και η πόλωση του προσπίπτοντος κύματος. (β) Να προσδιορισθεί πλήρως το ανακλώμενο ηλεκτρικό πεδίο καθώς και η πόλωση του. (γ) Να προσδιορισθεί πλήρως το διαθλώμενο ηλεκτρικό πεδίο καθώς και η πόλωση του. (δ) Να προσδιοριστεί η στιγμιαία τιμή του μαγνητικού πεδίου στην περιοχή z >. (ε) Να βρεθεί ο χρονικός μέσος όρος του διανύσματος Poynting στην περιοχή z >. (στ) Να βρεθεί το ποσοστό της προσπίπτουσας ισχύος που ανακλάται και το ποσοστό που διαθλάται. Εξισώσεις Fresnel

Άσκηση 7: (Αυτή η άσκηση είναι προς παράδοση) [2%] Δύο απέραντες πλάκες πάχους d 1 και d 2 αντίστοιχα διαρρέονται από ρεύματα χωρικής πυκνότητας J ( x) J cos[ ( x a) / d ] iˆ 1 = 1 π + 1 y και J ( x) J cos[ ( x b) / d ] iˆ 2 = 2 π 2 y. Στο επίπεδο x = βρίσκεται επιφανειακή πυκνότητα ρεύματος K = K iˆ. Ο χώρος έχει παντού διαπερατότητα μ. Τα μέσα των δύο y πλακών βρίσκονται σε αποστάσεις a και b από τον άξονα y. (α) [8%] Να προσδιορισθεί η σχέση μεταξύ των J 1, J 2, και K ώστε το μαγνητικό πεδίο να είναι μηδενικό στο x = ±. (β) [12%] Να προσδιορισθεί το μαγνητικό πεδίο στην περιοχή a-d 1 /2 < x < b+d 2 /2 όταν ισχύει το (α).

Άσκηση 8: (Αυτή η άσκηση είναι προς παράδοση) [5%] Τέσσερις ευθύγραμμοι νηματοειδείς αγωγοί μεταφέρουν σταθερά ρεύματα I και Ι όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι αγωγοί είναι παράλληλοι προς τον άξονα των z και βρίσκονται στην περιφέρεια κύκλου ακτίνας a. Η διαπερατότητα σε όλο τον χώρο είναι μ. (α) [1%] Να βρεθεί το μαγνητικό πεδίο στο τυχαίο σημείο του χώρου (x, y, z) στο καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων. (β) [1%] Να βρεθεί το μαγνητικό πεδίο στο τυχαίο σημείο του χώρου (r T, φ, z) στο κυλινδρικό σύστημα συντεταγμένων. Για τα αριθμητικά ερωτήματα στα (γ) και (δ) θεωρήστε a = 1m και 2Ι/π = 1A. (γ) [2%] Να γίνει μια γραφική απεικόνηση (με την βοήθεια της matlab) των δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου στο επίπεδο xy. Υπάρχουν διευθύνσεις όπου το μαγνητικό πεδίο έχει μόνο ακτινική ή μόνο αζιμουθιακή συνιστώσα? Αν υπάρχουν να βρεθούν αυτές οι χαρακτηριστικές διευθύνσεις. Χρησιμοποιήσετε μερικές χαρακτηριστικές δυναμικές γραμμές όπου η επίλυση των διαφορικών εξισώσεων με την βοήθεια των προγραμμάτων matlab fieldlines.m να είναι αριθμητικά εφικτή. (δ) [1%] Να γίνει με την βοήθεια της matlab μια γραφική απεικόνιση του μέτρου του μαγνητικού πεδίου (που σχετίζεται με την πυκνότητα μαγνητικής ενέργειας) στην περιοχή -.85a < x <.85a και -.85a < y <.85a (ώστε να αποφευχθεί ο απειρισμός του μαγνητικού πεδίου πάνω στους ευθύγραμμους αγωγούς καθώς και οι υψηλές τιμές του πεδίο πολύ κοντά στους αγωγούς). Χρησιμοποιήσετε την συνάρτηση της matlab «imagesc» με colormap. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αν θέλετε και την συνάρτηση «contours» για να σχηματίσετε επιφάνειες (γραμμές στον δισδιάστατο xy χώρο) σταθερού μέτρου του μαγνητικού πεδίου. Σημείωση: Οι κώδικες matlab που θα χρησιμοποιηθούν για τα ερωτήματα (γ) και (δ) πρέπει και αυτοί να παραδοθούν (σε έντυπη μορφή) μαζί με τα αποτελέσματα για να λάβετε τον βαθμό που αναλογεί σε αυτά τα ερωτήματα.

Άσκηση 9: (Αυτή η άσκηση είναι προς παράδοση) [3%] Ένα επίπεδο κύμα γωνιακής συχνότητας ω προσπίπτει υπό γωνία θ πάνω σε επίπεδο τέλειο αγωγό όπως φαίνεται στο κάτωθι σχήμα. Το επίπεδο κύμα διαδίδεται στην περιοχή με επιτρεπτότητα ε και διαπερατότητα μ. Ο φασιθέτης της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου του κύματος δίδεται από την σχέση: (cos ˆ ˆ sin ˆ E = E θ i j i θ i )exp( jk ), x y z r όπου Ε είναι σταθερά, k το κυματοδιάνυσμα, και r το διάνυσμα θέσης. (α) [2%] Να προσδιορισθεί το κυματοδιάνυσμα k σαν συνάρτηση των ω, ε, μ, και θ στο σύστημα αναφοράς xyz του σχήματος. Να υποθέσετε ότι το κυματοδιάνυσμα δεν έχει y συνιστώσα. (β) [15%] Να προσδιορισθούν οι φασιθέτες της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου τόσο του ανακλωμένου όσο και του διαδιδομένου επιπέδου κύματος. Οι φασιθέτες να εκφρασθούν στο σύστημα αναφοράς xyz του σχήματος. (γ) [7%] Να προσδιορισθεί ο φασιθέτης του ολικού μαγνητικού πεδίου στην περιοχή z <. (δ) [6%] Να βρεθεί η στιγμιαία τιμή της επιφανειακής πυκνότητας ρεύματος που επάγεται πάνω στην επιφάνεια του τέλειου αγωγού (z = ).