ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Σχετικά έγγραφα
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 12 Οπτικοί κυματοδηγοί

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

Μέτρηση Γωνίας Brewster Νόμοι του Fresnel

11 ΧΡΟΝΙΚΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΑ ΠΕΔΙΑ

Μικροκυματικές Επικοινωνίες & Τεχνολογίες Χιλιοστομετρικών Κυμάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστήμιο Κύπρου

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 5

ΑΣΚΗΣΗ ΧΧ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΠΟΛΩΜΕΝΟΥ ΦΩΤΟΣ - ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ FRESNEL

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

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

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

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

r r r r r r r r r r r

Από το στοιχειώδες δίπολο στις κεραίες

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

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

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

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

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

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

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

papost/

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

r r r r r r r r r r r

Γενικές εξετάσεις Φυσική Γ λυκείου θετικής και τεχνολογικής κατεύθυνσης

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

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

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

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

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΕΠΙΠΕ Ο ΚΥΜΑ


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

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

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το οποίο διαδίδεται στο κενό στη

Φυσική ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2 ΘΕΜΑ 3

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

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

EΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ

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

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό.

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα

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

Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης. Προτεινόμενα Θέματα

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

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

1. Το σημείο Ο αρχίζει τη χρονική στιγμή να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση,

Ενδεικτικές Λύσεις Θεμάτων Τελικών Εξετάσεων στη Θεματική Ενότητα ΦΥΕ34

Περιοχές Ακτινοβολίας Κεραιών

1 ο ΘΕΜΑ Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Φ Υ ΣΙΚ Η ΚΑ ΤΕ ΥΘ ΥΝ ΣΗ Σ

ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ. + 1) με Ν=0,1,2,3..., όπου d το μήκος της χορδής. 4 χορδή με στερεωμένο το ένα άκρο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. ,στο κενό (αέρα) co

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (13)

(ΚΕΦ 32) f( x x f( x) x z y

ÁÎÉÁ ÅÊÐÁÉÄÅÕÔÉÊÏÓ ÏÌÉËÏÓ

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

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΟΥΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΔΙΑΤΟΜΩΝ

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

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

1. Σε ένα ελαστικό μέσο διαδίδονται με ταχύτητα υ=4m/s εγκάρσια κύματα που παράγονται από την πηγή Ο, η οποία εκτελεί αμείωτες ταλαντώσεις με εξίσωση

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΦΥΣΙΚΗ, Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ*

H ENNOIA TΗΣ ΕΜΠΕΔΗΣΗΣ ΑΝΑΚΛΑΣΗ - ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΜΕΡΟΣ I. Κωνσταντίνος Ευταξίας

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

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

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

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

ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ

Hλεκτρομηχανικά Συστήματα Mετατροπής Ενέργειας

sin 2 n = sin A 2 sin 2 2 n = sin A = sin = cos

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

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

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

Φυσική για Μηχανικούς

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

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Α ΦΑΣΗ

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων. Μηχανισμοί Διάδοσης ΗΜ Κυμάτων

Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

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

ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ ΗΜ/ΝΙΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 11/3/2012 ΧΡΟΝΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 10:30-13:30

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΟΡΟΣΗΜΟ ΓΛΥΦΑΔΑΣ. 7.1 Τι είναι το ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο; Πως παράγεται ένα ηλεκτρομαγνητικό

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

Α4. α. β. Μονάδες 5 Α5. Σωστό Λανθασμένο Σωστό Λάθος Μονάδες 5

ιαγώνισμα στη Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Επαναληπτικό Ι

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

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙ ΕΣ

Θ έ μ α τ α γ ι α Ε π α ν ά λ η ψ η Φ υ σ ι κ ή Κ α τ ε ύ θ υ ν σ η ς Γ Λ υ κ ε ί ο υ

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΟΠΤΙΚΗΣ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Καθ. Η. Ν. Γλύτσης, Tηλ.: 21-7722479 - e-mail: eglytsis@central.ntua.gr - www: http://users.ntua.gr/eglytsis/ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ A ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Νο. 3 Ασκήσεις για εξάσκηση: No. 1,2,3,4,5,6,7 Ασκήσεις για παράδοση: No. 8, 9 Ημερομηνία Παράδοσης: 25 Μαΐου 217 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: 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%] Μια άπειρη επίπεδη ρευματική κατανομή έχει χρονικά μεταβαλλόμενη επιφανειακή πυκνότητα ρεύματος, Κ = ı x K cos (ωt + φ) και βρίσκεται στο επίπεδο z = όπως φαίνεται στο σχήμα. Σε απόσταση d δεξιά από την κατανομή ρεύματος βρίσκεται ένας άπειρος επίπεδος τέλειος αγωγός παράλληλος με το επίπεδο του επιφανειακού ρεύματος. Ο χώρος παντού χαρακτηρίζεται από επιτρεπτότητα ε και διαπερατότητα μ. (α) [25%] Να βρεθούν οι δυνατές λύσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (με την μορφή φασιθετών ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου) στις περιοχές δεξιά (περιοχές 2 και 3) και αριστερά (περιοχή 1) από το ρευματοφόρο επίπεδο. (β) [1%] Να βρεθεί ο φασιθέτης του επαγόμενου επιφανειακού ρεύματος και ο φασιθέτης του επαγόμενου επιφανειακού φορτίου πάνω στον τέλειο αγωγό. (γ) [15%] Να βρεθούν οι τιμές της απόστασης d που μεγιστοποιούν την διαδιδόμενη ισχύ στην περιοχή 1 (z < ). Για ποιές τιμές της d η διαδιδόμενη ισχύς στην περιοχή 1 ελαχιστοποιείται? Να δείξετε ότι το ο χρονικός μέσος όρος του διανύσματος Poynting στην περιοχή 2 είναι μηδενικός.

Άσκηση 9: (Αυτή η άσκηση είναι προς παράδοση) [5%] Ένα TM πολωμένο (παράλληλη πόλωση με πλάτος ηλεκτρικού πεδίου Ε ) επίπεδο κύμα και μήκος κύματος στο κενό λ = 1μm = 1-6 m, διαδίδεται σε μη μαγνητικό διηλεκτρικό με σχετική επιτρεπτότητα ε r = 2.25 και προσπίπτει υπό γωνία θ = 55 στον αέρα όπως φαίνεται στο κάτωθι σχήμα. Στον αέρα η επιτρεπτότητα είναι ε = 8.854 1-12 F/m και η διαπερατότητα μ = 4π 1-7 H/m. Η διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ του διηλεκτρικού και του αέρα είναι το επίπεδο x =. Η ταχύτητα του φωτός στον αέρα είναι c 3 1 8 m/s. (α) [5%] Να προσδιορισθεί το στιγμιαίο ηλεκτρικό πεδίο του προσπίπτοντος επιπέδου κύματος. Να προσδιορίσετε αριθμητικά στο σύστημα SI ότι είναι εφικτό. (β) [1%] Να προσδιορισθεί η στιγμιαία έκφραση του ανακλώμενου ηλεκτρικού πεδίου. Ποια είναι η φασική διαφορά μεταξύ του προσπίπτοντος και του ανακλώμενου ηλεκτρικού πεδίου; Να προσδιορίσετε αριθμητικά στο σύστημα SI ότι είναι εφικτό. (γ) [15%] Να προσδιορισθεί ο φασιθέτης και η στιγμιαία έκφραση του ηλεκτρικού πεδίου στον αέρα. Να προσδιορίσετε αριθμητικά στο σύστημα SI ότι είναι εφικτό. (δ) [5%] Να προσδιοριστεί το μιγαδικό διάνυσμα Poynting στον αέρα. Να προσδιορισθεί ο χρονικός μέσος όρος της x συνιστώσας του διανύσματος Poynting στον αέρα. (ε) [5%] Να προσδιορισθούν τα ποσοστά (αριθμητικά) της ανακλώμενης και διαθλώμενης ισχύος. (στ) [1%] Να γίνει η γραφική παράσταση της ανακλώμενης και της διαθλώμενης ισχύος σαν συνάρτηση της γωνίας πρόσπτωσης θ ( θ < 9 ).