Задача об излучении электромагнитных волн теоретически решена. Но нельзя не признать, что вопрос о физической сущности самого процесса излучения окончательно ещё нельзя считать решённым.

Силовые линии электрического и магнитного полей своим взаимным расположением, формой, изменением во времени и в пространстве отрйжают в какой-то степени действительные свойства и движения электромагнитного поля как формы материи. Картина силовых линий частично изображает в простой форме сложные явления и, хотя не исчерпывает их, но в сильной степени отображает свойства явлений, действительно происходящих в электромагнитном поле волны, и этим помогает вникнуть в происходящие сложные пооцессы, помогает осознать объективные явления, происходящие при излучении и распространении волн.

Объяснение сущности процесса излучения электромагнитных волн колеблющимся зарядом, приведённое в начале настоящего параграфа, предложено и разработано М. А. Бонч-Бруевичем). Оно и до настоящего времени ле заменено более совершенным и близким к истине. Указанный метод позволяет сравнительно просто подойти к объяснению сущности процесса излучения и показать, что излученное электрическое поле можно изображать системой замкнутых на себя серповидных колец электрических силовых линий. Кроме этого такой метод позволяет очень прост© вывести исключительной важности формулу для расчёта напряжённости электрического поля, создаваемого диполем Герца, без которой нельзя мало-мальски серьёзно изучать антенны. Выводом этой формулы, в точности совпадающей с формулой, полученной Герцем при помощи более сложного математического анализа, М. А. Бонч-Бруевич подтвердил правильность своего метода объяснения процесса излучения электромагнитных волн колеблющимся зарядом - диполем Герца.

В дальнейшем при рассмотрении излучения волн разного типа излучателей антеннами будем пользоваться описанным методом и, в частности, предполагать, что существует только зона излучения, начинающаяся от центра излучателя. Предположение об отсутствии других полей в зоне индукции сильно облегчает исследование и не сказывается на результатах анализа для фактической зоны излучения.

Мощность, излучаемая уединённым диполем Герца

Формулу для определения излучаемой уединённым диполем мощности можно получить на основании следующих рассуждений. Плотность энергии, переносимой волной через площадь

М. А. Бонч-Бруевич. Излучение и распространение радиоволн. Связь-техиздат, 1934 г. (стр. 17-32).

кольца dq, вырезанного на поверхности окружающей диполь сферы (рис. 9.IX), очевидно, будет равна

dP = ydq, (10. IX)

где У -плотность энергии электромалнипной волпы, проходящей через 1 поверхности, перпендикулярной к направлению движения волны, согласно выражениям (7.VI) и (9.VI), равна

г$(пв

yTde

У - Нее =

/= 2 129л

(11.IX)

Рис. 9. IX. К выводу формулы для определения мощности, излучаемой уединенным диполем Герца

где - эффективное значение напряжённости электрического поля. Согласно рис. 9.IX, площадь кольца dq равна

dq = 2n (г sin в) (rd в).

Подставляя последнее равенство и выражение (11.IX) в ф-лу (10.IX) имеем

Наконец, после подстановки значения

, согласно ф-ле (8.IX), получим после сокращений

Полную мощность, излучаемую диполем Герца, получим суммированием последнего выражения по всей шаровой сфере, т. е.

Так как

P = -pf singed е.

(12.IX)

sinede

= - j (1 - cos в) d (cos в) =

sirfesinerfe =

- cose-f

cos3 e

ro после сокращений формула для определения полной излучаемой диполем мощности примет окончательный вид

Р = /2 80и(у, (13. IX)

где Pj, - выражено в вт, - в а, I, X - в любых одинаковых единицах длины.

Выражение (13ЛХ) для излучаемой диполем мощности аналогично обычному выражению мощности, теряемой в активном сопротивлении при прохождении через него тока I , т. е. выражению Р = IRj поэтому имеем право написать

Откуда следует, что уУ должно иметь (и действительно имеет) размерность сопротивления и характеризует потери диполем мощности на излучение её в пространство. Поэтому величина SOTt-i- носит название сопротивления излучения уединённого диполя и обозначается R, т. е.

R80(J-y, (14.IX)

Основные определения и свойства электромагнитных волн

Как выяснено в начале настоящего параграфа, электромагнитная волна представляет собой распространение электромагнитного поля, происходящее со скоростью света.

К электромагнитным волнам применимы понятия и определения, известные для звуковых и световых волн (последние являются также электромагнитными вол1нами).

Линия, вдоль которой распространяется колебательное состояние, называется лучом.

Геометрическое место точек, до которых распространилось в данный момент из данного центра колебателыное состояние, называется волновой поверхностью.

Расстояние, на которое колебателыное состояние распространяется за время одного периода колебаний, называется длиной волны и обозначается X. Длина волны определяется формулой

>~ = сТ=-у, (15.IX)

где с - скорость распространения электромагнитной волны, Т - период колебаний зарядов, создающих данную волну,

и f = - частота колебаний, гц.

Электромагнитные волны подвержены явлениям, аналогичным явлениям, имеющим место со звуковыми и световыми волнами.

К электромагнитным волнам применим принцип Гюйгенса, гласящий: каждая точка волновой поверхности является самостоятельным источником вторичных элементарных волн; поверхность, огибающая поверхности вторичных волн, является вол-