Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Vznik a šíření elektromagnetických vln I. OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-029

Základní pojmy Když připojíme kondenzátor na střídavé napětí, jak je znázorněno na obr. 1, vytvoří se v dielektriku mezi elektrodami kondenzátoru střídavé elektrické pole. Toto elektrické pole vyvolá v dielektriku posuvný proud, který je stejně velký jako střídavý proud v obvodu kondenzátoru. Posuvný proud v dielektriku a proud v přívodech vytvářejí kolem sebe magnetické pole. Intenzita magnetického pole H a intenzita elektrického pole E se mění v rytmu střídavého napětí a proudu v obvodu.

Obr. 1 Princip vzniku elektromagnetického pole a) elektromagnetické pole mezi deskami kondenzátoru b) elektromagnetické pole okolo vysílací antény

Základní pojmy Jakmile elektrody kondenzátoru od sebe vzdálíme, rozloží se elektromagnetické pole do prostoru a postupuje do okolí. Dochází k vyzařování elektromagnetického pole, které se skládá ze složky pole elektrického E a magnetického H. Tyto dvě složky jsou vždy na sebe kolmé a mají v každém bodě prostoru stejnou fázi. Účinné vyzařování elektromagnetického pole zajišťují zářiče (antény). Elektromagnetické vlnění se šíří od zářiče v kulových vlnoplochách, které ve větší vzdálenosti můžeme považovat za plochy rovinné.

Základní pojmy Rychlost šíření elektromagnetických vln v homogenním prostředí je dána vztahem kde  je permitivita a  permeabilita prostředí, ve kterém se vlny šíří. Ve volném prostoru se rychlost šíření vln rovná rychlosti šíření světla, platí

Základní pojmy Vlnová délka elektromagneticé vlny je dána vzdáleností dvou sousedních bodů, které mají stejnou fázi. Lze ji vypočítat z frekvence vlnění f a rychlosti šíření vln v ze vztahu

Šíření elektromagnetických vln prostorem Elektromagnetické vlny se mohou mezi dvěma místy na zemském povrchu šířit různými cestami – viz obr. 2 Elektromagnetická vlna, která se šíří přímo do volného prostoru, se nazývá prostorová. Na její šíření nepůsobí ani zemský povrch, ani ionosféra. Elektromagnetické vlny, které přicházejí do místa příjmu po odrazu, případně ohybu od horních ionizovaných vrstev atmosféry, se nazývají ionosférické prostorové vlny. Když se šíří elektromagnetické vlnění ohybem podél zemského povrchu, hovoříme o povrchových vlnách.

Obr. 2 Šíření elektromagnetických vln 1 – přímá prostorová vlna 2 – ionosférická prostorová vlna 3 – povrchová vlna

Rozdělení elektromagnetických vln Nejdůležitějším údajem o elektromagnetické vlně je vlnová délka . Podle vlnové délky se rozlišují vysílače, vlnová délka také určuje způsob přijímaní rádiových signálů vzhledem k rozdílnému šíření vln různých délek. Vysílání zpráv pomocí elektromagnetických vln se uskutečňuje na vlnových délkách od několika milimetrů do několika desítek kilometrů. Toto široké rozmezí se podle mezinárodní dohody rozděluje do dílčích vlnových rozsahů. Zkrácené dělení vlnových rozsahů je uvedeno v tabulce 1.

Tabulka 1 Rozdělení elektromagnetických vln

Rozdělení elektromagnetických vln Dlouhé vlny se ohýbají a šíří především vlnami povrchovými. Střední vlny se šíří vlnami povrchovými a prostorovými. Krátké vlny se šíří výhradně ionosférickými prostorovými vlnami a velmi krátké vlny se přenášejí přímo volným prostorem, vlnou prostorovou.

Rozdělení elektromagnetických vln Ultrafialové a jiné složky slunečního záření způsobují ionizaci horních vrstev atmosféry. Tyto ionizované vrstvy mění svoje složení v závislosti na denní a noční době a na ročním období, a tak ovlivňují spojení, hlavně na středních a krátkých vlnách.

Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

Literatura J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989 M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002