Моделирование поляризации электромагнитных волн в среде LabVIEW
Изучение поляризации электромагнитной волны и исследование с помощью виртуальной лабораторной установки различных видов поляризации. Построение графика полученной зависимости в полярных координатах. Определение основных параметров поляризации поля.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 921,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз
Моделирование поляризации электромагнитных волн в среде LabVIEW
Сатаев Л.О.
При изучении свойств электромагнитных волн, таких как отражение и преломление, излучение и поглощение, дисперсия и поляризация, целесообразно использование компьютерных моделей, т.е. моделирование электромагнитных явлений в компьютерной программной среде. В данной работе для моделирования используется виртуальная среда LabVIEW.
Процесс моделирования начинается с разработки лабораторной установки. В плоской электромагнитной волне величина и направление вектора в плоскости фазового фронта могут меняться достаточно сложным образом. При этом говорят о поляризации волны.
Цель работы. Целью работы являются изучение поляризации электромагнитной волны и исследование с помощью виртуальной лабораторной установки различных видов поляризации.
Оборудование и программы: персональный компьютер, программа для создания виртуальных приборов National Instruments LabView 7.0.
Создание лабораторной установки. Мы предполагаем, что лабораторная установка должна формировать поле произвольной поляризации и моделировать измерение поляризации методом линейно поляризованной антенны. Кроме того, необходимо разработать установку, моделирующую автоматизацию измерений.
Для структурирования программы подготовим ряд вспомогательных виртуальных инструментов - СубВИ [1].
1. СубВИ «Градусы в радианы» и «Радианы в градусы»
2. СубВИ и структурную схему «Генератор поляризаци».
3. СубВИ «Измеритель ручной» и его структурную схему (рис. 1, 2). Данный СубВИ моделирует измерение поляризации поля методом линейно поляризованной антенны.
4. СубВИ -«Измеритель автомат» и его структурную схему (рис. 3, 4). Данный СубВИ моделирует автоматическое измерение поляризационной характеристики методом линейно поляризованной антенны.
Откорректируем иконки каждого из СубВИ и создадим между соответствующими блоками логические связи в соответствии с расчетными формулами, приведенными в теоретических материалах [2-5].
Следующий этап - создание виртуального инструмента «Поляризация поля». Создаем лицевые панели, показанные на рисунках 5, 6 и 7. Логические связи между структурными компонентами выполняются как показано на рисунке 8. После этого виртуальная программа готова к использованию.
Порядок выполнения лабораторных исследований. Работа с установкой начинается в закладке «Генератор поля». В ее левой части имеется 4 движковых регулятора, которые задают амплитуды и начальные фазы двух ортогональных компонент поля. Справа на экране выводится эллипс поляризации волны, который в частных случаях превращается в отрезок прямой линии или круг. Для измерения параметров эллипса служит инструмент «Измеритель параметров эллипса». Он представляет собой на экране вектор с изменяемыми модулем и угловым положением. Подводя конец вектора с помощью регуляторов модуля и угла к характерным точкам эллипса, определяем его параметры.
На закладке «Измерение вручную» реализован метод линейно поляризованной антенны. В левой части находится регулятор углового положения антенны относительно горизонта. Справа находится стрелочный индикатор напряжения на выходе детектора. Регулятор усиления позволяет установить удобные для наблюдения пределы измеряемой величины.
На закладке «Измерение автоматическое» отображается в полярных координатах величина U(г).
Непосредственно под экраном расположена группа кнопок, осуществляющих управление перемещением курсора по экрану. Там же, под экраном, в двух индикаторах отображаются текущие декартовые координаты курсора. Слева от экрана в двух цифровых индикаторах выводятся текущие полярные координаты курсора. С помощью этих средств управления курсором можно измерять параметры отображаемой на экране кривой.
Исследования выполняются в соответствии с выбранным вариантом, которую задает преподаватель [6].
Запустить лабораторную установку, ознакомиться с органами управления.
Исследовать поле линейной поляризации:
- открыть закладку «Генератор поля» и сформировать поле линейной поляризации под углом к горизонту;
- перейти в закладку «Измерение вручную». Изменяя угловое положение приемной линейно поляризованной антенны, замерять значения выходного напряжения. Данные свести в таблицу;
- построить график полученной зависимости в полярных координатах. Определить по ней параметры поляризации;
- перейти в закладку «Измерение автоматическое». С помощью курсора определить параметры поляризации поля.
3. Исследовать поле эллиптической поляризации, определить параметры поляризации поля.
4. Исследовать поле круговой поляризации, определить параметры поляризации поля.
5.Исследовать поле эллиптической поляризации с наклоненным эллипсом:
Объяснить полученные зависимости, опираясь на знание теории.
Оформить и защитить отчет по работе.
электромагнитный волна поляризация координата
Литература
1. Учебный курс. Программирование с среде LabVIEW. 2012.
2. Новгородцев А.Б. ТОЭ2 Теория электромагнитного поля. Санкт - Петербург, изд. СПБГТУ, 2000.
3. Электрофизика информационных систем. М.: Высшая школа, 2001.
4. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: изд. Связь, 1992.
5. Вонгай А.Д. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теория распространения электромагнитных волн». Акмола, ААУ, 1997.
6. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «ТПЭВ». Кафедра «Автоматика и телекоммуникация», 2012.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особенности и методы моделирования определяющих соотношений в необратимом процессе поляризации сегнетоэлектрических керамик, в которых наравне с большими электрическими полями имеются связанные механические напряжения, влияющие на процесс поляризации.
реферат [330,7 K], добавлен 25.06.2010Распределение марганца в гетероструктуре. Метод поляризации горячей фотолюминесценции во внешнем магнитном поле. Возможные способы управления поляризацией гетероструктур. Зависимости циркулярной поляризации от магнитного поля в спектральной точке.
контрольная работа [859,7 K], добавлен 05.06.2011Основные методы, способы задания и описания состояния поляризации излучения. Граничные условия для естественно гиротропных сред. Формулы связи между амплитудами падающей, отражённой и преломлённой волн. Решение задач о падении электромагнитной волны.
курсовая работа [231,9 K], добавлен 13.04.2014Двойное лучепреломление под влиянием внешних воздействий: механических деформациях тел, электрического поля (эффект Керра), магнитного поля (явление Коттон-Мутона). Явление вращения плоскости поляризации в теории Френеля, сущность эффекта Фарадея.
реферат [39,9 K], добавлен 17.04.2013Характеристики поляризованного света. Свойство двойного лучепреломления. Поляризация света при отражении и преломлении. Вращение плоскости поляризации. Сжатие или растяжение кристаллов. Действие магнитного поля. Угол поворота плоскости поляризации.
реферат [972,8 K], добавлен 21.03.2014Сущность геофизического электроразведочного метода вызванной поляризации. Аппаратура и схемы измерительных установок. Методика проведения полевых работ. Определение значений кажущихся поляризуемости и сопротивления. Интерпретация результатов измерения.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.06.2012Структура электромагнитного поля. Уравнения Максвелла. Условия реализации обычной магнитной поляризации среды. Возбуждение электродинамических полей в металле. Закон частотной дисперсии волнового числа магнитной волны. Характер частотных зависимостей.
доклад [93,2 K], добавлен 27.09.2008Механизм изменения знака спонтанной поляризации (переполяризация). Фазовые переходы в сегнетовой соли и титанате бария. Керамические текстуры, их свойства. Антисегнетоэлектрическая конфигурация спонтанной поляризации и намагниченности, их сосуществование.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.10.2014Анализ теорий распространения электромагнитных волн. Характеристика дисперсии, интерференции и поляризации света. Методика постановки исследования дифракции Фраунгофера на двух щелях. Влияние дифракции на разрешающую способность оптических инструментов.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.01.2015Вращение плоскости поляризации света и естественная циркулярная анизотропия. Дополнительный поворот плоскости поляризации света. Явление намагничивания диэлектриков, помещаемых во вращающееся электрическое поле. Намагничивание изотропной среды.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 13.03.2014Сущность и области применения в науке и технике поляризации света. Закон Малюса, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами.
реферат [490,8 K], добавлен 01.09.2014Электрические, тепловые, влажностные и химические свойства диэлектриков. Поляризация мгновенная и протекающая замедленно. Дипольно-релаксационная поляризации. Общее понятие о доменах, сопротивление изоляции. Классификация диэлектриков по виду поляризации.
презентация [964,7 K], добавлен 28.07.2013Поперечность электромагнитных волн. Примеры различных поляризаций светового луча при различных разностях фаз между взаимно перпендикулярными компонентами. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами. Применение закона Этьенна Малюса.
реферат [489,6 K], добавлен 11.08.2014Переменное электромагнитное поле в однородной среде или вакууме. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн в плоском оптическом волноводе. Дисперсионные уравнения трехслойного диэлектрического волновода.
курсовая работа [282,5 K], добавлен 21.05.2008Характеристика вихрового электрического поля. Аналитическое объяснение опытных фактов. Законы электромагнитной индукции и Ома. Явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле. Способы получения индукционного тока. Применение правила Ленца.
презентация [3,4 M], добавлен 19.05.2014Эволюция электромагнитных волн в расширяющейся Вселенной. Параметры поляризационной сферы Пуанкаре. Электромагнитное излучение поля с LV нарушением, принимаемое от оптического послесвечения GRB. Вектор Стокса электромагнитной волны с LV нарушением.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.08.2015Научные открытия физиков П.А. Черенкова, И.М. Франка и И.Е. Тамма, связанные с объяснением причины необычного по поляризации и длине волны излучения в веществе движением частиц со скоростями, превосходящими скорость распространения света в этой среде.
презентация [3,5 M], добавлен 09.04.2015Рассмотрение понятия и видов диэлектриков, особенностей их поляризации. Описание потока вектора электрического смещения. Изучение теоремы Остроградского-Гаусса. Расчет электрических полей в различных аппаратах, кабелях. Изменение вектора и его проекций.
презентация [2,3 M], добавлен 13.02.2016Интерференция волн и колебания. Изучение принципа работы адаптивного интерферометра на попутных пучках. Исследование взаимодействия сигнального светового пучка, с использованием горизонтальной поляризации. Измерения фазовой интерференционной картины.
курсовая работа [505,8 K], добавлен 08.03.2016Сущность электростатического поля, определение его напряженности и графическое представление. Расчет объемной и линейной плотности электрического заряда. Формулировка теоремы Гаусса. Особенности поляризации диэлектриков. Уравнения Пуассона и Лапласа.
презентация [890,4 K], добавлен 13.08.2013
