Co to jest falowód?
falowód to obiekt, który kieruje przepływ dowolnego rodzaju fali. Niektóre z najbardziej podstawowych typów obejmują przewody lub puste rury, które mogą prowadzić fale dźwiękowe. Często falowody są używane do przenoszenia fal elektromagnetycznych między lokalizacjami, zwykle przy użyciu pustej rurki wykonanej z elektrycznie przewodzącego metalu. Falowody są powszechnie używane do przenoszenia sygnałów mocy lub komunikacji. Każdy typ fali wymaga innego rodzaju przewodnika.
Rodzaj fali, która jest prowadzona, dyktuje geometrię falowodu. Szerokość przewodnika musi w większości przypadków być w takim samym rzędu wielkości, jak długość fal, które poprowadzi. Oznacza to, że światłowód, który prowadzi fale światła o wysokiej częstotliwości, nie będzie skuteczne w prowadzeniu fal dźwiękowych o niskiej częstotliwości. Inne czynniki, takie jak dopuszczalna utrata sygnału lub mocy, pomagają również określić najlepszy falowód dla określonego zadania.
Fale elektromagnetyczne w przestrzeni normalnie promują we wszystkich kierunkach od ich punktu pochodzenia. Ten cauSES promieniowanie, aby stracić moc proporcjonalnie do kwadratu odległości od tego punktu pochodzenia. Falowórz pozwala promieniowaniu propagować tylko w jednym wymiarze w idealnych okolicznościach, uniemożliwiając mu utratę mocy podczas rozpowszechniania.
falowody działają, odzwierciedlając falę ze ścian przewodnika. Idealnie, fale rozprzestrzeniły się w wzorze zygzakowatym w falowodzie. Oznacza to, że falowód często działa najlepiej, gdy ma przekrój okrągłego lub kwadratowego.
Istnieje wiele różnych rodzajów falowodów, od włókien optycznych, które umożliwiają transmisję danych przez fale światła po kanał częstotliwości dźwięku i kanał zakresu (SOFAR), warstwę wody w oceanie, która działa jako naturalny falowód dla pieśni wielorybów. Systemy radarowe wykorzystują falowody do kierowania fal radiowych do anteny, aby mogły być przesyłane przy odpowiedniej impedancji. Instrumenty naukowe również używają faliPrzewodniki do pomiaru właściwości akustycznych i optycznych różnych obiektów.
Osterowniki są używane od stuleci, na długo przed tym, jak ktokolwiek zrozumiał, jak działają. Pierwszy falowód zaprojektowany do fal dźwiękowych został zaproponowany przez J.J. Thomson, brytyjski fizyk, w 1893 r. I testowany przez innego fizyka, O.J. Lodge, w następnym roku. Prace trwały na przełomie XIX i XX wieku, a naukowcy badali wykorzystanie włókien optycznych jako falowodów do światła widzialnego w latach dwudziestych.