Vad är en vågledare?
En vågledare är ett objekt som riktar flödet av alla typer av våg. Några av de mest grundläggande typerna inkluderar ledningar eller ihåliga rör som kan leda ljudvågor. Ofta används vågledare för att överföra elektromagnetiska vågor mellan platser, vanligtvis med hjälp av ett ihåligt rör tillverkat av elektriskt ledande metall. Vågledare används ofta för att överföra kraft- eller kommunikationssignaler. Varje typ av våg kräver en annan typ av guide.
Den typ av våg som styrs dikterar vågledarens geometri. Guidens bredd måste i de flesta fall vara i samma storleksordning som längden på de vågor som den kommer att vägleda. Detta innebär att en optisk fiber som styr högfrekventa ljusvågor inte kommer att vara effektiva för att vägleda lågfrekventa ljudvågor. Andra faktorer, som hur mycket förlust av signal eller kraft är acceptabel, hjälper också till att bestämma den bästa vågledaren för en specifik uppgift.
elektromagnetiska vågor i rymden strålar normalt ut i alla riktningar från deras ursprungspunkt. Denna cauSES strålningen för att förlora kraften i proportion till kvadratet på dess avstånd från den punkten. En vågledare tillåter strålningen att föröka sig i endast en dimension under idealiska omständigheter, vilket förhindrar att den tappar makten när den sprider sig.
vågledare fungerar genom att reflektera vågen från väggarna i guiden. Helst kommer vågorna att spridas i ett sicksackmönster i vågledaren. Detta innebär att en vågledare ofta fungerar bäst när den har ett cirkulärt eller fyrkantigt tvärsnitt.
Det finns många olika typer av vågledare, från optiska fibrer som möjliggör överföring av data via ljusvågor till ljudfrekvensen och kanalen (sofar), ett lager vatten i havet som fungerar som en naturlig vågledare för valsång. Radarsystem använder vågledare för att rikta radiovågor till en antenn så att de kan överföras vid rätt impedans. Vetenskapliga instrument använder också vågGuider för att mäta de akustiska och optiska egenskaperna hos olika objekt.
vågledare har använts i århundraden, långt innan någon förstod hur de arbetade. Den första vågledaren designad för ljudvågor föreslogs av J.J. Thomson, en brittisk fysiker, 1893, och testades av en annan fysiker, O.J. Lodge, nästa år. Arbetet fortsatte under slutet av 1800 -talet och början av 1900 -talet, med forskare som studerade användningen av optiska fibrer som vågledare för synligt ljus på 1920 -talet.