Решение: Практическая работа по физике - Электромагнитные волны

Практическая работа: Исследование свойств электромагнитных волн Цель работы: Изучить проницаемость различных материалов для электромагнитных волн мобильной связи. Ход работы: 1. Проверка связи в обычных условиях: При совершении вызова на мобильный телефон, находящийся на открытом пространстве, сигнал проходит беспрепятственно. Телефон принимает электромагнитные волны от базовой станции, вызов проходит успешно. 2. Исследование диэлектрических материалов: При помещении телефона в пластмассовую, стеклянную и деревянную коробки (без зазоров) связь сохраняется. Вызов проходит так же быстро, как и в первом случае. Это объясняется тем, что данные материалы являются диэлектриками и практически не поглощают и не отражают электромагнитные волны радиочастотного диапазона. 3. Исследование проводящих материалов (металлическая фольга): После того как телефон был плотно обернут в 2-3 слоя металлической фольги, дозвониться на него стало невозможно (абонент находится вне зоны доступа сети). Это происходит из-за явления электромагнитного экранирования. Металл является проводником, и под действием внешней электромагнитной волны в нем возникают токи, создающие встречное поле, которое полностью гасит волну внутри оболочки. Такое устройство называется клеткой Фарадея. Вывод: В ходе работы было установлено, что электромагнитные волны мобильной связи свободно проходят через диэлектрики (пластик, стекло, дерево), но полностью экранируются проводящими материалами (металлическая фольга). Для описания энергии электромагнитной волны можно использовать формулу плотности потока энергии (вектор Пойнтинга): \[ \vec{S} = [\vec{E} \times \vec{H}] \] Где \( \vec{E} \) — напряженность электрического поля, а \( \vec{H} \) — напряженность магнитного поля. Внутри металлического экрана \( \vec{E} = 0 \), следовательно, передача энергии и сигнала становится невозможной.