پرسش مفهومی شماره 9 – پایداری امواج الکترومغناطیسی

خوب اگر غیر از این بود بیشتر جای تعجب داشت، چون اصل بقای انرژی تا قبل از تغییر شکل آن تضمین کننده پایداری محمل های انتقال یا ذخیره آن می باشد. در خلأ کامل میادین الکتریکی و مغناطیسی مطابق روابط ماکسول به یکدیگر تبدیل شده و نقطه اثر خود را با سرعت نور جابجا می کنند و انرژی سیستم در یک حالت مانا ثابت باقی می ماند. مانند سلف و خازن ایده آلی که با یک سیم بدون مقاومت به هم وصل شده اند، می تواند انرژی ذخیره شده در خود را بطور نامحدود حفظ نموده و بطور دائم نوسان کنند. در مورد خاص مورد نظر شما البته کل انرژی ثابت است و گرنه با دور شدن از منبع تولید موج به دلیل تشعشع کروی موج، چگالی انرژی یعنی انرژی توزیع شده روی سطح با توان 2 شعاع تابش، کاهش می یابد. در محیطهای حاوی دی پلهای الکتریکی انرژی موج دستخوش استهلاک می شود. در معادله معروف زیر اولین انتگرال در سمت راست معادله، معرف توان لحظه ای در داخل حجم انتشار می باشد. انتگرال دوم در سمت راست معادله به کل انرژی ذخیره شده در میدانهای الکتریکی و مغناطیسی اشاره دارد که دست نخورده باقی می ماند. البته وجود مشتق نسبت به زمان معرف نرخ تغییرات انرژی نسبت به زمان یا همان توان موج الکترومغناطیسی می باشد.

در رابطه بالا چگالی جریان دارای دو مولفه جریان جابجایی و جریان انتقالی می باشد. این چگالی جریان انتقالی است که مسبب تلفات موج در گذر از یک دی الکتریک پر تلفات است. نسبت چگالی جریان هدایتی یا انتقالی به چگالی جریان جابجایی را ضریب تلفات یا تانژانت تلفات می گویند. این مقدار برای آب به عنوان یک محیط پر تلفات در فرکانسهای فوق زیاد (15.9 GHz) حدود 0.452 می باشد. به دلیل همین ویژگی آب است که در زیر دریا به جای امواج الکترومغناطیسی از سونار استفاده می کنند.