विकिरण और एंटेना
त्वरित आवेश और दोलनशील धाराएँ विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का विकिरण करती हैं, जो एंटेना और तरंगों के प्रकीर्णन का आधार है।
Definition
यह इस बात का अध्ययन है कि कैसे समय-निर्भर आवेश और धारा वितरण प्रसारित होने वाले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों को उत्पन्न करते हैं जो ऊर्जा को अनंत तक ले जाते हैं, और उन इंजीनियर संरचनाओं (एंटेना) और प्रकीर्णन प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हैं जो उस विकिरण का उत्सर्जन, प्राप्त और पुनर्निर्देशन करती हैं।
Scope
यह क्षेत्र समय-भिन्न स्रोतों द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के उत्पादन को शामिल करता है: मंदित विभव (retarded potentials), त्वरित आवेशों के क्षेत्र, द्विध्रुवीय और बहुध्रुवीय विकिरण, एंटेना और सरणियों का डिज़ाइन और विश्लेषण, विकिरण प्रतिरोध और पैटर्न, और वस्तुओं द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रकीर्णन। यह मैक्सवेल के समीकरणों को व्यावहारिक विकिरण और प्राप्त करने वाले प्रणालियों से जोड़ता है, जबकि निर्देशित प्रसार को विद्युत चुम्बकीय तरंगों के तहत माना जाता है।
Sub-topics
Core questions
- त्वरित आवेश और दोलनशील धाराएँ विकिरण कैसे उत्पन्न करती हैं?
- एक स्रोत के विकिरण पैटर्न और शक्ति को क्या निर्धारित करता है?
- एंटेना को कैसे चित्रित किया जाता है और सरणियों में कैसे संयोजित किया जाता है?
- वस्तुएँ आपतित विद्युत चुम्बकीय तरंगों को कैसे बिखेरती हैं?
Key concepts
- मंदित विभव
- विकिरण क्षेत्र
- लार्मर सूत्र
- विद्युत द्विध्रुवीय विकिरण
- विकिरण पैटर्न
- लाभ और दिशात्मकता
- एंटीना सरणी
- प्रकीर्णन क्रॉस सेक्शन
Key theories
- मंदित विभव और विकिरण क्षेत्र
- समय-भिन्न स्रोतों के विभव पहले, मंदित समय पर स्रोत पर निर्भर करते हैं; स्रोत से दूर क्षेत्र दूरी के व्युत्क्रमानुपाती रूप से घटते हैं और विकिरण के रूप में ऊर्जा को दूर ले जाते हैं।
- द्विध्रुवीय विकिरण
- एक दोलनशील विद्युत द्विध्रुवीय आवृत्ति की चौथी शक्ति के समानुपाती शक्ति का विकिरण करता है जिसमें एक विशिष्ट कोणीय पैटर्न होता है, जो अधिकांश विकिरण प्रणालियों के लिए प्रोटोटाइप है।
- एंटीना सिद्धांत
- एंटेना को विकिरण पैटर्न, लाभ, दिशात्मकता, विकिरण प्रतिरोध और प्रतिबाधा द्वारा चित्रित किया जाता है, और तत्वों की सरणियाँ विकिरित बीम को आकार देने और निर्देशित करने के लिए संयोजित होती हैं।
Clinical relevance
विकिरण और एंटीना सिद्धांत रेडियो, टेलीविजन, मोबाइल और उपग्रह संचार, रडार और रिमोट सेंसिंग, रेडियो खगोल विज्ञान, और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग में उपयोग किए जाने वाले रेडियोफ्रीक्वेंसी कॉइल और एक्सपोजर मूल्यांकन को सक्षम करते हैं।
History
हर्ट्ज़ ने 1887-1888 में पहली जानबूझकर विकिरण और प्राप्त करने वाली प्रणाली का निर्माण किया, जिससे मैक्सवेल की तरंगों की पुष्टि हुई। लार्मर ने 1897 में एक त्वरित आवेश द्वारा विकिरित शक्ति को व्युत्पन्न किया, और मार्कोनी ने लगभग 1900 में विकिरण को व्यावहारिक लंबी दूरी के वायरलेस संचार में बदल दिया।
Key figures
- Heinrich Hertz
- Joseph Larmor
- Guglielmo Marconi
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- balanis2016
Frequently asked questions
- एक आवेश को विकिरण करने के लिए क्या आवश्यक है?
- एक स्थिर वेग से चलने वाला आवेश विकिरण नहीं करता है; विकिरण के लिए त्वरण की आवश्यकता होती है, इसलिए दोलनशील या त्वरित आवेश और समय-भिन्न धाराएँ विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्रोत हैं।
- एक अच्छा एंटीना क्या बनाता है?
- एक एंटीना की उपयोगिता इसकी आकार को तरंग दैर्ध्य से मिलाने और इसके विकिरण पैटर्न, लाभ और फीड के लिए प्रतिबाधा मिलान पर निर्भर करती है; तत्वों की सरणियाँ इंजीनियरों को बीम को आकार देने और निर्देशित करने देती हैं।