Tentin tekstisisältö

SMG-1400 SÄHKÖMAGNEETTISET KENTÄT JA AALLOT 2

Ei muistiinpanoja, ei laskimia. Kaikki tehtävät 6 pistettä.

 

 

Tentti 10.12.2012 Saku Suuriniemi. W]

Huom! Tenttisuoritus hyväksytään jos tehtävistä 1 ja 2 tulee yhteensä 9 pistettä.

1. Kokoa kuusi kurssin sisältöä koskevaa väitettä: käytä kukin lauseen alku kerran ja loppu
korkeintaan kerran. Mielekkäästä ja paikkansapitävästä lauseesta aina yksi piste, muuten
nolla. Vastaus konseptipaperille numerojärjestyksessä muodossa 1X, 2Y, 3Z,

 

1 Virran jatkuvuusyhtälö A — kuvaa varauksen häviämättömyyden.
2 Poyntingin vektori B määritellään aina pinnalle.

3 Ideaalijohde C — etenee kaikkialla samaan suuntaan.

4 Tasoaalto D kuvaa tehovuota ulos järjestelmästä.

5 Magneettivuo E | liittää sähkökentän varaustiheyteen.

6 Gaussin integraalilaki D:lle F on metalleille käytetty yksinkertaistus.

G — määritellään aina käyrälle.

 

2. Selitä korkeintaan kahdella virkkeellä (a) monokromaattinen aalto, (b) sähköinen koko ja
(c) sähkömagneettinen induktio.

3. Oikein vai väärin? Perustele lyhyesti tai anna esimerkki. (a) Aalto voi edetä vaimenematta
vain hyvin johtavassa väliaineessa. (b) Seisova aalto syntyy kahden samaan suuntaan etenevän
eri taajuisen aallon summana. (c) Ohmin laki J = gE liittyy energian muuttumiseen muodosta
toiseen. (d) Antennien sijoittamisessa on huomioitava aallon polarisaatio. (e) Sähkömagneet-
tisen aallon nopeus on luonnonvakio, eikä se siksi riipu väliaineesta. (£) Sähkömagneettinen
aalto välittää tehoa.

4. Induktiokuumennus: (a) Miten induktiokuumennus tapahtuu (ja mihin kaikkeen se perus-
tuu)? (b) Miten magneettikentän taajuus vaikuttaa tehotiheyteen eri osissa kuumennettavaa
kappaletta? (c) Miksi ideaalijohdetta ei voisi induktiokuumentaa lainkaan?

5. (a) Todista että aallon
E(r,t) = Eoei(ks—0t)

edetessä johteessa varaustiheydessä ei tapahdu muutoksia. Saat olettaa ilman perusteluja
että Eo:lla ei ole z-komponenttia. (b) Todista että aallon polarisaatio olisi sama, vaikka se
määriteltäisiin magneettikentän avulla.