Elektromágneses rezgés U és I ill. hullám E és B fázisai

[cTs]

Az elektromágneses rezgésben (rezgőkör) az áram (I) és a feszültség (U) egymással 90 fokosan eltolt fázisban vannak. Ha ezt kicsatoljuk egy antennára, akkor az áram mágneses teret, a feszültség elektromos teret kelt, és úgy vélnénk, hogy az EM hullám is így terjed, ám - a források szerint is - nem így van, hanem fázisuk egyezik (és természetesen merőlegesek is egymásra), s ez a Maxwell törvényekből levezethető. Mi történik az antennában (van-e erre jól elemezhető ábra?), hogy a fázisok ennyire "összecsúsznak" (melyik éri utol melyiket)? És egyáltalán, ha fotonról mint részecskéről beszélünk, akkor mely ponttól lehet valós fotonnak tekinteni a leszakadó részecskét (ha egyáltalán van értelme ilyen hullám/foton megfeleltetésnek).

[api]

az áram mágneses teret, a feszültség elektromos teret kelt

Ez így egy nagyon durva egyszerűsítés, és pont a lényeget fedi el.
Csak egy környezetétől elszigetelt rezgőkörben lesz épp 90⁰ fázistolás az áram és a feszültség között. Ez csak addig áll fenn, míg nincs energiakivétel. Az antenna épp a kivételt valósítja meg. A kicsatolás akkor a legjobb, ha az antenna hullámimpedanciáját illesztjük a sugárzási tér hullámimpedanciájához (és persze közben az antennát meghajtó erősítő hullámimpedanciájához is). Ezt épp azzal lehet indikálni, hogy az antennán átmenő energia közel valós (a lehető legkisebb képzetes részt mutasson), vagyis a feszültség és az áram közel fázisban legyen. Ellenkező esetben kicsi lesz az antennán átmenő, tehát lesugárzott valós energia, az ilyen rossz illesztés esetén az antennaáram és feszültség szorzatából adódó teljesítmény nagy része képzetes lesz. Ami energiát az antenna nem sugároz le, az visszaverődik a meghajtó egységbe (és többnyire tönkreteszi azt). Ha a meghajtó egy puszta rezgőkör, annak ez persze többnyire nem árt (hacsak át nem üt a kondenzátor a túlfeszültségtől), hanem onnan újra visszaverődik az antenna felé, és sok ilyen oda-vissza verődés során felemésztődik a vezetők ohmos ellenállásán, s csak elenyésző rész jut ki a sugárzási térbe. (Ezt detektálják az illesztést ellenőrző állóhullámarány mérővel.)

mely ponttól lehet valós fotonnak tekinteni a leszakadó részecské(ke)t

Onnantól, ahol közel-téri effektusok, így antennában lévő töltések Coulomb mezeje, az antennaáramból származó mágneses mező, valamint a dipól effektus (amelyek a távolság négyzetével vagy még magasabb hatványával fordítottan arányosak) már sokkal kisebbek, mint az 1/r-el arányos távol-téri sugárzás.

[Zsolt68]

Ez így egy nagyon durva egyszerűsítés, és pont a lényeget fedi el.

Ezt én sem tudtam. (És talán inkább az oktatás kritikájához kellene írnom. Bár így utólag felesleges.) Évtizedekkel ezelőtt az akadémikusok úgy gondolták, hogy a villamosmérnöknek a statikai méretezést kell tudni. Anélkül diplomát sem kaphat. Ha a szakmájához nem ért, az nem számít. Nem tudom, hogy tranzisztor lábat akartak velem méreteztetni hajlításra, vagy a nagyfeszültségű távvezeték oszlopait.

[api]

az akadémikusok úgy gondolták, hogy a villamosmérnöknek a statikai méretezést kell tudni.

Ezt már annyiszor elismételted itt, hogy alighanem elektronikai technológia szakra jártál.

[Zsolt68]

Ezt már annyiszor elismételted

Méretezzünk mágneses mezőt nyírásra és hajlításra.
Mennyi az elektromos mező rugalmassági modulusza?

[api]

Nem kell a rizsa, ha nem akarsz, hát ne válaszolj!
Nem tartozik rám.
De panaszoltad itt folyton, hogy téged nem fizikára meg elektrodinamikára tanítottak. Ebből vontam le a következtetést.

[Zsolt68]

Nem tartozik rám.

Pedig még neked is különbözeti vizsgát kellett volna tenned - utólag. Az akadémikusok azt akarták, hogy visszamenőleg minden kiadott mérnöki diplomát érvénytelenítenek, ha nem tanultál szilágrdástant (statikát). Hogy miért pont statikát, és nem áramlástant vagy rezgéstant is? (Akkor találták ki, amikor a villanykar megszüntette a műszaki mechanika oktatását - a kreditrendszer bevezetésének előkészítéseként.)
Egyébként használtad bármikor tervezésre a Maxwell-egyenleteket? Nekem legfeljebb az Ohm-törvényre volt szükségem. Meg katalógusból integrált áramköröket keresgélni.

[Zsolt68]

Ez így egy nagyon durva egyszerűsítés, és pont a lényeget fedi el.
Csak egy környezetétől elszigetelt rezgőkörben lesz épp 90⁰ fázistolás az áram és a feszültség között. Ez csak addig áll fenn, míg nincs energiakivétel. Az antenna épp a kivételt valósítja meg.

Már elnézést, de mi a helyzet a közeli térrel? Az antenna közelében van egy állóhullám, és a haladó hullám csak az antennától távolabb kezd dominálni. Mi történik, ha az antennát "lefojtjuk", például reflrektorokkal, ami a haladó hullámot visszaveri?
(Egyik kollégám eredendően antennamérnök, de már szinte semmire nem emlékszik az egészből, nem is érdekli. Hiába faggatom. Annyit mondott, hogy Bessel-függvényekkel kellett számolni. Ha jól tudom, ez a Laplace-egyenlet hengerszimmetrikus megoldása. Persze véges méretű antenna esetén a henger is csak közelítés.)

[api]

Az antenna közelében van egy állóhullám, és a haladó hullám csak az antennától távolabb kezd dominálni.

Ezt alapvetően félreértetted. A közeltér és a távoltér megkülönböztetése teljesen független az álló és a haladóhullám megkülönböztetésétől.
(Az állóhullámarány mérő pedig nem a sugárzási térben, hanem az antennában méri az állóhullámok arányát.)
Ha az antennát valami Faraday kalickába teszed, akkor a kalickában természetesen állóhullámok alakulnak ki.