8. luento, 16.3.

Tänään aloitettiin ohjattujen aaltojen analyysi. Tasoaaltohan jo kuljetti tehoa johonkin tiettyyn suuntaan, mutta koska se oli vakio etenemissuuntaa vastaan kohtisuorassa tasossa, se täytti koko avaruuden. Aaltojohtojen tarkoitus on sitoa aallon kentät joko sisälleen tai ohjaaavan rakenteen läheisyyteen poikittaistasossa ja aalto etenee sitten normaaliin sininmuotoiseen tapaansa etenemissuuntaan.

Hyvin tärkeä oli heti alkuun tehty TEM-aaltojen määrittely, joka tarkoittaa, että sekä sähkö- että magneettikenttä ovat poikittaisia. Siis niiden vektorisuunta on kohtisuorassa etenemissuuntaa vastaan (etenemissuunta oli valittu z-akseliksi). Maxwellin yhtälöistä saatettiin silloin päätellä, että etenemiskerroin oli sama kuin tasoaallolla, siis omega kerrottuna permittiivisyyden ja permeabiilisuuden tulon neliöjuurella. Ja lisäksi sähkö- ja magneettikenttä ovat joka paikassa kohtisuorassa toisiaan vastaan ja amplitudeiltaan aaltoimpedanssin (“eetta”) suhteessa.

Sen sijaan poikittaiskenttä määräytyi aaltojohdon rakenteesta. Ja poikittaistasossa kenttä oli pyörteetön, eli se voidaan ratkaista kuin statiikan kentät, Laplacen yhtälöstä. Tarkasteltiin esimerkkeinä koaksiaalijohtoa ja ideaalista liuskajohtoa, joille laskettiin ominaisimpedanssit. Ominaisimpedanssi riippuu aineesta ja johdon geometriasta.

Niin, ja tehtiin työkalutesti: kymmenen nopeata vektori- ja differentiaalilaskennan tehtävää. Näiden tulos: keskimäärin 4,31 oikeata vastausta kymmenestä, ja tämä lukema parani 5,84:ään keskustelun jälkeen.