Обычно при решении задач про колебательный контур излучением пренебрегают. Попробуем понять, когда это справедливо. Для начала оценим, какую мощность N излучает в виде электромагнитных волн заряд q, двигающийся с ускорением а. Очевидно, что N должна зависеть от q, а, а также от скорости света с (именно с этой скоростью распространяются электромагнитные волны) и константы в законе Кулона к (именно она определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий). Выписав размерности величин, легко получить, что есть единственная комбинация букв, дающая нужный ответ: N ~ kq2a2/c3. Применим этот результат для оценки мощности излучения электромагнитных волн колебательным контуром с индуктивностью L и емкостью С. Для этого колебания в контуре будем интерпретировать следующим образом: в начальный момент конденсатор был заряжен зарядом q, а затем за время Т ~ (LC)1/2 Заряд переместился в катушку индуктивности, пройдя длину соединительных проводов l. Очевидно, что l ~ аТ2. В этом рассуждении считается, что в соединительных проводах нет своих носителей заряда, а катушка индуктивности и конденсатор — идеальные (все поле они сосредотачивают в себе и не излучают), т. е. электромагнитные волны могут испускаться только соединительными проводами. Тогда, поскольку ток в контуре I ~ q/T,
N ~ kq2a2/с3 ~ kq2l2/(T4c3) ~ kI2l2/(T2c3) ~ kl2l2/(LCc3).
Аналогично тепловой мощности N = I2R можно записать Rизл — эквивалентное сопротивление потерь энергии колебательным контуром на излучение электромагнитных волн длины λ:
Rизл ~ N/I2 ~ kl2/(LCc3) ~ kl2/(Т2с3) ~ kl2/(х2с) ~ (k/с)∙(1/λ)2 ~ 100∙(1/λ)2. Очевидно, что если для колебательного контура с омическим сопротивлением R выполняется неравенство Rизл << R, то потерей энергии на излучение электромагнитных волн можно пренебречь. Обычно так и бывает, т. к. 1 << λ.
Шелест В.И.
• ВОПРОС № 70: Почему, с точки зрения скрытого контроля звука, применение направленных микрофонов затруднено?
ОТВЕТ: Раньше направленный микрофон делался следующим образом: на обычный высокочувствительный микрофон надевалась труба (рупор), которая выполняла роль коллиматора. Эта труба направлялась на источник звука и отсекала звуки, приходящие с других направлений. Естественно, таким микрофоном трудно пользоваться скрытно.
Современные направленные микрофоны работают по принципу фазированных решеток — звук фиксируется большим количеством микрофонов, и Записывается с помощью АЦП в компьютер. Т. к. каждый из микрофонов находится от исследуемого источника на разных расстояниях, то возникают временные задержки в записываемых сигналах. Для каждого из записанных сигналов делается разложение в спектр по частоте. Для того, чтобы избавиться от посторонних звуков, в каждом из спектров оставляют только ту часть сигнала, которая фазово согласованна с исследуемым источником звука. Осталось только синтезировать сигнал. С помощью обычного компьютера и 24-разрядной АЦП можно в реальном времени осуществлять высоконаправленную запись звука с разрешением по амплитуде в 120 дБ. Трудности скрытой записи состоят в том, что направленные микрофоны ловят звук, приходящий из определенной точки: вам следует точно знать, где находится голова исследуемого субъекта — стоит ему сдвинуться, как звук пропадает.
Балдин Е.М., Потеряев B.C.
• ВОПРОС № 71: Почему опасно хвататься за ЛЭП, в то время как птицы там сидят?
ОТВЕТ: Опасно не напряжение само по себе — опасно падение напряжения на проводнике, в роли которого выступает схватившийся за провод объект изучения. Если объект одновременно касается провода под напряжением и Земли или двух проводов с разным напряжением, то ему станет плохо.