Zaman-uzayı dalga kılavuzu modlarının elektromanyetik momentum, reaktif enerji ve enerji iletim hızı

Abstract

Dalga kılavuzu problemi elektromanyetik teoride önemli yere sahip olan ve sıkça araştırılan bir konudur. Bu çalışmada zaman-uzayı dalga kılavuzu problemi için klasik zaman-harmonik çözüm yönteminin aksine Elektromanyetik Teoriye Evrimsel Yaklaşım (ETEY) yöntemi kullanılarak zamana bağımlı gerçek değerli fonksiyonlar cinsinden çözüm elde edilmiştir. Maxwell denklemleri için yeni bir ölçeklendirme prosedürü kullanılarak Maxwell denklemlerinin SI birim sistemi çerçevesinde simetrik formata getirilmesi sağlanmıştır. ETEY yönteminde dalga kılavuzu probleminde Klein-Gordon denklemi (KGD) çözüm için büyük önem taşımaktadır. KGD'nin çözümüyle dalga kılavuzlarında modal genlikler elde edilmiş ve uygulanmış olan ölçeklendirme prosedürü ile elektromanyetik dalgaların enerji özellikleri SI birim sistemi içerisinde incelenmiştir. Simetrik Maxwell denklemleri sayesinde dalga kılavuzu içerisinde elektromanyetik kütle ve elektromanyetik momentum gibi mekanik özellikler incelenerek zamana bağlı grafikler olarak ortaya koyulmuştur.

The waveguide problem is one of the well studied problems of the electromagnetic theory. In this study, instead of using classical time-harmonic electromagnetics, time-domain waveguide problem is solved in time-domain as real-valued functions of time with making usage of the Evolutionary Approach to Electromagnetics (EAE). With an novel scaling procedure Maxwell's equations are rearranged to the symmetrical form in the SI unit system. Klein-Gordon equation (KGE) plays an important role in the EAE for the waveguide problem. Solving KGE results in the modal amplitudes for the waveguide and the energetic properties of the electromagnetic fields are studied in the SI unit system with our new scaling procedure. With the symmetrized Maxwell's equations, mechanical properties of the electromagnetic waves in waveguides such as electromagnetic mass and electromagnetic momentum are studied and graphical results are exhibited.