The solution at revision #20563 of , by Valter. This is not the current version.

Условие

12.1.13. Заряженный плоский конденсатор раскачивают, перемещая его параллельно пластинам. С увеличением частоты колебаний средняя интенсивность излучаемых конденсатором электромагнитных волн сначала увеличивается, потом уменьшается до нуля, затем опять увеличивается и т.д. Чем объясняется такое чередование интенсивности излучения? При каких частотах конденсатор не излучает энергию? Оцените частоту, при которой наблюдаются 1-й и -й максимумы излучения.

К задаче $12.1.13$
К задаче

Решение

Представим пластины конденсатора как две плоскости с поверхностными зарядами и . При движении со скоростью они создают поверхностные токи и .
Поскольку заряды противоположны, токи направлены в противоположные стороны, а значит, излучаемые ими электромагнитные волны имеют начальную разность фаз (находятся в противофазе).

Для далекого наблюдателя, находящегося на линии, перпендикулярной пластинам, волны от двух пластин проходят разные расстояния. Разность хода равна расстоянию между пластинами .
Эта разность хода создает дополнительную разность фаз .

Интенсивность излучения при наложении этих двух волн определяется интерференцией. Так как волны исходно в противофазе, полная разность фаз равна .
Интерференция будет деструктивной (интенсивность равна нулю), когда запаздывание на расстояние в точности компенсирует противофазность источников. Математически интенсивность пропорциональна . Конденсатор не излучает, когда этот множитель равен нулю:
где

Интерференция будет конструктивной (максимумы интенсивности), когда на расстоянии укладывается нечетное число полуволн, что усиливает противофазные источники:
где
Для 1-го максимума (): .

Примечание: Чередование объясняется интерференцией волн от двух пластин. То, что максимумы на графике становятся выше, связано с тем, что интенсивность излучения самого ускоренно движущегося заряда растет пропорционально квадрату частоты ().

Ответ

Не излучает при ;
максимумы при , где