التوصيف العام
يهدف هذا المقرّر إلى تمكين الطالب من فهم طبيعة الحقول الكهرطيسية والأمواج الكهرطيسيّة المتغيّرة مع الزمن، وظاهرة انتشار الموجة، لأهمية هذه المواضيع في الاتصالات الحديثة. يركّز المقرّر على المفاهيم الأساسية لنظريّة الكهرطيسيّة المتمثّلة بالحقول المتغيّرة مع الزمن والمحكومة بمعادلات ماكسويل، والمعنى الفيزيائي لهذه المعادلات، وكيف ترتبط الحقول ببعضها من جهة، وعلاقة الحقول بوسط الانتشار من جهة أخرى. ثمّ يتعرف الطالب على الشروط الحدية التي تخضع لها الحقول عند عبور الموجة من وسط لآخر. بعدها يتعرف الطالب على معادلة الانتشار واستخدامها لإيجاد الحلول الممكنة لمعادلات ماكسويل، وبشكل خاص يتعرف على خواص ومواصفات الموجة المستوية المتغيّرة جيبياً مع الزمن كحل لمعادلة الانتشار، ويتعرّف على خواص وسط الانتشار العازل (عديمة/ أو مع فقد) والناقل والوسط الناقل التام، واستقطاب الموجة، وكذلك يتعرّف على ظواهر الانتشار عند سطح فاصل بين وسطي انتشار مختلفين، وعلى نظرية Poynting واعتبارات الاستطاعة والطاقة، ومفهوم الطاقة المخزونة والاستطاعة المشعّة.
يهدف هذا المقرّر أيضاً إلى تمكين الطالب من فهم طبيعة خطوط النقل، ومن استيعاب الفروق المفتاحية بين نظرية الدارات ونظرية خطوط النقل. يتعرّف الطالب على آليّات انتشار الموجة عبر خطوط النقل، وعلى أنواع خطوط النقل وخواصّها، وأنماط الانتشار الممكنة على كلّ نوع، والتطبيقات العمليّة لكلّ نوع.
يشكّل هذا المقرّر أساساً هاماً للعديد من الاختصاصات العلميّة، وبشكل خاص نظم الاتصالات التي تعتمد الموجة الكهرطيسيّة كحامل لنقل المعلومات، وهندسة الأمواج المكروية.
المحصّلات التعليميّة المرجوّة:
- فهم طبيعة الحقول الكهرطيسية والأمواج الكهرطيسيّة المتغيّرة مع الزمن.
- تعرّف معادلات ماكسويل، والموجة المستوية كحل لهذه المعادلات، وفهم ظاهرة انتشار الموجة الكهرطيسية.
- تعرّف الخواص الكهربائية والمغناطيسية للأوساط المادية، وأثرها على العلاقات التكوينية في تلك الأوساط.
- تطبيق الشروط الحدّيّة على الحقول الكهرطيسيّة عند السطوح الفاصلة بين الأوساط المادّيّة.
- فهم نظريّة بوينتنغ Poynting وتطبيقها في حساب الاستطاعة المستقبَلة والمفقودة.
- استيعاب الفروق المفتاحية بين نظرية الدارات ونظرية خطوط النقل.
- تعرّف خط النقل كعنصر في دارة، وتسمية محدّداته، واستخدام مخطّط سميث في حساباته.
- تعرّف أنواع خطوط النقل ودلائل الموجة وخواصّها وتطبيقاتها العمليّة.
- استيعاب نظريّة نقل الاستطاعة الأعظمي وتعرّف مختلف أشكال الاستطاعة في دارة كهربائيّة تحتوي على خط نقل.