ท่อนำคลื่นคืออะไร?

ท่อนำคลื่นเป็นวัตถุที่นำการไหลของคลื่นทุกประเภทบางประเภทพื้นฐานที่สุดรวมถึงสายไฟหรือท่อกลวงที่สามารถเป็นแนวทางในคลื่นเสียงบ่อยครั้งที่ท่อนำคลื่นจะใช้ในการถ่ายโอนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งโดยทั่วไปใช้หลอดกลวงที่ทำจากโลหะนำไฟฟ้าท่อนำคลื่นมักใช้ในการถ่ายโอนพลังงานหรือสัญญาณการสื่อสารคลื่นแต่ละประเภทต้องใช้แนวทางประเภทต่าง ๆ

ประเภทของคลื่นที่ถูกชี้นำกำหนดรูปทรงเรขาคณิตของท่อนำคลื่นในกรณีส่วนใหญ่ความกว้างของมัคคุเทศก์จะต้องอยู่ในลำดับของขนาดเดียวกับความยาวของคลื่นที่มันจะเป็นแนวทางซึ่งหมายความว่าใยแก้วนำแสงที่เป็นแนวทางในคลื่นแสงความถี่สูงจะไม่มีประสิทธิภาพในการชี้นำคลื่นเสียงความถี่ต่ำปัจจัยอื่น ๆ เช่นการสูญเสียสัญญาณหรือพลังงานเป็นที่ยอมรับได้ยังช่วยกำหนดท่อนำคลื่นที่ดีที่สุดสำหรับงานเฉพาะ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศโดยปกติจะแผ่ออกไปในทุกทิศทางจากจุดกำเนิดของพวกเขาสิ่งนี้ทำให้รังสีสูญเสียพลังงานตามสัดส่วนของระยะทางจากจุดกำเนิดนั้นท่อนำคลื่นช่วยให้รังสีแพร่กระจายในมิติเดียวภายใต้สถานการณ์ในอุดมคติป้องกันไม่ให้สูญเสียพลังงานขณะที่มันแพร่กระจาย

ท่อนำคลื่นทำงานโดยสะท้อนคลื่นออกจากผนังของไกด์ตามหลักการแล้วคลื่นจะแพร่กระจายในรูปแบบซิกแซกภายในท่อนำคลื่นซึ่งหมายความว่าท่อนำคลื่นมักจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อมีหน้าตัดแบบวงกลมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส

มีท่อนำคลื่นหลายชนิดตั้งแต่เส้นใยออพติคอลที่อนุญาตให้ส่งข้อมูลผ่านคลื่นแสงไปจนถึงความถี่เสียง) ช่องทางน้ำในมหาสมุทรที่ทำหน้าที่เป็นท่อนำคลื่นธรรมชาติสำหรับเพลงวาฬระบบเรดาร์ใช้ท่อนำคลื่นเพื่อส่งคลื่นวิทยุไปยังเสาอากาศเพื่อให้สามารถส่งได้ที่ความต้านทานที่เหมาะสมเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ยังใช้ท่อนำคลื่นเพื่อวัดคุณสมบัติอะคูสติกและแสงของวัตถุต่าง ๆ

ท่อนำคลื่นถูกใช้มานานหลายศตวรรษก่อนที่ใครจะเข้าใจว่าพวกเขาทำงานอย่างไรท่อนำคลื่นแรกที่ออกแบบมาสำหรับคลื่นเสียงถูกเสนอโดย J.JThomson นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษในปี 1893 และทดสอบโดยนักฟิสิกส์คนอื่น O.J.ลอดจ์ปีหน้างานยังคงดำเนินต่อไปตลอดช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 โดยนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาการใช้เส้นใยแสงเป็นท่อนำคลื่นสำหรับแสงที่มองเห็นได้ในปี ค.ศ. 1920