Paviršinės elektromagnetinės bangos ant plokščių elektrai laidžių terpių su dideliu laidumu, vertės banga. Jūros paviršiaus bangų sukeltas elektromagnetinis poveikis Rekomenduojamas disertacijų sąrašas

• Rusijos Federacijos Aukštosios atestacijos komisijos specialybė01.04.03
• Puslapių skaičius 155

I dalis. LĖTOS PAVIRŠIAUS MAGNETO-PLAZMOS BANGOS PUSLAIDINNIUOSE

I skyrius. Paviršinių elektromagnetinių bangų egzistavimo teoriniai pagrindai

1.1. Elektromagnetinio lauko struktūra šalia įmagnetinto puslaidininkio paviršiaus

1.2. Lėtos paviršinės bangos teorija

II skyrius. Eksperimentinis metodas

2.1. Reikalavimai eksperimentiniam metodui

2.2. Bendrieji technikos principai

2.3. Eksperimentinis nustatymas

2.4. Apie matavimo technologiją

2.5. Pavyzdžių parinktys

III skyrius. Keliaujančios bangos režimas

3.1. Eksperimento idėja

3.2. Bangos fronto formos tyrimas

3.3. Lėtos bangos trukdžiai

3.4. Pagrindinės bangos savybės

3.5. Bangos atspindys nuo bangolaidžio plokštumos krašto

3.6. Paviršinės bangos sužadinimo efektyvumas

3.7. Bangos paviršiaus jungtis

IV skyrius. PMV bangolaidžio sklidimas

4.1. Lemiamas eksperimentas

4.2. Bangolaidžio režimo formavimas

4.3. Bangos egzistavimo sritis

4.4. Lėtų paviršinių bangų slopinimas

4.5. Temperatūros įtaka bangų plitimui

V skyrius. Stovinčios bangos režimas

5.1. Bangų judėjimo modelis

5.2. Plokščias Fabry-Perot rezonatorius

5.3. Paviršinių bangų dispersija

5.4. Bangų lauko struktūra

5.5. Paviršinių bangų poliarizacija

5.6. Helicon sijos

VI skyrius. Prietaisai, pagrįsti lėtais PMV

II dalis. PAVIRŠIAUS ELEKTROMAGNETINĖS BANGOS ANT SŪRUS VANDENS

I skyrius. Analitinė apžvalga

1.1. Tyrimų istorija

1.2. Neigiamų tyrimo rezultatų analizė

1.3. L.I. koncepcijos kritika. Mandelintama

1.4. Šiuolaikinis Zenneck bangos vaizdas 1.5 Zenneck bangos savybės

II skyrius. Eksperimentinė bangų paieška

2.1. Eksperimentinis metodas

2.2. Zenneck-Sommerfeld bangos stebėjimas

2.3. Stovinti PEV ant lygaus vandens paviršiaus

2.4. Eksperimentai su keliaujančiomis bangomis

2.5. Paviršinės bangos radialinė divergencija

2.6. Vertikali lauko struktūra

2.7. Emiteras PEV Zenneka

III skyrius. Zenneka PEV programos

3.1. Laboratoriniai eksperimentai pagal vietą

3.2. Apie SEW sužadinimą vandenyno paviršiuje

3.3. Hanseno natūralus eksperimentas

3.4. Apie pilno masto eksperimento metodiką

3.5. Jūrų radijo ryšys

3.6. PEV radaras

II dalies išvados. Kodėl Zenneck banga nebuvo pastebėta natūraliomis sąlygomis?

PAGRINDINIAI REZULTATAI

Rekomenduojamas disertacijų sąrašas

• Elektromagnetinių bangų reiškiniai uždaroje ir nepusiausvyroje kietojo kūno elektronų plazmoje 1998 m., fizinių ir matematikos mokslų daktaras Popovas, Viačeslavas Valentinovičius

• Elektromagnetinių bangų poliarizacijos rezonansinės transformacijos padariniai konstrukcijose su dvimačia elektronine magnetoaktyvia plazma 2001 m., fizinių ir matematikos mokslų kandidatas Teperik, Tatjana Valerievna

• Elektromagnetinių bangų sklidimas ir emisija atviroje struktūroje su dvimate elektronų plazma ir periodine metaline gardele 1998 m., fizinių ir matematikos mokslų kandidatas Polishchuk, Olga Vitalievna

• Bangų procesai ir elektromagnetinės spinduliuotės valdymas kreipiančiose struktūrose su dažniu ir erdvine sklaida 2010 m., fizinių ir matematikos mokslų daktaras Sannikovas, Dmitrijus Germanovičius

• Akustinės ir sukimosi bangos magnetiniuose puslaidininkiuose, superlaidininkiuose ir sluoksniuotose struktūrose 2009 m., fizinių ir matematikos mokslų daktarė Polzikova, Natalija Ivanovna

Disertacijos įvadas (santraukos dalis) tema „Nauji paviršinių elektromagnetinių bangų tipai laidžiose terpėse“

1873 m. Jamesas Clerkas Maxwellas suformulavo lygtis, kurios vadinasi jo vardu, ir numatė elektromagnetinių bangų, sklindančių šviesos greičiu, egzistavimą. Heinricho Hertzo klasikiniai eksperimentai stebėjo elektromagnetines bangas laisvoje erdvėje. Šių eksperimentų rezultatai greitai pelnė pasaulinę šlovę ir pripažinimą. Paviršinių elektromagnetinių bangų, kylančių dviejų skirtingų dielektrinių savybių turinčių terpių sąsajoje, tyrimų istorija nebuvo tokia paprasta, tikrai dramatiška.

„Paviršinių elektromagnetinių bangų“ (SEW) sąvoką į mokslą įvedė Arnoldas Sommerfeldas, kai 1899 m. jis svarstė ašinės srovės ilgoje tiesioje laidoje problemą ir gavo Maksvelo lygčių, kurių amplitudė greitai mažėja didėjant atstumui, sprendimus. nuo laido paviršiaus. Šiuos sprendimus jis interpretavo kaip SEW, galbūt pagal analogiją su Rayleigh paviršiaus akustinėmis bangomis. Paviršines elektromagnetines bangas, matyt, pirmą kartą eksperimentiškai pastebėjo R. Woodas 1902 m., sklaidydamas elektronus plonoje metalinėje folijoje. Šis reiškinys tuo metu nebuvo suprantamas ir iki septintojo dešimtmečio buvo žinomas kaip „Wood anomalijos“. Sekdami A. Sommerfeldu, vokiečių teoretikai Kohnas ir Uleris nustatė, kad plokščia sąsaja tarp dielektriko ir gero laidininko turi orientacinį poveikį kūno bangos sklidimui ir kad SEW įmanoma plokščioje sąsajoje su mažais nuostoliais.

1901 m. įvyko istorinis įvykis: Guglielmo Marconi atliko radijo perdavimą per Atlanto vandenyną 30 kHz dažniu. Šis nuostabus atradimas paskatino spėlioti apie radijo bangų sklidimo mechanizmą. Tuo metu dar nebuvo įtarta apie Žemės jonosferos egzistavimą, todėl apie tolimojo radijo ryšio galimybę dėl radijo pluošto atspindžio iš jonosferos nebuvo kalbama. Vietoj to buvo pasiūlyta, kad jo eksperimentai sužadino naujo tipo radijo bangas - paviršiaus bangą (SW).

Galbūt dėl ​​šios priežasties Sommerfeldo absolventas Jacekas Zenneckas 1907 m. pradėjo aiškintis šią problemą. Jis atkreipė dėmesį į Kohno ir Ulerio tyrimų ryšį su radijo bangų sklidimo žemės paviršiumi klausimu. Plėtodamas savo rezultatus J. Zenneckas parodė, kad ne tik mažų, bet ir didelių nuostolių terpėje Maksvelo lygtys su atitinkamomis ribinėmis sąlygomis leidžia sprendinį, kurį galima pavadinti paviršine banga, nukreipta plokščia sąsaja tarp dviejų. žiniasklaida:

Hertz P vektorius) 6 t.y. yra dviejų plokščių bangų derinys, iš kurių viena yra lokalizuota ore, kita terpėje. Jei terpė turi baigtinį laidumą, tai a ir P yra kompleksiniai. PV, sklindančių išilgai sąsajos tarp terpių, kurių dielektrinės konstantos 8 ir e0, dispersijos santykis yra k k,

2 &0 O čia k ir co yra bangos vektorius ir bangos dažnis; bendrai -?

CO C c – šviesos greitis vakuume. Banga yra „pririšta“ prie paviršiaus, jos fazės greitis yra šiek tiek didesnis nei šviesos greitis dielektrike ir priklauso nuo pagrindinio paviršiaus savybių. Zenneckas tikėjo, kad tikro spinduliuotojo laukas, esantis dideliu atstumu nuo jo, atrodys kaip banga, kurią jis rado. Tačiau iš jo darbo išplaukia tik tiek, kad minėto tipo sprendiniai yra suderinami su elektrodinamikos lygtimis, PV egzistavimo galimybe, tačiau laukas niekaip nesusietas su antena, t.y. Pagrindinė radiacijos problemos esmė neatskleista.

Pirmąją griežtą elektromagnetinių bangų, skleidžiamų dipolio, esančio plokščioje dviejų vienalyčių terpių (žemės ir oro) sąsajoje, sklidimo teoriją pateikė A. Sommerfeldas klasikiniame 1909 m. Reikšmingas jo žingsnis į priekį buvo tai, kad jis nelaikė žemės idealiu laidininku, o atmosferos – absoliučiu izoliatoriumi ir kiekvienai pusei priskyrė tam tikrą baigtinę dielektrinę konstantą ir laidumą.

Sommerfeldas parodė, kad dipolio skleidžiamas elektromagnetinis laukas gali būti pavaizduotas kaip paviršiaus ir tūrio bangų suma. Jis manė, kad SW vyrauja dideliais atstumais, todėl jis nustatė ryšį tarp paviršiaus bangos ir spinduliuotės šaltinio. Kitaip tariant, jis manė, kad įrodyta, kad dideliais atstumais laukas nuo taškinio šaltinio yra Zenneck PV. PV Tsennek koncepcija, palaikoma Sommerfeldo autoriteto, ilgą laiką buvo beveik visuotinai priimta. Jis buvo pritaikytas interpretuojant daugybę anomalių reiškinių, pastebėtų radijo bangų sklidimo metu, pavyzdžiui, vadinamiesiems. „pakrantės refrakcija“, kai banga, keliaujanti virš jūros, atsispindi nuo kranto.

Tačiau nuo 1919 m. Weylio, Van der Polo, V. A. Focko ir kitų teoriniuose darbuose ši išvada buvo užginčyta ir pripažinta klaidinga. Pats A. Sommerfeldas, pripažindamas skaičiavimų netikslumus, paviršinės bangos sampratos nelaikė klaidinga. Ginčas tarp teoretikų galėjo būti išspręstas tik eksperimentuojant. Pirmą kartą tokį eksperimentą 1933 metais atliko Feldmanas, tyrinėjęs radijo bangų sklidimą šalia Žemės paviršiaus (žemės spindulio) ir neaptikęs SW. Tada Barrow 1937 m. bandė aptikti Zenneck paviršiaus bangą jaudinančiomis radijo bangomis virš Senneck ežero Niujorko valstijoje ir taip pat nepavyko. Mūsų šalyje, vadovaujant akademikams L.I.Mandelštamui ir N.D.Papaleksi, buvo atlikta daugybė didelio masto eksperimentų. Eilę metų, nuo 1934 iki 1941 m., buvo tiriamas įprastų radijo antenų spinduliavimo laukas, tiriamas radijo bangų sklidimas žemės paviršiumi (virš sausumos ir jūros), tačiau jokiomis aplinkybėmis nepastebėta paviršinės elektromagnetinės Zenneko bangos. . Nuo tada Rusijos radiofizikoje tvirtai įsitvirtino nuomonė, kad šios bangos sužadinti tikrais spinduliuotės elementais neįmanoma, o pati Zenneko paviršinės bangos samprata neatitinka fizinės tikrovės.

Susidarė paradoksali situacija: paviršinės elektromagnetinės bangos egzistavimas išplaukia iš Maksvelo lygčių, tačiau eksperimentiškai ji nėra stebima. Taigi kilo abejonių dėl elektrodinamikos lygčių pagrįstumo. Noras išspręsti paradoksą privertė autorių kelti užduotį atlikti savarankiškus tyrimus laboratorinėmis sąlygomis. Gautas rezultatas patvirtina Sommerfeldo ir Zenneck teisingumą ir pašalina prieštaravimą.

Dėl aprašytų įvykių susidomėjimas paviršiaus elektromagnetinėmis bangomis labai sumažėjo, o 40–50-aisiais jos praktiškai nebuvo tiriamos. Susidomėjimas SEW atgijo septintajame dešimtmetyje, tiriant spinduliuotės sąveiką su medžiaga, daugiausia su kietosiomis medžiagomis ir plazma. Sternas ir Ferrellas, matyt, pirmieji parodė, kad smailės, pastebėtos mažos energijos srityje neelastingai sklaidant greitus elektronus metalinėje folijoje (Wood anomalija), gali būti paaiškintos paviršiaus plazmonų sužadinimu metalo ir metalo sąsajoje. jį dengianti oksido plėvelė. Powello eksperimentai patvirtino teorijos prognozes. Paviršiaus plazmoną apibūdina viršutinė SEW dispersijos kreivės dalis, esanti šalia plazmos dažnio. (4 kreivė 2 pav.)

Pastaraisiais metais paviršinės elektromagnetinės bangos buvo teoriškai tiriamos ir eksperimentiškai stebimos įvairiose pasaulio laboratorijose. Kartu buvo padarytos dvi reikšmingos išvados. Pirmiausia buvo pateiktas aiškus paviršiaus bangos apibrėžimas: tai banga, kuri nyksta eksponentiškai tolstant nuo paviršiaus, kuriuo sklinda. Bangų lauko pasiskirstymas yra geriausias jo paviršiaus pobūdžio įrodymas. Antra, parodyta, kad paviršiaus banga gali būti laikoma būdinga tam tikro paviršiaus vibracijos rūšimi. PV sužadinimas yra nepriklausoma problema ir neturėtų būti painiojama su bangos egzistavimo sąlygomis. Kadangi SEW fazinis greitis šiek tiek skiriasi nuo šviesos greičio ore, jį galima sužadinti naudojant kūno bangą tik tada, kai įvykdoma sinchronizmo sąlyga - apytikslė fazių greičių lygybė, tiksliau, komponentų lygybė. bangų vektorius sklidimo kryptimi. Iš to išplaukia, kad ne kiekvienas emiteris gali sužadinti paviršinę bangą. Pagal šiuolaikines teorines sampratas galimi du atvejai (1 pav. iš darbo)

Fano ir Zenneck SEV egzistavimo regionai

Tsennek 8 p o

1) el. kompleksinis kiekis,0. Tada sąsajoje yra vadinamieji Fano bangos, kurių fazės greitis V< с (прямая 5 на рис2), наблюдающиеся в газоразрядной плазме (поверхностные плазмоны), в полупроводниках и металлах. В настоящее время они активно исследуются и применяются в спектроскопии поверхности .

2) z kompleksinis dydis, c" > -8o, c" > 0, . Plokščioje sąsajoje atsiranda Zenneko paviršinė banga, kurios fazės greitis V > c (2 pav. 6 tiesi linija). Ši banga nebuvo pastebėta iki mūsų darbo. Sąsaja (1 kreivė 1 pav.) tarp Fano ir Zenneck egzistavimo sričių nustatoma pagal lygtį s

0 e0 kur 8 = 8" + 18"

Pereinant iš plokščios sąsajos į išlenktą, kurios kreivio spindulys yra mažas, mažesnis už bangos ilgį, Zenneck banga virsta Sommerfeldo banga. Pastarasis aprašomas kita, sudėtingesne dispersijos lygtimi, apimančia cilindrines Besselio ir Hankelio funkcijas. Grupei mokslininkų pavyko sužadinti Zenneck-Sommerfeld SEW bangą mikrobangų diapazone laboratorinėmis sąlygomis, įrodyti jos paviršutiniškumą ir išmatuoti pagrindines charakteristikas.

Naujas SEW tyrimo etapas dujų ir kietojo kūno plazmose yra susijęs su išorinio magnetinio lauko įtakos laidžiajai terpei įvertinimu. Magnetiniame lauke laidžioji terpė tampa girotropine, atsiranda nauja charakteristika – nešėjų ciklotroninio sukimosi dažnis, dėl kurio keičiasi žinomų SEM savybės (2 pav.). Pavyzdžiui, paviršinis plazmonas (4 kreivė 2 pav.) yra transformuojamas į magnetoplazmoną, kurio fazės greitis yra šiek tiek mažesnis (keliais %). Tačiau buvo manoma, kad magnetinio lauko įtaka nebuvo labai reikšminga.

Autorius eksperimentiškai nustatė (kartu su V.I. Baibakovu), kad nuolatiniame magnetiniame lauke laidžiosios terpės paviršiaus elektrodinaminės savybės smarkiai pasikeičia. Tai veda prie iš esmės naujos paviršiaus elektromagnetinių bangų klasės atsiradimo (1 kreivė 2 pav.). Jie egzistuoja tik įmagnetintos plazmos paviršiuje, pasižymi unikaliomis savybėmis ir sklinda daug mažesniu fazių greičiu nei šviesos greitis vakuume, dėl ko mes jas vadinome lėtomis paviršiaus magnetoplazmos bangomis (SMW). Kartais literatūroje jie vadinami paviršiniais sraigtais arba Baibakovo-Datsko bangomis

Paviršiaus elektromagnetinių sužadinimų spektras 1-lėtas PMV; 2-šviesa dielektrikoje; 3-Langmuir bangos – tūriniai plazmonai; 4 paviršiniai plazmonai plazmoje (poliai dielektrikuose, magnonai magnetuose); 5-fano banga; 6-Zenneck banga;

Disertaciją sudaro dvi dalys: pirmoji dalis skirta lėtoms paviršinėms magnetoplazminėms bangoms puslaidininkiuose, antroji – paviršinėms elektromagnetinėms bangoms sūriame vandenyje. 1971 m. aptikome lėtus PMV kietosiose medžiagose. Jų metu

Po dešimties studijų metų buvo sukurta sužadinimo, atskyrimo nuo mišraus lauko, pagrindinių paviršinių elektromagnetinių bangų charakteristikų identifikavimo ir matavimo laboratorinėmis sąlygomis technika. Tai leido vėlesniais metais eksperimentiškai įrodyti paviršiaus elektromagnetinės Sommerfeld-Zenneck bangos egzistavimą.

Lėtas PMV 1p8b

Lėtųjų PMV puslaidininkinėse plazmose teorija buvo sukurta po jų eksperimentinio atradimo. Lėtos paviršiaus magnetoplazmos bangų egzistavimas ir savybės išplaukia iš Maksvelo lygčių, parašytų ribotai laidžiai terpei su atitinkamomis ribinėmis sąlygomis, sprendinių ir apibūdinamos ketvirtos eilės dispersijos lygtimi. Reiškinio teoriją sukūrė Charkovo teoretikų grupė, vadovaujama V.M.Jakovenko. Pagrindinės jo nuostatos yra šios.

Nuolatiniame magnetiniame lauke puslaidininkio elektromagnetinės savybės yra anizotropinės. Jei magnetinio lauko vektorius H nukreiptas išilgai Ob ašies, tai terpės dielektrinė konstanta apibūdinama girotropiniu tenzoriumi 0

XX xy 0 xy yy

0 0 kur įstrižainės sudedamosios dalys atitinka aukšto dažnio Holo srovę.

Puslaidininkyje, esančiame pastoviame magnetiniame lauke, yra dvi tūrinės elektromagnetinės bangos (paprastasis-anti-spiratas ir nepaprastasis-sraigtas, kurioms būdinga priešinga žiedinės poliarizacijos kryptis), kurių sklidimo charakteristikos skiriasi. Esant dažniams, daug mažesniems nei nešėjų V susidūrimo dažnis, taip pat plazmos Jp ir ciklotrono coc. (su « Shp, coc, V), esant V « coc sąlygai, nepaprastosios bangos šiek tiek susilpnėja, o puslaidininkis pasirodo esantis skaidri terpė jiems su dideliu efektyviuoju lūžio rodikliu. Tačiau nė viena iš šių bangų negali būti paviršinė, nes jos neatitinka puslaidininkio paviršiaus ribinių sąlygų, kurias sudaro bangos magnetinio lauko stiprumo vektoriaus komponentų tęstinumas sąsajoje. Šios sąlygos yra tenkinamos įprastų ir nepaprastų bangų, sudarančių paviršiaus magnetoplazmos bangas sąsajoje, superpozicijai

11 dviejų tipų: greitieji (y ~ c), kurie, nesant išorinio magnetinio lauko, virsta žinomomis paviršiaus elektromagnetinėmis bangomis (paviršiaus plazmonais) ir lėtomis (y ~ c) PMV, kurios neegzistuoja be magnetinio lauko.

Tegul puslaidininkis užima pusę erdvės<0 и граничит с вакуумом. Тогда, при условиях у « С0С; С22| » |8ху| » |£хх|:

8 XX £ 22 xy lėtųjų bangų dispersiją ir egzistavimo sritį lemia santykiai

2 2 SOZ in [£уу (1 + БШ 2 в) + 218ух БШ in

Po supaprastinimo (2) įgauna formą с = к2Нпс 2 ме

Ya0.ush@< О где 3 = а затухание:

A co (ku ~ k*)exhu co y L, 2 yy

5) kampas tarp magnetinio lauko H 0 ir dvimačio bangos vektoriaus k terpės atskyrimo plokštumoje, X2~ bangos vektoriaus komponentas terpėje, bendradažnis, c-šviesos greitis vakuume, pagrindinių krūvininkų n-koncentracija puslaidininkyje, e-elektronų krūvis .

Ryšys (2a) rodo, kad lėtieji PMV turi kvadratinės dispersijos dėsnį, (3) ryšys rodo, kad bangos sklidimas išilgai magnetinio lauko yra neįmanomas, t.y. bangos yra įstrižos ir egzistuoja tik dviejuose siauruose sektoriuose. Ryšys (4) reiškia, kad bangos yra ne abipusės (vienakryptės) krypties atžvilgiu

12 pastovus magnetinis laukas. Lėtos paviršiaus magnetoplazmos bangos gali egzistuoti šiose terpėse:

1) vienkomponenčiame puslaidininkyje su santykinai maža nešlio koncentracija, kai poslinkio srovė didesnė už laidumo srovę;

2) tankioje (pokrypio srovė maža) vienkomponentėje kietojo kūno plazmoje su anizotropine nešėjų mase; panašus dalykas pastebimas, pavyzdžiui, kelių slėnių puslaidininkiuose;

3) tankioje vienkomponenčioje plazmoje su įmagnetintais elektronais ir neįmagnetintomis skylutėmis.

Lėtųjų PMV egzistavimo srities diagrama konkrečiame puslaidininkyje, indžio antimonide, parodyta 3 pav. X

3 pav. Teorinė lėtųjų paviršinių bangų buvimo indžio antimonide sritis (puslaidininkio paviršiaus vaizdas iš viršaus). e1 = 45°-60°, e2 = 135°-150°. Garbanota rodyklė rodo magnetinio lauko kryptį

Eksperimentiškai atradome lėtus PMV ir ištyrėme juos indžio antimonide – puslaidininkyje, turinčiame didelį nešiklio mobilumą (iki l

77000 cm /V.sec esant T=ZOOK), daugiausia kambario temperatūroje, 10 MHz - 2 GHz dažnių diapazone ir iki 30 kOe magnetiniuose laukuose. Autoriaus sukurtas eksperimentinis metodas leido sužadinti ir priimti lėtas bangas bei tirti jų savybes įvairiais sklidimo režimais:

Stovinčios bangos (plokščias Fabry-Perot rezonatorius);

bangolaidis;

Keliaujanti plokštumos banga ant laisvo paviršiaus.

Laikui bėgant eksperimentas vyko tokia seka. Kiekvienas iš šių režimų leido nustatyti tas bangos charakteristikas, kurių negalima gauti kitais metodais, atkuriant

13 tikėjo ir papildė kitus. Eksperimentiniai įrodymai apie naujos paviršiaus elektromagnetinių bangų klasės egzistavimą susiveda į šiuos nustatytus faktus.

Egzistencijos regionas.

8 paveiksle parodyta vieno iš eksperimentų, kuriuose buvo stebimos bangos, sklindančios laisvu paviršiumi, diagrama. Puslaidininkio paviršiumi einančio RF signalo galios priklausomybė nuo magnetinio lauko orientacijos parodyta 20 pav. Matyti, kad įmagnetinto puslaidininkio paviršiuje yra pasirinktos dvi kryptys, kuriomis stebimas didžiausias signalo perdavimas. Šios kryptys sutampa su lėtųjų PMV teorinės egzistavimo srities sektoriais.

Bangos lėtumas.

Buvo užfiksuotas bangos, sklindančios palei paviršių tam tikra pasirinkta kryptimi, tam tikru kampu magnetinio lauko atžvilgiu, tipas (18 pav.). Palyginus jos ilgį X su tokio pat dažnio elektromagnetinės bangos ilgiu vakuume X0 matyti, kad 103 I t.y. X « X0 ir banga lėta.

Sklaida

Išmatavus bangos ilgio priklausomybę nuo dažnio ir magnetinio lauko stiprumo, nustatyta, kad jos sklaida yra kvadratinė ir sutampa su teorine, nulemta (2) ryšiu; dispersijos kreivė parodyta 43 pav. Sklaida priklauso nuo magnetinio lauko dydžio, t.y. banga yra magnetoplazma.

Abipusiškumo nebuvimas

Daugeliu eksperimentų buvo nustatyta, kad lėtosios bangos sklinda vienakrypčiu būdu, o tai ypač patvirtina 17, 20 pav. Vienakryptis sklidimas buvo pastebėtas ir jų bangolaidžio sklidimo būdu (31 pav.). Bangolaidžio režimai susidaro, kai puslaidininkio paviršius ribojamas lygiagrečių kraštų, normalių magnetiniam laukui. Tokiu atveju banga sklinda per lauką.

Paviršiaus jungtis

Bangų sklidimo kryptis vienareikšmiškai lemia ne tik išorinio magnetinio lauko orientacija, bet ir normalės orientacija į puslaidininkio paviršių. Šis „prisirišimo prie paviršiaus“ efektas aiškiai pasireiškia, kai banga sužadinama lygiagrečiai jos plokštumai įmagnetintos indžio antimonido plokštės plokštumose. Eksperimentiškai užfiksuota bangų sklidimo krypčių plokštės plokštumose diagrama parodyta 28 pav. Viršutinėse ir apatinėse plokštumose sužadintos bangos pagal normalių orientaciją į šias plokštumas eina priešingomis kryptimis viena link kitos.

Skersinė bangų lauko struktūra

Lauko pasiskirstymas parodytas 44 pav. Matoma, kad paviršinės bangos laukas mažėja abiejose puslaidininkio paviršiaus pusėse, tačiau jo maksimumas yra ne paviršiuje, o pasislenka gilyn į terpę. Toks amplitudės pasiskirstymas yra neįprastas paviršinėms bangoms ir nepastebimas kitoms tokio tipo bangoms (greitoms paviršiaus elektromagnetinėms bangoms, gravitacinėms-kapiliarinėms bangoms skysčio paviršiuje, paviršinėms akustinėms bangoms). Bangos lauko maksimumo poslinkis žemiau puslaidininkio paviršiaus atsiranda dėl elektromagnetinių bangų sklidimo girotropinėje terpėje ypatumų ir paaiškinamas dviejų dalinių bangų, esančių didžiojoje puslaidininkio dalyje (paprastosios ir nepaprastosios), trukdžiais. ) ir turi skirtingą lauko nykimo greitį giliai į puslaidininkį, o jo paviršiuje yra priešfazė.

Silpninimas

Vidiniam indžio antimonidui kambario temperatūroje ir 18 kOe magnetiniame lauke susilpnėjimas yra 2,7 dB arba 1,35 karto didesnis už bangos ilgio amplitudę. Tomis pačiomis sąlygomis bangos ilgis magnetinio lauko kryptimi yra ~7 mm (sklidimo kryptimi X-5 mm), todėl slopinimas ilgio vienetui yra maždaug 0,4 dB/mm arba du kartus didesnis už amplitudę atstumu nuo 10 mm. Lėtam PMV bangos ilgio slopinimas yra pastovus ir nepriklauso nuo dažnio.

Poliarizacija

Didžiausias signalo perdavimas išilgai mėginio paviršiaus (46 pav.) stebimas įrengus radiatorių, kuris sužadina TE bangą (lauko H komponentas yra normalus paviršiui), kas atitinka PMV teoriją. Griežtai tariant, banga yra elipsiškai poliarizuota.

Gautų rezultatų mokslinė ir praktinė reikšmė slypi tame, kad žinomų optinio dažnių diapazono paviršiaus elektromagnetinių virpesių spektras (plazmonai, polaritonai, magnonai) papildytas dviem naujomis šakomis: lėta paviršiaus magnetoplazmos banga ir greita Sommerfeldo- Zenneck banga, atrasta HF ir mikrobangų diapazone, kuri atveria naują HF kryptį paviršiaus elektrodinamikos tyrimams.

Lėtųjų PMV pagrindu sukurti nauji laidžių terpių (metalų, puslaidininkių, plazmos) paviršiaus tyrimo metodai, puslaidininkių parametrų nustatymo metodai, kietojo kūno plazmos diagnostika, taip pat naujų tipų magnetinio lauko jutikliai, radiotechnikos prietaisai. įvairiems tikslams gali būti sukurti aktyvūs kietojo kūno mikrobangų prietaisai ir magnetoplazminiai TWT. , valdomi plokštuminių optinių informacijos apdorojimo sistemų elementai.

Tyrimo reikšmė apima ne tik kietojo kūno fiziką. Žemės jonosferoje yra palankios sąlygos sklisti lėtoms magnetoplazminėms bangoms. Eksperimentiškai juos aptikus, PMV galima panaudoti tyrimams ir aktyviam poveikiui Žemės jonosferoje, taip pat papildomų radijo ryšio kanalų kūrimui.

Prioritetas

Bet koks naujas fizikinis reiškinys turi būti aptartas ir pripažintas mokslo bendruomenės, todėl tikslinga teikti informaciją apie jo prioritetą ir pripažinimą Rusijoje ir užsienyje.

Lėtųjų PMV egzistavimo galimybė teoriškai buvo pagrįsta S. I. Khankinos ir V. M. Yakovenko straipsnyje „Dėl paviršinių elektromagnetinių bangų sužadinimo puslaidininkiuose“, kurį žurnalo „Kietojo kūno fizika“ redaktoriai gavo liepos 19 d. 1966 metai. . Apie eksperimentinį lėtųjų bangų aptikimą V. I. Baibakovas ir V. N. Datsko pranešė prioritetiniame straipsnyje „Paviršiaus bangos ln8b“, kurį žurnalo „JETP Letters“ redaktoriai gavo 1972 m. sausio 17 d.

Po to, kai paskelbėme pagrindinius darbus, pasirodė straipsniai, kuriuose buvo kalbama apie naujojo reiškinio prioritetą ir reikšmę. Pavyzdžiui, Fly ir Queen darbe pažymima, kad „Baibakovas ir Datsko pateikė eksperimentinius rezultatus, rodančius, kad HnSb kambario temperatūros elektronų skylių plazmoje egzistuoja nauja žemo dažnio paviršinė banga“; A.B.Davydovas ir V.A.Zacharovas nurodo S.I.Khankinos ir V.M.Jakovenko prioritetą teoriniuose, V.I.Baibakovos ir V.N.Datsko – eksperimentiniuose naujo tipo paviršinių bangų tyrimuose. E. A. Kanerio ir V. M. Yakovenko straipsnyje žurnale „Fizikinių mokslų pažanga“ pažymima, kad paviršiaus sraigto banga,

Baibakovas ir Datsko neseniai eksperimentiškai atrado indžio antimonide.

Aptikto reiškinio patikimumo klausimas buvo plačiai aptariamas mokslinėje literatūroje; diskusijoje autentiškumas buvo įrodytas. Nepriklausomas eksperimentinis patvirtinimas buvo G. Ruybio ir R. Tolučio darbas.

Paviršinės elektromagnetinės bangos ant sūraus vandens

Bet koks tikras elektromagnetinio lauko šaltinis, esantis dviejų terpių sąsajoje, sužadina paviršiaus ir tūrio bangas; jas atskirti pasirodo sudėtinga eksperimentinė užduotis. Mūsų eksperimentuose SEW buvo stebimi laboratorinėmis sąlygomis įvairaus druskingumo (daugiausia 35%o) vandens paviršiuje 0,7-6,0 GHz dažnių diapazone. Buvo naudojami anksčiau sukurti stovinčių ir keliaujančių paviršinių bangų jaudinimo ir tyrimo metodai.

Stovinčios bangos režimu Sommerfeld-Zenneck banga (cilindrinė plokščio Zenneck PV modifikacija) pirmą kartą buvo pastebėta ant sūraus vandens kolonėlės, esančios tarp dviejų metalinių lakštų, vaizduojančių plokščią Fabry-Perot rezonatorių. Buvo išmatuota lauko sklaida ir skersinis pasiskirstymas, aiškiai nurodant jo paviršiaus pobūdį. Paviršinė elektromagnetinė banga taip pat buvo tiriama ant plokščio vandens paviršiaus dviejų plokščių lygiagrečių plokščių, panardintų į vandenį, rezonatoriuje jo matmenų rezonanso sąlygomis. Tuo pačiu metu PV buvo atskirtas nuo tūrinių laukų ir išmatuota jo amplitudės struktūra.

Keliaujančios bangos režimu, naudojant specialiai sukurtą emiterį, buvo galima nuplėšti nuo paviršiaus tūrinę spinduliuotę ir nukreipti ją aukštyn dideliu kampu į horizontą, taip išlaisvinant PV nuo tūrinio lauko priemaišų. Tokio šaltinio, esančio virš vandens paviršiaus, spinduliuotėje aptinkama paviršiumi sklindančios bangos buvimas, kurios amplitudė mažėja didėjant atstumui p iki emiterio, o tai atitinka sužadinamo PV divergenciją. ašies simetriškas šaltinis. Šioje bangoje lauko vertikalios struktūros matavimai parodė, kad didėjant atstumui nuo paviršiaus laukas mažėja eksponentiškai, o išmatuotos lokalizacijos aukščio priklausomybės nuo dažnio ir vandens druskingumo gerai sutapo su teoriniais skaičiavimais.

Vienintelio mums žinomo eksperimento (Hansen, JAV, 1974) dėl specialiomis antenomis sužadinto elektromagnetinio lauko sklidimo dekametro diapazone (5-30 MHz) per vandenyno paviršių išilgai kelio ilgio rezultatų analizė. buvo nuvažiuota 237 km. Skirtingai nuo Hanseno, kuris rado nepaaiškinamą elektromagnetinio lauko sklidimo anomaliją, padarėme išvadą, kad jo eksperimente buvo sužadintas tūrio ir paviršiaus bangų mišinys, o pats kelias atrinko mažiau slopinamas bangas. Mes parodėme, kad dažniais, žemesniais už tam tikrą nuo druskingumo priklausomą kritinį dažnį (15 MHz Hansen atveju), Zenneck PV susilpnėja daug mažiau nei žemės spindulys. Vadinasi, didesniu nei 15 MHz dažniu elektromagnetinis laukas sklinda žemės pluošto pavidalu, o žemesniu nei 15 MHz dažniu – Zenneck PV pavidalu, o tai paaiškina anomaliją. Santykiniai SW slopinimo duomenys, gauti iš Hanseno darbo, gerai sutampa su mūsų pačių laboratorinių matavimų rezultatais.

Zenneck bangos stebėjimas ir nustatymas laboratorijoje yra pirmasis šio reiškinio tyrimo žingsnis. Kitas žingsnis – tyrinėti jį natūraliomis sąlygomis. Apsvarstėme įvairius SW sklidimo vandenyno paviršiumi aspektus (Žemės kreivumą, bangų įtaką), atsižvelgdami į galimybę sukurti naujus ilgo nuotolio radijo ryšio kanalus ir Zenneck paviršinių bangų radarą.

Disertacijos medžiaga pateikiama tokia seka.

I dalis. Lėti PMV puslaidininkiuose

I skyriuje nagrinėjamas normalių elektromagnetinių bangų spektras įmagnetinto puslaidininkio paviršiuje ir pateikiama lėtos paviršiaus magnetoplazminės bangos teorija.

II skyriuje aprašoma eksperimentinė technika, eksperimentinė sąranka ir mėginių parametrai.

III skyriuje buvo tiriamos laisvu paviršiumi sklindančios bangos, nustatyta jų egzistavimo sritis, bangos forma, sklidimo neabipusiškumas ir ilgio priklausomybė nuo kampo tarp jos sklidimo krypties ir bangos orientacijos. buvo nustatytas magnetinis laukas, atskirta paviršinė banga ir požeminis sraigtasparnis.

IV skyrius skirtas paviršinėms bangoms ribotose struktūrose (banglaidžio sklidimo režimas). Nustatyta bangos egzistavimo magnetiniame lauke sritis, išmatuotas temperatūros slopinimas ir įtaka sklidimo charakteristikoms, parodytas ryškus bangos sklidimo neabipusiškumas ir vienakryptis magnetinio lauko atžvilgiu.

V skyriuje pateikiami Fabry-Perot paviršiaus rezonatoriaus stovinčios bangos režimu tyrimo rezultatai. Nagrinėjamas bangos judėjimo modelis, nustatoma jo struktūra, sklaida ir greitis. Aprašytas neįprastos tūrio bangos lauko koncentracijos, sraigtinių pluoštų susidarymo puslaidininkio tūryje poveikis, aptiktas tiriant lėtus PMF.

VI skyriuje siūloma 12 radijo inžinerinių prietaisų, kuriuos būtų galima sukurti lėtųjų paviršinių magnetoplazminių bangų pagrindu.

II dalis Paviršinės elektromagnetinės bangos ant sūraus vandens

I skyriuje pateikiama darbo su paviršinėmis elektromagnetinėmis bangomis be magnetinio lauko analizė: pateikiami iš esmės svarbūs A. Sommerfeldo teorijos punktai; kritiškai apžvelgiama L.I.Mandelyptammos teorinė koncepcija; pristatomas šiuolaikiškas paviršinių elektromagnetinių bangų vaizdas; Aprašytos pagrindinės Zenneck bangos savybės.

Panašios disertacijos specialybėje "Radiofizika", 04/01/03 kodas VAK

• Elektromagnetiniai sužadinimai anizotropinės juostos struktūros laiduose 1984 m., fizinių ir matematikos mokslų kandidatas Savinskis, Sergejus Stepanovičius

• Tvarkingų mikro- ir nanostruktūrų susidarymo kondensuotoje medžiagoje dėsningumai lazeriu sužadinant paviršiaus poliaritono režimus 1999 m., fizinių ir matematikos mokslų daktaras Solovjovas, Olegas Viktorovičius

Disertacijos išvada tema „Radiofizika“, Datsko, Vladimiras Nikolajevičius

PAGRINDINIAI REZULTATAI

1 Įrodyta, kad lėtos (-os) paviršiaus elektromagnetinės bangos egzistuoja magnetiniame lauke, esančiame sąsajoje tarp į plazmą panašios terpės ir dielektriko.

2 Paviršinių elektromagnetinių virpesių spektrą papildo žemo dažnio atšaka: lėtosios magnetoplazmos bangos buvo atrastos ir ištirtos indžio antimonide 200-400 K temperatūroje, HF ir mikrobangų diapazonuose bei magnetiniuose laukuose iki 30 kOe. Egzistencijos sritis yra nustatyta; dispersija; fazės greitis ir slopinimas, skersinė lauko struktūra; poliarizacija.

3 Nustatyta, kad įmagnetintame puslaidininkyje prie paviršiaus esantis tūrinis sraigtas virsta pseudopaviršine banga.

4 Sukurtas eksperimentinis metodas paviršiaus lėtai magnetoplazmai ir greitoms elektromagnetinėms bangoms laidžios terpės paviršiuje tirti.

5 Buvo aptiktas „elektromagnetinės punkcijos“ reiškinys: indžio antimonido plokštelėje, esančioje į magnetinį lauką, esantį normaliai jos plokštumai, mikrobangų elektromagnetinis laukas su netolygiu sužadinimu sklinda visame tūryje bangos pavidalu su anomaliai koncentruotu lauku. , skiriasi nuo žinomo sraigtasparnio.

Pasiūlyta 7 12 įrenginių, pagrįstų lėtomis paviršiaus magnetoplazmos bangomis, gauti du autorystės pažymėjimai.

Atkreipkite dėmesį, kad aukščiau pateikti moksliniai tekstai yra paskelbti tik informaciniais tikslais ir buvo gauti naudojant originalų disertacijos teksto atpažinimą (OCR). Todėl juose gali būti klaidų, susijusių su netobulais atpažinimo algoritmais. Mūsų pristatomuose disertacijų ir santraukų PDF failuose tokių klaidų nėra.

Įvadas

Ilgųjų ir trumpųjų bangų tyrimų istorija

Trumpųjų bangų sklidimas

Bendrosios radijo bangų savybės.

Paviršinių (žemės) radijo bangų sklidimas.

Erdvinių radijo bangų sklidimas.

Myriametrinių ir kilometrų bangų plitimas (itin ilgos ir ilgos)

Hektometrinių (vidutinių) bangų plitimas.

Dekametrinių (trumpųjų) bangų plitimas.

Trumpesnių nei 10 m bangų sklidimas (VHF ir mikrobangų bangos)

Išvada

Bibliografija

Įvadas

Kaip ir šviesos bangos, radijo bangos gali nukeliauti didelius atstumus Žemės atmosferoje praktiškai be nuostolių, todėl jos yra naudingos užkoduotos informacijos nešėjos.

Pasirodžius Maksvelo lygtims, paaiškėjo, kad jos numato mokslui nežinomo gamtos reiškinio egzistavimą – skersines elektromagnetines bangas, kurios yra tarpusavyje sujungtų elektrinių ir magnetinių laukų virpesiai, sklindantys erdvėje šviesos greičiu. Pats Jamesas Clarkas Maxwellas pirmasis mokslo bendruomenei atkreipė dėmesį į šią savo išvestos lygčių sistemos pasekmę. Šioje refrakcijoje elektromagnetinių bangų sklidimo vakuume greitis pasirodė esąs tokia svarbi ir esminė universali konstanta, kad ji buvo žymima atskira raide c, priešingai nei visi kiti greičiai, kurie paprastai žymimi raide. v.

XX amžiuje elektromagnetinės bangos pradėjo tvirtai skverbtis į žmonių gyvenimus. Dar prieš karą miesto gyventojų butuose atsirado radijo aparatai, vėliau televizoriai, kurie neįprastai paplito 60-aisiais. 90-aisiais į mūsų kasdienybę pradėjo skverbtis radijo telefonai, mikrobangų krosnelės, televizorių nuotolinio valdymo pultai, vaizdo grotuvai ir kt. Visi šie įrenginiai skleidžia arba priima elektromagnetines bangas.

Ilgųjų ir trumpųjų bangų tyrimų istorija

elektromagnetinių radijo bangų diapazono ilgis

Radijo bangoms priskiriamos elektromagnetinės bangos, kurių dažnis yra iki 3000 GHz = 3·1012 Hz. Kaip matyti iš žemiau esančio paveikslo, jie užima labai kuklią dalį tarp mums žinomų elektromagnetinės spinduliuotės rūšių.

Iki šiol žmonija išmoko naudoti elektromagnetines bangas iki ultravioletinių spindulių, kad perduotų informaciją.

Kaip žinia, radijo bangų kūrimas prasidėjo nuo G. Hertzo eksperimentų. Jis atliko eksperimentus su bangomis iki 67 cm ilgio ir įrodė, kad jos turi tokias pačias savybes kaip ir šviesa. A. S. Popovo ir G. Marconi praktiškai įdiegtose bevielės telegrafijos sistemose buvo naudojamos ilgesnės bangos. Tai buvo daroma intuityviai: norint padidinti diapazoną, reikėjo skleisti didelės galios elektromagnetinius virpesius. Didesnę galią buvo galima gauti tik iš didesnių antenų, o didelės antenos galėjo skleisti tik ilgus bangos ilgius.

Visų pirma, laivynui reikėjo belaidžio ryšio. Antenos dydį laive ribojo stiebų aukštis ir atstumas tarp jų. Todėl susisiekimui buvo naudojamos 150 - 200 m ilgio bangos.Pakrančių stotys turėjo aukštesnius ir daug labiau išsidėsčiusius stiebus, todėl naudojo bangas iki 1000 m.

Diapazonas padidėjo labai greitai ir ne tik matymo zonoje. Marconi pasiekė ypač įspūdingų rezultatų. Jo suformuota įmonė „Wireless Telegraph and Signal Company Limited“ turėjo pakankamai lėšų, dirbo daug žinomų to meto specialistų, o pats Marconi pasižymėjo nenumaldoma energija.

1896 metais jis demonstravo įrangą, kurios ryšio nuotolis yra 3 km. Po metų jie pasiekė 21 km ryšio atstumą. Dar po pusantrų metų – 70 km. 1901 metų pradžioje - 300 km. Ir 1901 m. gruodžio mėn G. Marconi užmezgė ryšį tarp Anglijos ir Šiaurės Amerikos maždaug 3700 km atstumu. Energiją, kurią Marconi išvystė skatindamas radijo ryšius, galima spręsti iš to, kad jis aštuoniasdešimt kartų kirto Atlanto vandenyną.

Siuntimo antena (pav. aukščiau), užtikrinanti tolimojo susisiekimo ryšį, užėmė daug šimtų metrų. Priėmimo antena buvo ilgas laidas, pritvirtintas prie baliono. Apskritai tolimojo ryšio linijose priėmimo gale buvo naudojamos įvairios antenos, pavyzdžiui, rombinė, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.

Šios antenos dydį galite įvertinti palyginę ją su pirmojo aukšto ūkinėje patalpoje esančių baldų dydžiu.

Po dvejų metų buvo užmegztas ryšys su Pietų Amerika (10 000 km) Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip bėgant metams keitėsi pasiektas ryšio diapazonas.

Tačiau kaip elektromagnetinės bangos perėjo į kitą Žemės pusę, buvo visiškai neaišku. Savo eksperimentų pradžioje tiek Popovas, tiek Marconi manė, kad radijo bangos, kaip ir šviesa, sklinda tiesia linija. Tačiau 1901 m. gruodžio 12 d. G. Marconi užmegztas ryšys tarp Naujojo Faundlendo (Kanada) ir pietvakarių Anglijos (atstumas 3700 km) privertė tyrėjus atsisakyti tiesinio radijo bangų sklidimo idėjos.

Šis faktas toli gražu nebuvo paaiškintas, o patirtis parodė, kad norint pasiekti didesnį diapazoną, reikia ilgesnio bangos ilgio. O XX amžiaus antrajame dešimtmetyje buvo pradėtos statyti šimtų kilovatų galios transatlantinių ryšių stotys ant bangų, kurių ilgis iki 15 000 - 20 000 m. Parodyta ilgo radijo bangų diapazono raidos kreivė. žemiau. Iki 1920 m. bangos ilgis pasiekė 30 000 m ir tolimesnis jos augimas sustojo. Viena vertus, tai buvo paaiškinta tuo, kad antenų sistemos tapo pernelyg sudėtingos. Kita vertus, žemas elektromagnetinės bangos dažnis (svyravimų dažnis, kurio bangos ilgis λ = 30000 m yra lygus f = c/λ = 3*108/3*104 = 104 Hz = 10 kHz) leido perduoti tik žemą. - dažnio pranešimai.

Ir radijo ryšio poreikis didėjo. Todėl jie buvo priversti įvaldyti aukšto dažnio diapazonus.

Tačiau sutrukdė viena aplinkybė. Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad trumposios bangos (trumpesnės nei 200 m) sklinda tiesia linija ir neapeina aplink Žemę, nebuvo tinkamos ryšiui dideliais atstumais. Todėl jie buvo laikomi netinkamais tolimojo susisiekimo ryšiui ir buvo atiduoti radijo mėgėjams. O radijo mėgėjai džiaugėsi šiuo diapazonu ir netrukus pranoko profesionalus. 1921-1923 metais Radijo mėgėjai Amerikoje ir Europoje blokavo Atlanto vandenyną šiomis bangomis su maža siųstuvo galia ir užmezgė ryšius tarp antipodinių žemynų.

Vos atsiradęs radijo mėgėjų judėjimas pasižymėjo esminiu atradimu: trumpųjų bangų radijo ryšiai, vykdomi kelių vatų galios siųstuvais, atsirado ir pastebimai išliko stabilūs nuotoliuose, neprieinamuose radijo stotims, veikiančioms m. ilgųjų bangų diapazoną, nors pastarojo galia siekė šimtus kilovatų. Šis mokslo istorijoje precedento neturintis faktas patraukė daugelio specialistų dėmesį į trumpąsias bangas, jų tyrinėjimas prasidėjo visur.

Dydis: px

Pradėkite rodyti iš puslapio:

Nuorašas

1 Syomkin Sergejus Viktorovičius, Smaginas Viktoras Pavlovičius JŪROS PAVIRŠINIŲ BANGŲ SUKELIAMI ELEKTROMAGNETINIAI POVEIKIS Straipsnio adresas: Straipsnis publikuotas autoriaus leidime ir atspindi autoriaus (-ių) požiūrį šiuo klausimu. Šaltinis Šiuolaikinio mokslo ir švietimo almanachas Tambovas: Pažyma, (59). C ISSN Žurnalo adresas: Šio žurnalo numerio turinys: Leidykla "Gramota" Informacija apie straipsnių publikavimo galimybę žurnale skelbiama leidyklos interneto svetainėje: Redaktoriai užduoda klausimus, susijusius su siunčiamos mokslinės medžiagos publikavimu į:

2 194 Leidykla "Gramota" Pav. 3. Kompetencijų pildymas Sukurti informacinę sistemą intelektinės sistemos objektų apskaitai. Pasirinkta PHP programavimo kalba, nes ši programavimo kalba leidžia kurti dinamiškus tinklalapius ir susieti juos su MySQL įdiegta duomenų baze. Šis metodas leidžia įdėti sistemą į internetą ir pasiekti ją iš bet kurios vietos be papildomos programinės įrangos. Sukurta intelektinės nuosavybės registravimo informacinė sistema padeda: - sumažinti laiką, skiriamą dalyvaujant kuriant ir įgyvendinant vieningą organizacijos patentų ir licencijavimo politiką; - perskirstyti organizacijos darbuotojų darbo krūvį; - intelektinės nuosavybės registravimo ir savalaikio ataskaitų registravimo apskaitos ir kontrolės efektyvumo didinimas. Intelektinės nuosavybės objektų fiksavimo informacinė sistema leidžia patogiai ir patikimai saugoti ir tvarkyti skyriaus duomenis, galimybę rengti dokumentus prašymui dėl oficialios kompiuterinės programos ar duomenų bazės registravimo padavimo. Tai žymiai pagerins intelektinės nuosavybės apsaugos ir apsaugos paslaugų kokybę bei padidins darbo su intelektinės nuosavybės objektais efektyvumą. Literatūra 1. Visos Rusijos mokslinės ir techninės informacijos centras [Elektroninis išteklius]. URL: (prieigos data:). 2. Intelektinė nuosavybė: prekės ženklas, išradimas, patentavimas, patentinis patikėtinis, patentų biuras, Rospatent [Elektroninis išteklius]. URL: (prieigos data:). 3. Sergeev A.P. Intelektinės nuosavybės teisės Rusijos Federacijoje: vadovėlis. M., p. 4. Federalinis pramoninės nuosavybės institutas [Elektroninis išteklius]. URL: (prieigos data:). UDC Fiziniai ir matematikos mokslai Sergejus Viktorovičius Semkinas, Viktoras Pavlovičius Smaginas Vladivostoko valstybinis ekonomikos ir paslaugų universitetas ELEKTROMAGNETINIS POVEIKIS, KELIAMAS JŪROS PAVIRŠINIO BANGŲ 1. Įvadas Jūros vanduo, kaip žinoma, yra laidus skystis dėl skirtingų ženklų jonų buvimo. tai. Jo elektros laidumas, priklausomai nuo temperatūros ir druskingumo, gali Syomkin S.V., Smagin V.P., 2012 m.

3 ISSN Šiuolaikinio mokslo ir švietimo almanachas, 4 (59) pokytis vandenyno paviršiuje per 3-6 Sym/m. Makroskopinius jūros vandens judėjimus geomagnetiniame lauke gali lydėti elektros srovės, kurios savo ruožtu sukuria papildomą magnetinį lauką. Šį indukuotą lauką įtakoja daugybė skirtingų veiksnių. Pirma, hidrodinaminio šaltinio tipas - jūros paviršiaus bangos, vidinės bangos, srovės ir potvyniai, ilgos bangos, tokios kaip cunamiai ir kt. Indukuotą elektromagnetinį lauką gali sukurti ir kiti makroskopinio vandens judėjimo tipai – akustinės bangos ir dirbtiniai šaltiniai – povandeniniai sprogimai ir laivų bangos. Antra, šį lauką gali paveikti jūros dugno uolienų elektrinis laidumas ir jūros dugno topografija. Taip pat galima pastebėti, kad problema, panaši į indukuoto lauko apskaičiavimą jūrinėje aplinkoje, iškyla ir seismologijoje – litosferos judėjimas Žemės magnetiniame lauke lemia indukuotų srovių atsiradimą. Viena iš indukuoto lauko erdvinės ir laiko struktūros tyrimo krypčių yra atvejis, kai jį sukuria dvimatė paviršinė banga. Paviršinės bangos sukeltas elektromagnetinis laukas gali būti apskaičiuojamas įvairiais aproksimais ir įvairiems jūros aplinkos modeliams. Darbe apskaičiuotas jūros paviršiaus bangų indukuotas laukas be galo gilaus vandenyno aproksimacijoje, o darbe teoriškai ištirti vėjo bangų indukuoti laukai sekliose zonose, atsižvelgiant į baigtinį kintamą gylį. Buvo svarstomas sudėtingesnis hidrodinaminis jūros bangų modelis – sūkurinės bangos su baigtine ketera. Tai reiškia, kad galima daug skirtingų problemos formulavimo variantų, atsižvelgiant į tai, į kokių veiksnių įtaką reikia atsižvelgti. Šiame darbe tiriame dugno uolienų elektrinių ir magnetinių savybių, būtent jų magnetinio laidumo ir elektrinio laidumo, įtaką indukuotam elektromagnetiniam laukui. Paprastai dugno uolienų savybių įtakos magnetiniam laukui tyrimas apsiriboja tik jų elektrinio laidumo įvertinimu, nes dugno uolienos, kaip taisyklė, neturi ryškių magnetinių savybių. Tačiau vandenyno pakrantės zonoje visiškai įmanoma, kad dugno uolos taip pat turi magnetinių savybių. Be to, pasirodo [Ten pat], kad potencialiam skysčių judėjimui srovių atsiradimas dugno uolienose yra įmanomas tik dėl indukcijos efektų – toks terminas Maksvelo lygtyse. O šio termino atmetimas (kvazistatinis aproksimacija) veda prie to, kad indukuotas laukas visiškai nepriklauso nuo dugno uolienų laidumo. Todėl apsvarstysime šią paviršinės bangos sukeliamo elektromagnetinio lauko nustatymo problemos formuluotę, kurioje dugnas turi ne tik elektrinį laidumą, bet ir magnetines savybes, taip pat atsižvelgsime į savaiminės indukcijos poveikį. 2. Pagrindinės lygtys ir ribinės sąlygos Jūros vandens judėjimo geomagnetiniame lauke sukelto elektromagnetinio lauko nustatymo uždaviniui išspręsti naudojama Maksvelo lygčių sistema: (1) Ryšys tarp vektorių porų ir (medžiagų lygtys) taip pat srovės tankio išraiška skirtingose ​​terpėse skiriasi. Darysime prielaidą, kad ore (I terpė) elektromagnetinį lauką charakterizuojančių vektorių ryšys yra toks pat kaip vakuume ir nėra elektros srovių bei erdvės krūvių: (2) Jūros vandenį (II terpė) laikysime homogeniškas tiek hidrodinaminėmis, tiek elektromagnetinėmis savybėmis. Medžiagų lygtys koordinačių sistemoje, kurios atžvilgiu skystis juda, yra aprašytos. Darant prielaidą, kad vandens judėjimo greitis mažas, o indukuotas magnetinis laukas žymiai mažesnis už geomagnetinį lauką, gauname: , (3) (4) kur ir yra jūros vandens elektrinis pralaidumas ir laidumas. Panagrinėkime tūrinių elektros krūvių vandens viduje klausimą. Iš (1) lygčių, santykio (3), Omo dėsnio (4) ir elektros krūvio išsaugojimo sąlygų gauname: (5) Stacionaraus proceso atveju, kai ir sprendimas (5) turi tokią formą: kur yra būdingas stacionarios būsenos nustatymo laikas. Tuo,. Tai reiškia, kad gali būti bet kokie nustatyti hidrodinaminiai ir hidroakustiniai procesai

4 196 Leidykla „Gramota“ elektrodinamine prasme laikoma pastovia. Kadangi cikliniai dažniai net neviršija ultragarso bangų, galime labai tiksliai daryti prielaidą, kad dėl galimo jūros vandens judėjimo () jūros vandenyje nėra erdvės krūvių. Darysime prielaidą, kad dugno uolienos (III terpė) yra pusiau begalinė vienalytė terpė, kurios laidumas, dielektrinis ir magnetinis laidumas ir atitinkamai. Medžiagos lygtys ir Omo dėsnis šioje terpėje yra tokie: (6) III terpėje esančių elektros krūvių tūrinis tankis atitinka lygtį, panašią į (5), tačiau dešinėje pusėje yra nulis. Todėl stacionariu periodiniu režimu. Būdingas laikas pusiausvyrai nustatyti yra tokios pat eilės kaip. Kaip parodyta , ribinės sąlygos I-II ir II-III ribose yra tokios pačios formos esant mažiems vandens judėjimo greičiams kaip ir stacionarioms terpėms. Tai yra, ties riba I-II:, (7) Ties II-III riba:, (8) Paviršiaus krūvių tankiai iš anksto nežinomi ir randami sprendžiant uždavinį. 3. Dvimatė paviršinė banga Panagrinėkime dvimatę paviršinę bangą, sklindančią ašies kryptimi (ašis nukreipta vertikaliai aukštyn, o plokštuma sutampa su netrikdomu vandens paviršiumi). Skysčių dalelių greičiai bus tokie:, (9) - jūros gylis., ir yra susiję su dispersijos ryšiu (10) Įveskime kampus, kurie lemia geomagnetinio lauko vektoriaus orientaciją (pradinėje koordinačių sistemoje). ) taip: Tai yra kampas tarp vertikalės ir vektoriaus , priklausomai nuo vietos platumos, ir yra kampas tarp bangos sklidimo krypties ir vektoriaus projekcijos į horizontalią plokštumą. Ieškosime sistemos (1) sprendimo formoje Pakeitę šias išraiškas į (1), gausime: (11) (12) (13) (14) (15) ( () (16) ( (17) ( () (18) Lygtys (11)-(18) gali būti suskirstytos į dvi grupes: (11), (13), (16) ir (18) lygtis komponentams ir lygtis (12), (14) , (15) ir (17 ) komponentams ir. Antrosios grupės lygtis išsprendžiame taip. ir išreiškiame jas per: o lygtys turi formą Čia,. Bendrojo sprendinio (20) radimas ir panaudojimas (19) ), I aplinkoje gauname: (19) (20)

5 ISSN Šiuolaikinio mokslo ir švietimo almanachas, 4 (59) II aplinkoje:, (21) (22) III aplinkoje:, (23) Koeficientams nustatyti naudojame ribines sąlygas (7) ir (8) Išskyrus ir, sistemą redukuojame į dvi lygtis ir kurias rašome matricine forma: () () () Išspręsdami šią sistemą randame koeficientus ir per kuriuos išreiškiami elektromagnetinio lauko komponentai, ir. Panašiu būdu mes išsprendžiame (11), (13), (16) ir (18) lygčių sistemą komponentams, o lygtys turi formą Komponentas išreiškiamas iš (19). Išspręsdami (25) ir naudodami (23) bei (19) randame komponentus I terpėje: II terpėje: (24) (25) (26) (27) III terpėje: Naudojant ribines sąlygas (7) ir (8) ), gauname: (28) Taigi ir. Taigi visose trijose terpėse ir ( (29) ( (30) Komponentas turi netolydumus tarp terpių ribų. Tai reiškia, kad ribose yra paviršiaus krūviai, kurių tankiai nustatomi pagal sąlygas (7) ir ( 8): (riba I -II) (31) (riba II-III) (32) Iš gauto sprendinio matyti, kad srovės tankio komponentai ir visose trijose terpėse yra lygūs nuliui, o tai atitinka išsaugojimo sąlygą. elektros krūvio komponentas nėra lygus nuliui ir

6 198 Leidykla „Gramota“ pagal dydį yra. Periodiškai besikeičiančių paviršiaus krūvių egzistavimas iš pirmo žvilgsnio prieštarauja sąlygai: kadangi terpė nėra superlaidi, nėra paviršiaus srovių, o paviršiaus krūvio pokytis gali būti siejamas tik su tūrinės srovės komponento, kuris yra normalus ribai, buvimas. . Šios dedamosios reikšmę rasime iš krūvio išsaugojimo sąlygos, taigi santykis bus toks, koks jūros vandeniui ir tipiniams vėjo bangų dažniams yra apytikslis. Tai yra, išmesdami neviršijame tikslumo, su kuriuo atsižvelgiama į medžiagų lygtis (2), (4) ir (6) bei ribines sąlygas (7) ir (8). 4. Skaičiavimo rezultatai ir išvados Taigi dvimatės paviršinės bangos, turinčios savavališką kryptį magnetinio dienovidinio atžvilgiu, apskaičiavome magnetinio ir elektrinio laukų komponentus visose terpėse, taip pat paviršiaus elektrinius krūvius apačioje ir laisvuosius. paviršius. Dugno uolienų elektrinių ir magnetinių savybių įtaka bangų sukeltam magnetiniam laukui pasireiškia taip. Ryžiai. 1 pav. 1 paveiksle pavaizduotos tos pačios amplitudės bangų komponentų amplitudės, lygios virš paviršiaus ir (vienetais) nuo bangos periodo. 2 kreivė atitinka nemagnetinio ir nelaidžio dugno atvejį (,), kreivė 1 – nemagnetinio dugno atvejį (,), kreivė 4 – magnetinio nelaidžio dugno atvejį (, ), o kreivė 3 – magnetinio laidžio dugno atveju (,). Visos kreivės skaičiuojamos šiam atvejui. Pasirodo, kad esant bet kokiai bangos periodo vertei, indukuotas laukas monotoniškai didėja didėjant dugno magnetiniam pralaidumui ir mažėja didėjant jo laidumui. Magnetinio lauko priklausomybė nuo bangos periodo gali būti monotoniškai didėjanti arba turėti didžiausią, priklausomai nuo bangos orientacijos geomagnetinio lauko atžvilgiu. Ryžiai. 2

7 ISSN Šiuolaikinio mokslo ir švietimo almanachas, 4 (59) Pav. 2 paveiksle parodytos indukuoto magnetinio lauko priklausomybės nuo jūros gylio (kilometrais) bangoms, kurių periodas yra ,. 1, 2, 3 ir 4 kreivės atitinka reikšmes, lygias 1, 2, 10 ir 100. Iš gautų rezultatų galima padaryti tokias bendras išvadas: 1. Tūriniai elektros krūviai nekyla nei jūros vandenyje, nei vandenyje. laidžios dugno uolienos galimo jūros vandens judėjimo atveju. 2. Paviršinius elektros krūvius (30), (31) lemia tik geomagnetinio lauko dedamoji, bangos amplitudė ir dažnis bei vandenyno gylis ir nepriklauso nuo dugno uolienų magnetinio pralaidumo ir elektrinio laidumo. ir jūros vandens. 3. Indukuoto magnetinio lauko komponentas išilgai keteros visose terpėse yra lygus nuliui. 4. Indukuoto elektrinio lauko išilgai keteros komponentas kvazistatinėje aproksimacijoje yra lygus nuliui, o komponentai ir, kaip ir paviršiaus elektros krūviai, nepriklauso nuo vandens ir dugno uolienų elektrinių ir magnetinių savybių. 5. Esant visoms vandenyno gylio ir bangų periodo vertėms, sukelto magnetinio lauko dydis monotoniškai didėja iki galutinės ribinės vertės, didėjant dugno uolienų magnetiniam pralaidumui, ir monotoniškai mažėja, kai didėja jų laidumas. Literatūra 1. Gorskaya E. M., Skrynnikov R. T., Sokolov G. V. Magnetinio lauko kitimai, kuriuos sukelia jūros bangų judėjimas sekliame vandenyje // Geomagnetizmas ir aeronomija S. Guglielmi A. V. Ultra-low-frequency electromagnetic waves in the Earth’s crust, T S // UFNphere Sommerfeldas A. Elektrodinamika. M., Savčenko V.N., Smagin V.P., Fonarevas G.A. Jūrų elektrodinamikos problemos. Vladivostokas: VGUES, p. 5. Semkin S.V., Smagin V.P., Savchenko V.N. Magnetinis laukas infragarso bangos vandenyno bangolaidžio // Geomagnetizmas ir aeronomija T S Semkin S.V., Smagin V.P., Savchenko V.N. Magnetinio lauko trikdžių generavimas povandeninio lauko metu /. Atmosferos ir vandenyno fizika T S Smagin V. P., Semkin S. V., Savchenko V. N. Laivo bangų sukelti elektromagnetiniai laukai // Geomagnetizmas ir aeronomija T S Sretensky L. N. Skysčių bangų judėjimo teorija. M.: Mokslas, p. 9. Fonarevas G. A., Semenovas V. Yu. Jūros paviršiaus bangų elektromagnetinis laukas // Geomagnetinio lauko jūrų ir vandenynų vandenyse tyrimas. M.: IZMIRAN, S Fraser D. C. Vandenyno bangų magnetiniai laukai // Geophys. Žurnalas Royal Astron. Soc Vol P Larsen J. C. Elektriniai ir magnetiniai laukai, kuriuos sukelia giliavandeniai potvyniai // Geophys. Žurnalas Royal Astron. Soc Vol. 16. P Pukhtyar L. D., Kukushkin A. S. Jūros judėjimo sukeltų elektromagnetinių laukų tyrimas // Fizinė okeanografija Vol P Sanford T. B. Judėjimo sukelti elektriniai ir magnetiniai laukai jūroje // J. Geophys. Res Vol P Warburton F., Caminiti R. Sukeltas jūros bangų magnetinis laukas // J. Geophys. Res Vol P Weaver J. T. Magnetiniai kitimai, susiję su vandenyno bangomis ir bangavimu // J. Geophys. Res Vol P UDC 34 Teisės mokslai Viktorija Vitalievna Sidorenko, Aigul Sharifovna Galimova Baškirijos valstybinis universitetas DARBO LAIKO NAUDOJIMO EFEKTYVUMO PROBLEMA Darbo laikas yra svarbi darbo organizavimo įmonėje kategorija. Tai laikas, per kurį darbuotojas pagal vidaus darbo taisykles ir darbo sutarties sąlygas privalo atlikti darbo pareigas, taip pat kiti laikotarpiai, kurie pagal įstatymus ir kitus teisės aktus yra susiję su darbu. laikas. Darbo laikas yra natūralus darbo matas, egzistuojantis kartu kaip daugialypė kategorija, nes Bendra žmogaus sveikata ir gyvybinė veikla priklauso nuo darbo valandų trukmės. Darbo laiko trukmė ir intensyvumas tiesiogiai įtakoja poilsio laiką, kurio žmogui reikia, kad atsigautų, išeikvotų energiją, vykdytų šeimynines švietimo pareigas ir pan. Todėl griežčiausias darbo laiko teisės aktų laikymasis yra kartu ir svarbiausios konstitucinės žmogaus teisės – teisės į poilsį – užtikrinimas. Darbo laiko reglamentavimas sprendžia tokias svarbias problemas kaip: galimo piliečių dalyvavimo viešajame darbe įtvirtinimas, darbo apsaugos užtikrinimas, teisės į poilsį užtikrinimas. Sidorenko V.V., Galimova A.Sh., 2012 m

Perdavimo linijų teorija Elektromagnetinės energijos sklidimas išilgai kreipiančiųjų sistemų Kreipiklių sistema – tai linija, galinti perduoti elektromagnetinę energiją tam tikra kryptimi. Taigi kanalavimas

4. ELEKTROMAGNETINĖS BANGOS 4.. Elektromagnetinės bangos bangų lygtis Iš Maksvelo lygčių seka, kad elektromagnetinis laukas gali egzistuoti be elektros krūvių ir srovių. At

Švietimo kokybės užtikrinimo centras Institutas Grupės pavadinimas MODULIS: FIZIKA (ELEKTROMAGNETIZMAS + VIRPĖJIMAI IR BANGOS (5 IR 6 MODULIS)) 1 Teisingi teiginiai 1) nuolatinių magnetų magnetines savybes lemia

UDC 535.361 V. S. Gorelik, V. V. Shchavlev ELEKTROMAGNETINIŲ BANGŲ ATSPINDĖJIMAS IŠ DVIEJŲ MEDŽIAGŲ SĄSAJOS SU TEIGIAMU IR NEIGIAMU LŪGIO RODIKLIAIS Gauti nauji koeficientų ryšiai

Elektromagnetinės bangos. 1. Elektromagnetinės bangos diferencialinė lygtis.Pagrindinės elektromagnetinių bangų savybės. 3. Elektromagnetinių bangų energija. Umov-Poining vektorius. 4. Dipolio spinduliuotė. 1.

I..3 Pagrindinės elektromagnetinių bangų savybės. 1. Vektorių E r ir H r skersiškumas ir ortogonalumas Maksvelo lygčių sistema leidžia teisingai apibūdinti elektromagnetinių elementų atsiradimą ir sklidimą.

UDC 539. 25 TIKSLUS NEHOMOGENINIŲ BANGŲ SĄVEIKOS SU LOKIA RIBA PROBLEMOS SPRENDIMAS Kh.B. Tolipovas Išsklaidytos bangos lauko charakteristikų analizė yra klasikinė geofizikos, ultragarso problema.

BANDYMO KLAUSIMŲ PAVYZDŽIAI (dalys) Maksvelo lygtys 1. Visa Maksvelo lygčių sistema elektromagnetiniam laukui turi tokią formą: Nurodykite, kurių lygčių pasekmes yra šie teiginiai: gamtoje

TAIKOMOJI MECHANIKA IR TECHNINĖ FIZIKA. 2006. V. 47, N- 3 43 UDC 551.466.3 APIE STACIONARIŲJŲ BANGŲ TEORIJĄ HORIZONTALIAME SRAUTE SU TIŠINIU GREIČIO PROFILIU A. A. Zaicevas, A. I. Rudenko Atlanto vandenynas

5 Valdomosios bangos Valdomoji banga – tai banga, sklindanti nurodyta kryptimi Krypties prioritetą užtikrina kreipiančiosios sistemos 5 Pagrindinės valdomos bangos savybės ir parametrai

Kinetinis krūvių induktyvumas ir jo vaidmuo klasikinėje elektrodinamikoje Mende F. F. Medžiagų terpės dielektrinis ir magnetinis pralaidumas yra pagrindiniai parametrai, kurie yra įtraukti

1992 m. gruodžio mėn. 162 tomas, 12 FIZIKŲ MOKSLŲ PAžanga METODOLOGINĖS PASTABOS ELEKTROMAGNETINIO LAUKO REAKTYVIŲJŲ KOMPONENTŲ TRUKDŽIAI A.A. Kolokolovas, (Maskvos fizikos ir technologijos institutas, Maskvos staklės

LABORATORINIS DARBAS Nr. 2.11 ELEKTROMAGNETINIŲ BANGŲ SKLIJIMO GREIČIO NUSTATYMAS DVILAIDĖJE LINIJA Darbo tikslas Šio darbo tikslas – ištirti elektromagnetinių bangų sklidimo procesą

Neprivalomas nuoseklių aproksimacijų metodas kvazistacionariems elektromagnetiniams laukams apskaičiuoti (šio klausimo vadovėliuose nėra) Jei elektromagnetiniai laukai laikui bėgant kinta lėtai, tada lygtys

Safronovas V.P. 2012 ELEKTROMAGNETINIS LAUKAS. MAKSVELIO LYGTYBĖS - 1 - 17 skyrius ELEKTROMAGNETINIS LAUKAS Keturių Maksvelo lygčių sistema visiškai apibūdina elektromagnetinius procesus. 17.1. PIRMOJI PORA

4 ELEKTROMAGNETINIAI VIRPIMAI IR BANGOS Virpesių grandinė yra elektros grandinė, sudaryta iš kondensatorių ir ritių, kurioje galimas svyruojantis kondensatorių įkrovimo procesas.

Tiesiojo laidininko, nešančio srovę, magnetinis laukas Pagrindinė teorinė informacija Magnetinis laukas. Magnetinio lauko charakteristikos Kaip ir erdvėje, supančioje stacionarius elektros krūvius,

1 PASKAITA 21 Elektrostatika. Lėtai keičiasi laukai. Puasono lygtis. Taškinio krūvio Puasono lygties sprendimas. Mokesčių sistemos lauko potencialas. Krūvių sistemos elektrinio lauko stipris.

1 Elektromagnetinių bangų slėgis ir impulsas Elektromagnetinės bangos slėgis idealaus laidininko paviršiuje 1. Elektromagnetinės bangos, atsispindėjusios arba sugertos kūnuose, spaudžia juos. Tai

21 PASKAITA Elektrostatika. Lėtai keičiasi laukai. Lėtai besikeičiančių laukų sąlygos. Puasono lygtis. Taškinio krūvio Puasono lygties sprendimas. Mokesčių sistemos lauko potencialas. Įtampa

W09 ELEKTROMAGNETINĖS BANGOS. POLARITONAI. Pereikime prie elektromagnetinių bangų ypatybių įvairiose laikmenose. Naudosime gerai žinomas Maksvelo lygtis forma 1 B div D 0 rot E t (1)

17 pamoka Tema: Bangos judėjimas Elektromagnetinė banga Tikslas: slenkančios harmoninės bangos lygtis Poslinkis, fazė, bangos vektorius Bangos energija Poynting-Umov vektorius Stovinčios bangos Trumpa teorija Banga

1 1 Kvazistacionaraus lauko sąlyga Kvazistacionarus kintamasis elektromagnetinis laukas yra apytikslis būdas apibūdinti elektromagnetinį lauką, kuriame poslinkio srovė gali būti nepaisoma lygčių sistemoje

Chmelnik S.I. Naujas Maksvelo lygčių sprendimas sferinei bangai Turinys. Įvadas. Maksvelo lygčių sprendimas 3. Energijos srautai 4. Apie išilginę bangą 5. Išvada Priedas Literatūros lentelės

Semestro paskaita Bangos bangos. Plokštumos monochromatinės bangos lygtis. Bangos lygtis. Klausimai. Banga. Bangos priekis. Bangos paviršius. Skersinės ir išilginės bangos (pavyzdžiai. Plokštumos bangų lygtis.

16 TEMA MAKSVELIO LYGTYBĖS 161 Poslinkio srovė 162 Maksvelo vieninga elektrinių ir magnetinių reiškinių teorija Maksvelo lygčių sistema 164 Klasikinės elektrodinamikos teorijos paaiškinimai 165 Sklidimo greitis

Tema: Kintamosios srovės dėsniai Elektros srovė – tvarkingas įkrautų dalelių arba makroskopinių kūnų judėjimas Kintamoji – srovė, kuri laikui bėgant keičia savo vertę

1 7. Maksvelo lygtys ir elektromagnetinės bangos 7.1. Maksvelo lygtys Kol kas tyrėme Maksvelo lygtis mažais fragmentais. Dabar atėjo laikas pridėti paskutinę dalį ir sujungti jas visas.

Elektrostatika 1 BANDYMO PAVYZDŽIAI KLAUSIMAI (2 dalis) 1. Lauką sukuria begalinis tolygiai įkrautas sriegis, kurio tiesinis krūvio tankis +τ. Nurodykite potencialo gradiento kryptį taške A. 2. Kiekvienas iš

Egzaminas Fazių atitikimo sąlyga (tęsinys) Šią kliūtį galima apeiti dėl dvigubo lūžio (du skirtingi kristalo lūžio rodikliai) Faktas yra tas, kad du

Santrumpos: Apibrėžimas F-ka F-la - Pr - apibrėžimo formulavimo formulės pavyzdys 1. Elektrinis laukas 1) Pagrindinės krūvio savybės (sąrašas) 2) Kulono dėsnis (F-la, pav.) 3) Elektrinio intensyvumo vektorius

LYCEUM 1580 (MTU PARDUOTA N. E. BAUMAN) FIZIKOS PAGRINDŲ SKYRIUS, 11 KLASĖ, 2018-2019 M. 3 SEMESTRIS Variantas 0 Užduotis 1. Smulkus ravėjimas 1 - 0 cm atsparumas R = 0 cm. .01

L17 Maksvelo elektromagnetinio lauko teorija remiasi šiais principais: 1. Bet koks magnetinio lauko pokytis supančioje erdvėje sukuria sūkurį E. Bet koks elektrinio lauko pokytis (srovė)

3 seminaras Elektromagnetinės bangos Pagrindinė seminaro medžiaga pateikiama paskaitų konspektuose apie optiką Čia tik papildomi taškai 1 Vakuume sklinda elektromagnetinė banga, elektrinis komponentas

Lorenzo ir Voronežo grupės klaida ANALIZĖ. Beliajevas Viktoras Grigorjevičius, miestas. Fastovas. [apsaugotas el. paštas] Anotacija. Bet kokių koordinačių transformacijų taikymas Maksvelo lygtims siekiant įrodyti

3 tema. Elektromagnetinės bangos medžiagoje. P.1. Elektromagnetinės bangos medžiagoje P.2. Sklaida. P.3. Elektromagnetinės bangos laidžioje medžiagoje P.4. Elektromagnetinių bangų sklaida ir slopinimas dielektrike P.5. Poliarizacija 1 P.1. Elektromagnetinės bangos medžiagoje Problema:

Įkrautų dalelių judėjimas elektriniame lauke Pagrindinė teorinė informacija Krūvį Q, esantį E intensyvumo elektrostatiniame lauke, veikia Kulono jėga, lygi F QE Jei intensyvumas

5 paskaita Bangos sklidimas Garso atspindys ir lūžis k k sin k os Kai garso banga ω patenka į sąsają tarp dviejų terpių, apibūdinamų atitinkamai garso c ir c greičiu, atsiranda atsispindėjusi banga.

Elektroninis žurnalas „MAI darbai“. 68 leidimas www.a.ru/scece/rudy/ UDC 537.87+6.37 Sklaidos ant išplėstinių cilindrinių įvairių sekcijų kūnų problemos sprendimas Gigolo A. I. * Kuznecovas G. Yu. ** Moskovskis

1 LABORATORINIS DARBAS 38 ELEKTROMAGNETINIŲ BANGŲ SAVYBIŲ TYRIMAS Darbo tikslas: elektromagnetinių bangų savybių ir jų indikavimo metodų tyrimas. Teorinis įvadas Maksvelas įrodė teoriškai (remdamasis

Langmuiro dažnis ir jo reikšmė plazmos fizikai F F Mende Langmuir dažnis yra labai svarbus elektrodinaminis parametras ir parodo poslinkio srovės ir laidumo srovės rezonansą, kai jis dedamas ant

1 VARIANTAS 1. Kalbant apie statinius elektrinius laukus, teisingi šie teiginiai: a) elektrostatinis laukas veikia įkrautą dalelę jėga, nepriklausančia nuo dalelės greičio, b) jėgos linijos

11 paskaita 1 planas. Optiniai reiškiniai sąsajoje tarp terpių: poliarizuotos šviesos atspindys ir lūžis sąsajoje. Frenelio formulės. 3. Brewster efektas. 4. Šviesos bangos fazės pokytis, kai

Bendroji fizika. šeima 2 Paskaita 12 Elektromagnetinės bangos (tęsinys) Paskaitos metmenys: 1. Elektromagnetinių bangų intensyvumas. 2. Elektromagnetinių bangų impulsas. 3. Stovinti elektromagnetinė banga. 4. Radiacija

FIZIKAI IR MATEMATINIAI MOKSLAI UDC 5.9 PAVIRŠINĖS GRAVITĖS ELEKTROKAPILIARINĖS BANGOS SKYSČIO LAIDINČIO sluoksnyje Taktarov N.G. Egereva E.N. Mordovijos valstybinis universitetas, Saranskas, tyrinėjo

29 Sąlygos dviejų terpių sąsajoje div(D) = ρ Elektriniam laukui Maksvelo lygtis 1 B D2n D1n = σ sąsaja tarp dviejų terpių virsta ribinėmis sąlygomis, E2τ E1τ, kur n= n1 2, σ yra paviršius

8 paskaita Maži trikdžiai dujose Panagrinėkime mažų trikdžių sklidimą terpėje Tegul terpės pusiausvyros būsena apibūdinama parametrais p V ir nukrypimais nuo šių reikšmių kiekviename erdvės taške

Pagrindiniai 2 dalies egzamino klausimai. 1. Elektros intensyvumas Superpozicijos principas. 2. Elektrinis potencialas 3. Įtampos vektoriaus srautas. Gauso dėsnis. 4. Elektrostatinis

1 Skysčio tėkmės trikdžių lygčių išvedimas 1.1 Sutrikimai slenkančių bangų pavidalu Parašykime pilną klampaus nesuspaudžiamo skysčio judėjimo lygčių sistemą, susidedančią iš tęstinumo lygties ir trijų lygčių

I skyrius. Atvirkštinės problemos V.I. Dmitrijevas. APIE TRIMAČIŲ ATGALBINĖS ELEKTROMAGNETINIO JUTIMO PROBLEMOS SPRENDIMO UNIKALUMĄ. Įvadas. Svarbus komponentas yra atvirkštinės problemos sprendimo unikalumo klausimas

Elektromagnetinės bangos Elektromagnetinių bangų egzistavimą teoriškai numatė didysis anglų fizikas J. Maxwellas 1864 m. Maksvelas išanalizavo visus tuo metu žinomus dėsnius

14 skyrius Maksvelo lygtis 115 Sūkurio elektrinis laukas Laike kintantis magnetinis laukas sukuria elektrinį lauką E B, kurio cirkuliacija yra E dl B = E Bl dφ dl =, (1151) dt čia E Bl yra projekcija

Vlasovo lygtys skaliarinio vektoriaus potencialo sampratoje F. F. Mende Šiuo metu Vlasovo lygtys yra pagrindinės plazmos elektrodinamikos lygtys, kuriose elektromagnetiniai laukai yra savaime nuoseklūs

Khmelnik S.I. Elektromagnetinė banga kintamosios srovės laide Anotacija Siūlomas Maksvelo lygčių sprendimas kintamos srovės laidui. Nagrinėjama srovių ir energijos srautų struktūra. Turinys.

Paviršiaus efektas netoleruoja paviršutiniško ryšio. I.4 Odos efektas 1 Kokybinė analizė Dabar panagrinėkime odos efekto fiziką. Jei vienalyčiame laidininke yra nuolatinė srovė, tada srovės tankis

Fizinių reiškinių modeliavimas naudojant įprastų diferencialinių lygčių sistemas. Judėjimo gravitaciniame lauke aprašymas naudojant įprastas diferencialines lygtis Nagrinėjami fiziniai reiškiniai

Virpesių grandinės kondensatorius ilgą laiką jungiamas prie pastovios įtampos šaltinio (žr. pav.). Kai t = 0, jungiklis K perkeliamas iš 1 padėties į 2 padėtį. Grafikai A ir B rodo

MASKAVOS VALSTYBINIS TECHNIKOS UNIVERSITETAS, PAVADINTAS NE BAUMANO VARDU OLIMPIADOS „ŽINGSNIS Į ATEITĮ“ MOKSLINIO IR UGDYMO VARŽYBŲ BAIGIAMASIS ETAPAS DALYKŲ KOMPLEKSE „INŽINERIJA IR TECHNOLOGIJA“

Khmelnik S.I. Daugiau apie Žemės magnetizmo prigimtį Anotacija Siūloma ir aptariama hipotezė apie Žemės magnetizmo prigimtį. Turinys. Įvadas. Elektromagnetinė banga sferiniame kondensatoriuje 3. Magnetinė

3. Laboratorinis darbas 21 ELEKTROSTATINIO LAUKO TYRIMAI Darbo tikslai: 1) eksperimentiškai ištirti kvazistacionarų elektrinį lauką, sudaryti potencialių paviršių ir linijų vaizdą

1. Du teigiami krūviai q 1 ir q 2 yra taškuose, kurių spindulio vektoriai r 1 ir r 2. Raskite neigiamą krūvį q 3 ir spindulio vektorių r 3 taško, kuriame jis turi būti pastatytas taip, kad jėga, veikianti

Federalinė švietimo agentūra OU VPO Uralo valstybinis technikos universitetas-UPI Elektromagnetinė indukcija. Maksvelo lygtys Programuoto valdymo klausimai fizikoje Jekaterinburgas

9 PASKAITA PLAZMINĖS SVYRĖJIMAI Ankstesnėse paskaitose buvo nagrinėjami elementarieji sužadinimai sistemose, kurios yra termodinaminėje pusiausvyroje. Pavyzdžiui, kai buvo tiriamas supertakumas ir superlaidumas,

UDC 538.566.2: 621.372.8

Paviršinės elektromagnetinės bangos ant plokščių elektrai laidžių terpių su dideliu laidumu, Zenneck banga

V. V. Ševčenka
pavadintas Radijo inžinerijos ir elektronikos institutas. V.A. Kotelnikovas RAS

anotacija. Nagrinėjamos paviršinių elektromagnetinių bangų, nukreiptų plokščiomis labai laidžių terpių ribomis: metalų, drėgno dirvožemio, jūros ir apskritai sūraus vandens, modelio savybės. Apskaičiuojami tokių bangų fazės, „grupės“ ir energijos greičiai. Parodyta, kad šios bangos priklauso neįprastam bangų tipui, kuriame „grupinis“ greitis skiriasi nuo energijos greičio, t.y. bangos energijos perdavimo greitis. Ir nors, priklausomai nuo terpės parametrų, tokių bangų faziniai ir „grupiniai“ greičiai gali būti didesni už šviesos greitį Su, jų energijos greitis visada mažesnis už šviesos greitį. Svarstomas bangų tipas yra vadinamoji Zenneck banga.

Raktažodžiai: paviršinės bangos; fazės, grupės, energijos bangų greičiai; Zenneck banga.

Abstraktus.Nagrinėjamos paviršinių elektromagnetinių bangų teorinio modelio savybės, vadovaujantis aukštai laidžios terpės plokštumos ribomis: metalai, drėgnas dirvožemis, jūra ir sūrus vanduo apskritai. Apskaičiuojami šių bangų fazės, grupės ir energijos srauto greičiai. Šios bangos yra susijusios su neįprasto tipo bangomis, kurių „grupinis“ greitis skiriasi nuo energijos srauto greičio, tai yra bangos energijos perdavimo greičio. Nors, priklausomai nuo vidutinių parametrų, šių bangų faziniai ir „grupiniai“ greičiai gali būti didesni nei šviesos greitis c, jų energijos srauto greitis visada yra mažesnis už šviesos greitį c. Taip pavadinta Zennecko banga yra susijusi su laikomų bangų tipu.

Pagrindiniai žodžiai: paviršinės bangos; bangų fazės, grupės, energijos srauto greičiai; Zennecko banga.

Įvadas

Straipsnio pavadinime nurodytų paviršinių bangų ir ypač vadinamosios Zenneko bangos klausimas jau daugelį metų retkarčiais buvo keliamas mokslinėse diskusijose taikomosios elektrodinamikos srityje, tiek teoretikų, tiek eksperimentatorių. Kadangi tokios diskusijos atsispindi daugelyje publikacijų (žr., pavyzdžiui, jose ir nuorodas), čia nesigiliname ties paskelbtų teiginių ir abejonių detalėmis. Pažymėkime tik tai, kad dažniausiai aptariami šie klausimai. Ar Zenneck banga išvis įmanoma fiziniu požiūriu: ar tai neprieštarauja fiziniams dėsniams, o jei įmanoma, tai ar gali ją sužadinti fiziškai įmanomi šaltiniai ir ar ji gali būti naudojama signalų perdavimui ryšių sistemose ir radare.

Toliau pateikta teorinė analizė, autoriaus nuomone, duoda labai konkretų atsakymą bent į pirmuosius du iš šių klausimų, t.y. neprieštarauja ir galite ją sujaudinti. Likęs klausimas yra susijęs su tokių paviršinių bangų įgyvendinimo ir taikymo technologija.

1. Pagrindinės paviršinės bangos savybės ant plokščios labai laidžios terpės ribos

Tegul stacionaraus elektromagnetinio lauko priklausomybė nuo laiko turi formą , kur yra apskritimo lauko dažnis. Paprastumo sumetimais, kaip paprastai daroma [,], panagrinėkime elektromagnetinės paviršinės bangos dvimatį modelį (rezultatai lengvai perkeliami į trimatį modelį) ant plokščios ribos (1 pav.) tarp laisvos erdvės su parametrus ir elektrai laidžią nemagnetinę () terpę su efektyvia dielektrine konstanta, kur yra kompleksinis bematis santykinis laidumas

. (1)

Ryžiai. 1. Plokščia elektrai laidžios terpės riba

, . (2)

Pavyzdžiui, drėgnam dirvožemiui, jūrai ir tiesiog sūriam vandeniui () radijo bangų diapazone, o metalams () radijo bangų diapazone, mikrobangoms, EHF ir iki infraraudonųjų spindulių optinių dažnių diapazono

, (3)

Kur yra savitasis terpės laidumas.

Atitinkamos poliarizacijos paviršinės bangos, sklindančios išilgai plokščios terpės ribos ašies kryptimi, kompleksiniai magnetiniai ir elektriniai lauko komponentai z(2 pav.), pavaizduokite jį formoje

, (4)

, (5)

(6)

Kur A- amplitudės konstanta, , Su -šviesos greitis ir- bangos ilgis laisvoje erdvėje, ,

, (7)

Ryžiai. 2. Bangų lauko lokalizavimas šalia terpės ribos

Pradinė dispersijos lygtis, gauta suderinus lauką ties terpės riba y = 0 pagal lygybes

. (10)

Apytikslė lygtis ir jos sprendimas atrodyti kaip

, (11)

,, (12)

o patikslintą lygtį ir jos sprendimą , t.y. pagal (12) –

, . (13)

Remiantis šiais santykiais ir išraiškomis (), (), apskaičiuojamos reikšmės

, (14)

. (15)

Taigi banga iš tikrųjų yra paviršinė banga, nes , , ir ji sklinda palei ribą y = 0 ašies kryptimi z.

Reikėtų pažymėti, kad rezultatą (15) taip pat galima gauti iš santykio

, (16)

(17)

kuri leidžia analizuoti banginio lauko struktūrą, atitinkančią (), () išraiškas.

Iš tiesų, dydis, apibūdinantis bangos lauko prispaudimą prie terpės ribos, pagal (16), padidina reikšmę, o tai sulėtina bangos fazės priekio judėjimo greitį, ir dydį, kuris apibūdina bangos fazinio fronto polinkis į terpės ribą (3 pav., fizinė polinkio priežastis yra ta, kad terpė iš dalies sugeria bangos energiją) sumažina vertę, tai yra, pagreitina terpės judėjimą. fazės bangos priekis išilgai ribos.

3 pav. Bangos fronto polinkis į terpės ribą

Be to, už šių dydžių vertes, atitinkančias () išraiškas, terminai, kurių didžiausia maža reikšmė () yra kompensuojami, kad

, (18)

ir dėl to realiojoje dalyje lieka tik šio mažo kiekio kvadratui proporcingi terminai. Minėtas bangos fazinio fronto sklidimo krypties polinkis į terpės ribą (3 pav.), pagal tai, kas pasakyta, yra mažas kampas.

. (19)

Išraiškos (),(),() leidžia įvertinti paviršiaus bangos lauko mastą skersai (L y) ir išilginis ( Lz) kryptys, kurios yra maždaug lygios

(20)

Čia neatsižvelgiama į nedidelį skersinį bangos lauko plotį terpėje, lygų pagal ()

. (21)

(32)

Čia reikia pažymėti, kad bangų fazės ir grupės greičių verčių perėjimai per greitį c atsiranda esant skirtingiems aplinkos parametrams. Atsižvelgiant į apytikslį įvestų greičių pobūdį, nėra jokios priežasties gautoms konkrečioms terpės pereinamųjų parametrų reikšmėms priskirti fizinę reikšmę.

4. Energijos greitis

Energijos greitis, t.y. energijos bangų perdavimo greitį [ , , ] galima apskaičiuoti naudojant šią čia nurodytą formulę:

, (33)

kur vidutinis laikas yra išilginis (išilgai z ašies) bangos perduodamos galios srautas ir linijinis energijos tankis ilgio vienetui, judant kartu su banga išilgai kreipiančiosios konstrukcijos, t.y. plokščia riba (taip pat išilgai z ašies). Šis kinematiškai nustatytas energijos greitis pagrįstas Umov-Poynting teorema. Jis taikomas tiek bangoms, sklindančioms neprarandant energijos, tiek bangoms su nuostoliais. Šis apibrėžimas neapima išsklaidymo ir sugertos terpės energijos, kuri nesklinda su banga. Šiuo atveju pasiekiama pusiausvyra tarp energijos, kurią banga perneša išilgai terpės ribos.

Dėl nagrinėjamos bangos turime

, (34)

kur ir yra dalinės galios srautai virš ir žemiau plokštumos y = 0, kurie pagal (), () yra lygūs

(35)

ir atitinkamai , kur m turime

(36)

(37)

. (43)

Remdamiesi šia išraiška ir formule (), gauname čia nagrinėjamas paviršiaus bangas

, (44)

Kur - fazė, o esant mažoms vertėms, tai taip pat yra lėtos paviršiaus bangos energijos greitis fazės fronto judėjimo kryptimi. Dėl to, remiantis () gauname

. (45)

Iš esmės skaičiuojant buvo panaudota bangų, turinčių plokštuminį fazės frontą, savybė, taikoma plokštumoms ir panašioms bangoms, ty fazinio fronto judėjimo krypties polinkis bangos sklidimo krypties atžvilgiu padidina fazės greitį ( ), (), () ir sumažina bangos energijos greitį (45).

Dėl to paviršiaus bangos energijos greitis visada yra mažesnis Su, įskaitant atvejį, atitinkantį Zenneck bangą, kurios fazės ir grupės greičiai yra didesni Su.

5. Rezultatų aptarimas

Aptarkime kritiškai žinomas versijas, kuriomis remiantis, atrodytų, galima teigti, kad aukščiau aptartas teorinis paviršinių bangų modelis neaprašo fizinių paviršinių bangų, nukreiptų į elektrai laidžios terpės, turinčios didelį laidumą, ribą. atvejis, kai fazės ir (arba) grupės greičiai yra didesni už šviesos greitį Su.

Kaip matyti iš kito, ne asimptotinio, atviros kreipiančiosios struktūros viso šaltinio lauko vaizdavimo kaip spektrinio plėtimosi natūralių bangų pavidalu (skersinių bangų skaičiais su diskrečiu-nepertraukiamu spektru) metodo. terpė [ , , ], tokia plėtra savo pradine forma, be pasirinktos paviršinės bangos integralo, turi, nesvarbu, ar ji lėta, ar greita. Šis išplėtimas gali būti gautas arba tiesiogiai remiantis vienaskaitos (begaliniu intervalu) skersinės ribinės reikšmės uždavinio savosioms reikšmėms ir savosioms funkcijoms teorija [, ], arba transformuojant nurodytą integruotą Furjė plėtrą išilginių bangų skaičiais į skersinių bangų skaičių plėtimasis. Antruoju atveju, kai integracijos kontūras deformuojamas kompleksinėje bangų skaičių plokštumoje, šis kontūras vienodai išbraukia integrando polius, atitinkančius tiek lėtas, tiek greitas paviršiaus bangas [ , , ]. Taigi paviršiaus banga, tiek lėta, tiek greita, yra bendrame šaltinio sužadintame lauke, tačiau ji susilpnėja ir išnyksta asimptotikoje, kur lieka tik erdvės bangos laukas.

Išvada

Nagrinėjamos bangos yra ypatinga paviršinių bangų rūšis, kurios paviršinė prigimtis, t.y. Eksponentinis lauko nykimas nuo nagrinėjamos labai laidžios terpės ribos skersine kryptimi čia vyksta ne dėl jo fazinio greičio lėtumo, palyginti su plokštumos bangų greičiu virš terpės ribos, kuri pasirodė esanti čia nereikalingas, bet dėl ​​dalinio energijos sugėrimo jame bangų sklidimo metu. Pateikti rezultatai rodo, kad nagrinėjamas tokių paviršinių bangų modelis neprieštarauja fizikiniams dėsniams. Todėl nėra pagrindo abejoti, kad jis apibūdina fizines bangas ir kai jų fazinis greitis yra mažesnis c, o kada – daugiau, o jiems visuotinai priimtas „grupinis“ greitis, matyt, neturi aiškios fizinės reikšmės.

Tačiau tokios bangos turi didelių trūkumų, susijusių su jų panaudojimu techninėse srityse. Pirma, jie silpnai prispaudžiami prie terpės ribos, t.y. jų laukas yra pakankamai didelis skersine kryptimi virš ribos, todėl norint juos efektyviai sužadinti, gali prireikti šaltinio su per didele vertikalia apertūra. Antra, jų fazės greitis tik šiek tiek skiriasi nuo šviesos greičio Su, todėl bet kokie, net ir nedideli, nelygumai terpės ribos plokštumoje gali lemti bangos lauko sklaidą ir ženkliai padidėti energijos nuostoliai sklindant palei ribą. Ypač tai gali įvykti, kai riba nukrypsta nuo plokštumos, t.y. esant jo paviršiaus kreivumui. Nagrinėjamų paviršinių bangų ant netaisyklingos ribos analizė reikalauja specialių tyrimų [,].

Kita vertus, bandant taikyti paviršines bangas, pavyzdžiui, metalų ribose techniniuose pritaikymuose, būtina atsižvelgti į tai, kad tikrų metalų paviršiai dažniausiai yra padengti oksido plėvelėmis, kurių storis yra maždaug mikrono, mikrono ar kelių mikronų frakcijos (natūralios plėvelės) ir dešimtys mikronų (dirbtinai sukurtos plėvelės, skirtos mechaninei metalinių paviršių apsaugai). Šiuo atveju reikia panaudoti kiek kitokio kreipiančiosios sistemos teorinio modelio rezultatus: sluoksniuota struktūra, tokia kaip metalinis substratas – dielektrinė plėvelė (būtinai atsižvelgiant į energijos nuostolius jose) – laisva erdvė. Plėvelės buvimas gali reikšmingai paveikti paviršinės bangos slėgį jos didėjimo kryptimi ir, atitinkamai, galimybę supaprastinti bangos sužadinimą bei didesnį jos stabilumą atsižvelgiant į struktūros nelygumus.

Kaip straipsnio pokalbį pažymime, kad 2012 m. rugsėjį šis straipsnis buvo pateiktas žurnalui UFN, kuris anksčiau buvo publikavęs straipsnių seriją, skirtą Zenneck bangai, ir iš esmės šia tema kilo diskusija. Tačiau straipsnis nebuvo priimtas publikuoti dėl to, kad UFN redakcinė kolegija nusprendė „nepriimti svarstymui naujų darbų apie Zenneck bangas“. Dėl to nurodytas straipsnių šia tema paskelbimas UFN iš tikrųjų baigėsi klaidingo straipsnio paskelbimu.

Literatūra

1.Barlow H. M., Palauk J. R. // Elektronas. Laiškai. 1967.T.3. Nr.9.P.396.

2.Ševčenka V.V. // Radijo inžinerija ir elektronika. 1969.T.14. Nr.10.S.1768.

3., .: Golem Press, 1971).

17. Mandelštamas L. I. Optikos, reliatyvumo teorijos ir kvantinės mechanikos paskaitos. M.: Nauka, 1972. P.420,431.

18. Zilbergleit A. S., Kopilevičius Yu. I. // Laiškai ZhTP. 1979.T.5.Nr.8. P. 454.

19. Brekhovskikh L. M. Bangos sluoksniuotoje terpėje. M.: Leidykla. SSRS mokslų akademija, 1957 m.

20. Barlow H. M., Brown J. Radijo paviršiaus bangos. Oxf.: Clarendon Press, 1962 m.

21. Ševčenka V.V.//Diferencialinės lygtys.1979.T.15. Nr. 11. SU .2004 (ShevchenkoV.V.//Diferencialinės lygtys.1980.V.15. Nr. 11.P.1431).

22.Ševčenka V.V. // Izv. Universitetai – Radiofizika. 1971.T.14. Nr. 5. P. 768.

2005 m.

Paviršinės bangos yra bangos, sklindančios išilgai dviejų terpių sąsajos ir prasiskverbiančios į šias terpes mažesniu nei bangos ilgis atstumu. Paviršinėse bangose ​​visa energija koncentruojasi siauroje sąsajos apylinkėse, o paviršiaus būsena labai įtakoja jų sklidimą. Štai kodėl paviršiaus bangos yra informacijos apie paviršiaus būklę šaltinis. Be to, kūno ir paviršiaus bangų sąveika gali sukelti įvairius paviršiaus efektus, tokius kaip harmonikų generavimas, poliarizacijos plokštumos sukimasis atspindint ir pan. Paviršinių bangų savybės idealiems paviršiams teoriškai buvo tiriamos gana seniai, dar XX amžiaus pradžioje. Tačiau eksperimentiniu būdu gauti švarius paviršius jie išmoko tik XX amžiaus pabaigoje.

1901 metais Sommerfeldas rado specialius Maksvelo lygčių sprendimus – eksponentiškai nykstančias bangas, sklindančias dviejų terpių sąsajoje. Tuo metu į jo darbus nebuvo kreipiamas dėmesys, manyta, kad tai visiškai egzotiški objektai. 1902 metais Vudas, tyrinėdamas metalinių difrakcinių gardelių savybes, aptiko šviesos sklidimo nukrypimus nuo difrakcijos dėsnių tam tikrais dažniais. Šios anomalijos buvo vadinamos Woodo anomalijomis. 1941 metais Fano paaiškino šias anomalijas – energija virsta paviršinėmis bangomis. 1969 m. Otto pasiūlė jaudinančių paviršinių bangų schemą metalinėje plėvelėje naudojant prizmę. 1971 m. Kretschmannas pasiūlė kitą to paties dalyko geometriją. 1988 metais vokiečių mokslininkai Knohlas ir Rothenhäusleris pasiūlė ir įgyvendino mikroskopo dizainą, pagrįstą paviršinėmis bangomis.

Šiek tiek teorijos. Maksvelo lygtys terpėje

Medžiagų lygtys

Pakeisdami tokio tipo sprendimus į medžiagų lygtis, matome, kad e ir m priklauso nuo dažnio – laiko dispersijos, o bangos vektoriaus – nuo ​​erdvinės dispersijos. Ryšys tarp dažnio ir bangos vektoriaus per e ir m vadinamas dispersijos ryšiu.

Šioje ataskaitoje darysime prielaidą, kad m nepriklauso nuo dažnio ir = 1. Optinių dažnių diapazone ši sąlyga tenkinama gana gerai. Kadangi e priklauso nuo dažnio, jis gali turėti skirtingas reikšmes, įskaitant neigiamas.

Panagrinėkime plokštumos monochromatinės bangos kritimo iš terpės su e1 į idealų kokios nors medžiagos e2 paviršių problemą.

Iš šių ribinių sąlygų, pakeičiant įprastą sprendinių formą, gaunamos gerai žinomos Frenelio formulės, Snelio dėsnis ir kt.. Tačiau tokie sprendiniai ne visada egzistuoja. Panagrinėkime atvejį, kai terpės dielektrinė konstanta yra neigiama. Šis atvejis realizuojamas tam tikrame dažnių diapazone metaluose. Tada sprendimai sklindančių bangų pavidalu neegzistuoja. Ieškosime sprendimų paviršinių bangų pavidalu.

Pakeitę šį atvaizdą į lygtis ir ribines sąlygas *, matome, kad yra TM (skersinės magnetinės) tipo bangos. Tai iš dalies išilginės bangos; elektrinio lauko vektorius gali turėti išilginį komponentą.

kur Vacuum" href="/text/category/vakuum/" rel="bookmark">vakuumas. Priklausomybė nuo dažnio taip pat netiesiogiai yra funkcijose e1(w) ir e2(w).

Taigi, kas yra neigiama metalų dielektrinė konstanta? Metalų pagrindines optines savybes lemia elektronų savybės. Metaluose esantys elektronai yra laisvi ir gali judėti veikiami elektrinio lauko. Be to, jie juda taip, kad jų sukuriamas laukas būtų priešingas išoriniam elektriniam laukui. Iš čia kyla neigiamas ženklas. Todėl metale esantys elektronai iš dalies ekranuoja išorinį lauką, ir jis prasiskverbia į metalą į gylį, žymiai mažesnį nei bangos ilgis. Tačiau jei išorinio lauko dažnis yra toks didelis, kad elektronai nespėja sureaguoti, tada metalas tampa skaidrus. Būdingas dažnis, kuriuo tai įvyksta, vadinamas plazmos dažnis .

Štai paprasta formulė – Drude formulė, kuri parodo metalo dielektrinės konstantos priklausomybę nuo dažnio.

DIV_ADBLOCK4">

Taigi, metalo paviršiaus bangų dispersijos kreivė. Paveiksle tai mėlyna kreivė. Raudona linija yra vakuumo dispersijos kreivė.

Pagrindinė bet kokių bangų sužadinimo sąlyga yra fazių suderinimo sąlyga. Fazių atitikimas yra krintančios bangos ir paviršinės bangos fazių greičių lygybė. Iš dispersijos kreivių aišku, kad paviršinių bangų metalinėje plokštėje sužadinti iš vakuumo krentančia banga neįmanoma. Yra du būdai sužadinti paviršines bangas – a) sutrikęs bendras vidinis atspindys ir b) rezonansinių struktūrų kūrimas paviršiuje.

a) Sutrikęs bendras vidinis atspindys taip pat žinomas kaip optinio tunelio efektas. Ties dielektrine riba, kritimo kampu, didesniu už viso vidinio atspindžio kampą, kyla paviršinės bangos, kurios vėliau paverčiamos tūrinėmis atspindėtomis bangomis. Bet kai tenkinamos fazių atitikimo prie ribos su metalu sąlygos, šios bangos gali būti transformuotos į metalinės plokštės paviršiaus bangas. Šis reiškinys yra paviršinių bangų prizminio sužadinimo pagrindas.

b) Rezonansinės struktūros čia suprantamos kaip periodinės struktūros, kurių periodas yra lygus paviršinių bangų bangos ilgiui. Tokiose periodinėse struktūrose fazių atitikimo sąlyga pasikeičia - , kur yra reciprokinės gardelės vektorius. Paviršinių bangų sužadinimas sukelia Vudo anomalijas – šviesos difrakcinės gardelės difrakcinio intensyvumo pokytį, prieštaraujantį standartiniam difrakcijos dėsniui.

https://pandia.ru/text/78/325/images/image018_2.gif" align="left" width="85" height="72 src="> - dielektrinio pralaidumo pokyčių aptikimas esant fiksuotam plėvelės storiui

Storio pokyčių aptikimas fiksuotu dygliu. pralaidumas

Tačiau neapibrėžtumo santykis čia nėra pažeistas: bet kitoje koordinatėje, filmo plokštumoje, skiriamoji geba yra gana maža - lazeris sufokusuojamas į maždaug 2 mikronų matmenų tašką.

https://pandia.ru/text/78/325/images/image020_2.gif" width="155 height=70" height="70">

šviesa

Elektronų pluošto litografija pasižymi didele skiriamąja geba, tačiau reikalauja nuoseklaus vaizdavimo (eilutė po eilutės, kaip televizoriuje), o tai labai atima daug laiko pramonėje. Jei ši galimybė daryti kopijas bus įgyvendinta pramoniniu mastu, tai žymiai sumažins integruotų mikrostruktūrų gamybos sąnaudas.

Bibliografija:

1. . Paviršinis plazmoninis mikroskopas, Soroso edukacinis žurnalas, Nr.8, 1999 m

2. Optinio diapazono paviršiaus elektromagnetinės bangos, Soroso edukacinis žurnalas, 1996 m. 10 nr

3. Rothenhäusler B., Knoll W. Paviršiaus plazmoninė mikroskopija, gamta. 1988. Nr. 000. p. 615-617.

4. Gimė, vilkas Optikos pagrindai“, skyrius „Metalų optika“

5. F. J. Garcia-Vidal, L. Martinas-Moreno Šviesos perdavimas ir fokusavimas vienmačiuose periodiškai nanostruktūriniuose metaluose, Fiz. Rev. B 66, 155

6. , S. G. Tikhodejevas, A. Kristus, J. Kuhlas, H. Giessenas . Plazmoniniai bangolaidžio poliaritonai metalo-dielektrinių fotoninių-kristalų sluoksniuose, Kietojo kūno fizika, 2005, 47 tomas, leidimas. 1