- •Минимальные требования.
- •1. Запишите материальные уравнения для среды с пространственной и временной дисперсией.
- •3. Что такое дисперсионное уравнение?
- •5. Запишите соотношение Крамерса – Кронига.
- •6. Что такое оптически активные и гиромагнитные среды? Какими особенностями они
- •Распространение электромагнитных волн в гиромагнитных средах
- •7. Что такое коэффициенты Стокса?
- •8. Как описывается поляризация электромагнитной волны?
- •9. Что такое обыкновенная и необыкновенная волны?
- •15. Каковы особенности распространения электромагнитных волн в слоистых средах?
- •23. Сформулируйте квазиоптическое приближение.
- •24. Что такое вектора Герца, как они связаны с электрическим и магнитным полями?
- •25. Что такое критическая частота волновода?
- •26. Нарисуйте структуру поля н10, н01, н11, н20, е10 в прямоугольном волноводе.
Минимальные требования.
1. Запишите материальные уравнения для среды с пространственной и временной дисперсией.
В среде с пространственной и временной дисперсией материальные уравнения имеют операторный вид
\\\2. Запишите материальные уравнения для нелинейной среды.
3. Что такое дисперсионное уравнение?
-
Рис. 2.2. Дисперсия в плазме
В разреженной плазме ~ (103 ... 104) c-1 и при >> проницаемость () чисто действительная, , то есть
– дисперсионное уравнение, его график приведен на рис. 2.2.
при > p коэффициент преломления n действительный и волна свободно распространяется, при < p коэффициент преломления n мнимый, то есть волна отражается от границы плазмы.
при = p в плазме возможно существование продольных (плазменных) волн.
\\\4. Что такое нормальные волны?
34 35
5. Запишите соотношение Крамерса – Кронига.
, ( 2.0)
, ( 2.0)
устанавливающие универсальную связь между действительной и мнимой частями комплексной проницаемости. Из соотношений Крамерса – Кронига, что диспергирующая среда является поглощающей средой.
6. Что такое оптически активные и гиромагнитные среды? Какими особенностями они
обладают?
Оптически активной может быть только среда без центра симметрии. Такая среда называется гиротропной и описывается несимметричным тензором диэлектрической проницаемости i j(k, ) = j i(–k, ) = *j i(k, ).
. (2.0)
Двум значениям n2 соответствуют две волны с правой и левой круговой поляризацией, из соотношения (1.38) следует, что . При этом, как следует из соотношения (2.32), фазовые скорости этих волн различны, что приводит к повороту плоскости поляризации линейно поляризованной волны при распространении в гиротропной среде (эффект Фарадея).
Распространение электромагнитных волн в гиромагнитных средах
В ферритах типа MeOFe2O3 (Me – двухвалентный металл) тензором является магнитная проницаемость i j(). Анизотропия магнитной проницаемости в ферритах создается наложением постоянного или медленно (по сравнению с частотой электромагнитной волны) меняющегося магнитного поля Н. В ферритах магнитные моменты молекул, имеющие спиновую природу, из-за взаимодействия не компенсируются, и единица объема (домен) обладает магнитным моментом М, то есть является магнитным диполем. Прецессия магнитных диполей вокруг силовых линий постоянного магнитного поля и создает анизотропию магнитных свойств. При Н = 0 магнитная проницаемость феррита – скалярная величина.
Линейно поляризованная волна в продольно намагниченном феррите расщепляется на две волны, поляризованные по кругу. Скорости распространения этих волн различны, поэтому при прохождении некоторого расстояния l плоскость поляризации оказывается повернутой на угол, пропорциональный l (эффект Фарадея). Направление вращения плоскости поляризации определяется относительно вектора Н и не зависит от направления распространения волны (по z или по –z). Это свойство используется для создания СВЧ-вентильных систем (циркуляторов).