Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крауфорд Ф. -> "Волны" -> 177

Волны - Крауфорд Ф.

Крауфорд Ф. Волны — М.: Наука, 2007. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): volni2007.djvu
Предыдущая << 1 .. 171 172 173 174 175 176 < 177 > 178 179 180 181 182 183 .. 263 >> Следующая

заряда называется диполь-ным излучением.)
Поляризация при избирательном поглощении. Предположим, что мы хотим из
волны с самым общим состоянием поляризации получить волну с заданным
состоянием поляризации. Избавиться от ненужных компонент поляризации
можно, заставив их совершать работу над некоторыми "движущимися
элементами", в то время как нужная нам компонента такой работы совершать
не будет. В качестве примера рассмотрим стоячие волны в "пружине".
Направления осей выберем следующим^ образом: ось z направим вдоль
"пружины", у -¦ вертикально их - горизонтально. Далее,
365
/•
/
/
/



tc
имеется поршень опущенный в ведро с водой. (Поршень считаем невесомым.)
Пусть на поршень при колебаниях "пружины" действует компонента колебаний,
направленная по у. Если возбуждать в "пружине" стоячую волну, включающую
в себя х- и "/-компоненты равной величины, то колебания по у быстро
прекратятся, поскольку их энергия будет переходить в работу, совершаемую
над поршнем, т. е. в конечном счете в тепло.
Проволочная ограда. В случае микроволн селективное поглощение можно
осуществить с помощью проволок, расположенных параллельно оси у (рис.
8.4). Предположим, что электромагнитное
излучение (микроволны) имеет х-и "/-компоненты. Рассмотрим, какое
действие оказывают на них проволочки. Начнем с "/-компоненты.
Электрическое поле в падающем излучении вызывает перемещение электронов
вдоль проволочки. Проволока (если она сделана из меди, или серебра, или
любого хорошего металлического проводника) представляет для электронов
активную нагрузку. Электроны в проводнике под действием электрического
поля достигают установившейся скорости за время, меньшее периода
микроволн (частота микроволн может, например, равняться 1000 Мгц). Поле
совершает работу над электронами. Они, во-первых, передают при
столкновениях часть своей энергии кристаллической решетке проводника и,
во-вторых, излучают энергию. Оказывается, что суперпозиция этого
излучения в направлении +z с падающим излучением равна нулю, т. е.
излучение электронов уничтожает падающее излучение. В направлении -z
излучение, вызванное движением электронов вдоль у, дает отраженную волну.
(В тепло в проволоках превращается лишь небольшая часть энергии падающего
излучения, для которого поле Е направлено вдоль у. Большая часть
излучения (энергии) отражается в направлении -г.) Таким образом, ограда
из проволок исключает "/-компоненту в прошедшей волне.
Теперь посмотрим, что происходит вдоль направления х. Электроны не могут
свободно перемещаться вдоль этого направления, так как их движение
ограничено размерами проволоки. Поэтому они не достигают определенной
конечной скорости (как это было в случае движения вдоль у), а образуют
поверхностный заряд вдоль поверхностей проволок, обращенных к осям+х и ¦-
х. Когда величина поля, образованного поверхностным зарядом, станет
достаточной для компенсации внешнего поля (внутри проводника), электроны
Рис 8.4. Забор из прополок поглощает микроволны, у которых вектор Е
направлен по у.
366
перестанут двигаться. Такое состояние достигается за время, меньшее
периода колебаний падающей волны. Таким образом, электроны всегда
находятся в статическом равновесии и не имеют ни скорости, ни ускорения.
Они не испускают и не поглощают энергию. Следовательно, от прохождения
через проволочную ограду ^-компонента излучения не меняется.
Можно возразить, что пространственный заряд будет возникать и на концах
проводников в направлении и -у. Однако при доста-
точной длине проволок результирующее поле в центральной части ограды, от
концевых зарядов, можно сделать сколь угодно малым.
Для видимого света (Х~5-10-5 см) не так-то просто сделать решетку из
параллельных проводников, расстояние между которыми меньше К. Но это все
же возможно *).
Поляроид. В 1938 г. Ланд изобрел поляроид, который оказывает на излучение
то же действие, что и рассматриваемая ограда из проводников. Чтобы
изготовить поляроид, нужно вещество, молекулы которого состоят из длинных
углеводородных цепей. Это вещество растягивают, так что в результате
молекулы выстраиваются вдоль направления растяжения. После растяжения
вещество опускают в раствор, содержащий йод. Молекулы йода
"прикрепляются" к длинным углеводородным цепям, и возникают свободные
электроны, которые могут двигаться вдоль цепей, но не перпендикулярно к
ним. В результате получается решетка из "эффективных проводов",
направленных вдоль углеводородных цепей. Компонента электрического поля,
направленная вдоль "проводов", поглощается, компонента, перпендикулярная
"проводам", передается с очень малым затуханием. Таким образом, поляроид
поглощает компоненту электрического поля, направленную вдоль "проводов",
а компоненту электрического поля, поперечную "проводам", пропускает с
очень малым ослаблением.
Из сказанного следует, что в поляроиде существует ось, в направлении
которой поглощение излучения практически отсутствует.
Предыдущая << 1 .. 171 172 173 174 175 176 < 177 > 178 179 180 181 182 183 .. 263 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed