Распространение радиоволн в анизотропных средах

Среды, в которых параметры ε, μ и σ зависят от направления поля электромагнитной волны, называют анизотропными.

Наибольший практический интерес представляет процесс взаимодействия электромагнитных волн с ферритами и ионизированным газом в постоянном магнитном поле.

Наличие на одной из оболочек атомов феррита электронов с некомпенсированным спиновым моментом приводит к тому, что в подмагничивающем поле спиновые магнитные моменты стремятся ориентироваться вдоль силовых линий магнитного поля. Однако воздействие механического момента электрона (он является вращающаяся корпускулярной частицей) вызывает прецессию спиновых моментов вокруг направления подмагничивающего поля с частотой , где q, m - заряд и масса электрона (рис. 93, а).

Рис. 93. Прецессия спиновых моментов

В реальных ферромагнитных средах с потерями конец вектора магнитного момента

движется по свертывающейся спирали (рис. 93, б), но при воздействии слабого внешнего гармонического поля возникает «вынужденная» прецессия (рис. 93, в).

Представим вектор в виде суммы продольной M ₀ и поперечной M_⊥ компонент (рис. 94). Прецессирующую поперечную компоненту запишем как циркулярно поляризованную . Тогда магнитная индукция при внешнем воздействии будет содержать дополнительные составляющие. Так,

при наличии :

Рис. 94. Прецессия в феррите

Аналогичные процессы наблюдаются в замагниченной плазме. Если под действием гармонической составляющей внешней волны в постоянном магнитном поле электрон движется со скоростью , то на него, наряду с электрической , будет также действовать магнитная сила Лоренца , изменяющая направление его движения (рис. 95). Траектория движения электрона будет представлять собой эллипс в перпендикулярной к плоскости, с правовинтовым вращением.

Как и в случае магнитной анизотропии, поперечную компоненту вектора поляризации представляем суммой ортогональных составляющих . При воздействии внешней электромагнитной волны с компонентой электрического поля вектор смещения будет содержать две составляющие

Резонансные свойства эффекта взаимодействия электромагнитных волн с анизотропной средой наиболее четко проявятся при совпадении

–вида поляризации волны с направлением вращения векторов ;

–частот прецессии и внешнего воздействия.

Дата добавления: 2014-01-07