к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Обратная волна

Обратная волна - волна с противоположно направленными фазовой и групповой скоростями. Впервые термин "О. в." введён в ВЧ-электронике, где на взаимодействии О. в. с электронными пучками основано действие широкого класса СВЧ-приборов - ламп обратной волны. Волны с подобными свойствами известны также в пространственно-периодич. структурах и средах.
Простейшими примерами О. в. являются системы с плоскими волнами, в частности в линиях передачи, где распространение волн возможно только вдоль к--л. определённого направления. В однородных линиях передачи для гармонич. процессов15008-7.jpgkx), когда фазовая скорость равна15008-8.jpg а групповая скорость15008-9.jpg существует О. в. при

15008-10.jpg

Здесь15008-11.jpg - дисперсионная характеристика (см. Дисперсия волн k ),- волновое число.
По существу vгрявляется скоростью перемещения волнового пакета - набора гармонич. волн с частотами15008-12.jpg из узкого интервала15008-13.jpg так что поток энергии S и её погонная плотность W связаны соотношением S = Wvгр. Поскольку W, вообще говоря, положительна, то в О. в. направление переноса энергии противоположно направлению перемещения фаз.
Условие ( * ), согласно к-рому15008-14.jpg может выполняться только в системах с т. н. аномальной дисперсией, когда15008-15.jpg На рис. 1 приведено несколько примеров дисперсионных характеристик: для волн в полых волноводах с замагниченной плазмой (1) и в волноводах, частично заполненных изотропной плазмой (2), для быстрых циклотронных волн в потоках заряж. частиц, направляемых магн. полем (3).

15008-16.jpg

Рис. 1. Дисперсионные характеристики обратных волн (сплошные линии); пунктирные линии соответствуют прямым волнам.

В периодич. структурах, когда волновые процессы можно представить в виде набора (ряд Флоке) пространств. гармоник
15008-17.jpg где D - период, обратными являются гармоники с15008-18.jpg поскольку направление их фазовых скоростей противоположно направлению потока энергии волны. При синхронном взаимодействии одной из таких пространств. гармоник с к--л. др. волнами, потоками частиц или просто периодически расположенными излучателями термин "О. в." относится и к волне в целом, если вклад остальных гармоник в энергообмен несуществен.
Напр., для цепочки связанных маятников дисперсионная характеристика состоит из отд. ветвей (рис. 2), к-рые в области k < 0 соответствуют обратным гармоникам, т. к. их фазовые скорости отрицательны, а направление групповой скорости, общей для всех пространств. гармоник, положительно. В фильтре высоких частот (рис. 3, а) О. в., в отличие от предыдущего, является и осн. гармоника, расположенная в интервале -15008-19.jpgID < k <15008-20.jpgID.
Как известно, в потоках частиц, в линиях передач с активными элементами и вообще в неравновесных средах возможно распространение волновых возмущении с т. н. отрицательной "псевдоэнергией", т. с. волн, возбуждение к-рых приводит к уменьшению энергии системы. Если такая волна обратная,15008-21.jpg то направление переноса энергии в ней будет совпадать с направлением фазовой, а не групповой скорости. О. в. с положительной и отрицательной энергиями приводят к разл. эффектам при синхронном взаимодействии их с обычными прямыми,15008-22.jpg волнами. Если в первом случае возникает полоса запирания (рис. 4, а), т. е. область частот15008-23.jpg где Imk15008-24.jpg0 даже при отсутствии тепловых потерь, то во втором - система становится абсолютно неустойчивой и амплитуды обеих взаимодействующих волн в полосе15008-25.jpg (рис. 4, б)нарастают во времени экспоненциально; причём в волне с отрицат. "псевдоэнергией" это происходит за счёт уменьшения энергии, а в волне с положит. энергией - соответственно за счёт её увеличения.
В однородной и изотропной среде групповая скорость vгр и волновой вектор k, определяющий перемещение фаз15008-26.jpg могут быть только параллельными (прямые волны) или антипараллельными (О. в.). Интересным примером О. в. являются плоские эл--магн. волны в "экзотической" среде с электрич. и магн. проницаемостями15008-30.jpg < 0 и15008-31.jpg< 0, осуществимой в принципе с помощью искусств. рассеивателей. В анизотропной же среде понятия прямых и О. в. строго применимы лишь к вполне определённым направлениям, связанным с гл. осями тензоров восприимчивости или деформации.
15008-27.jpg

Рис. 2. Дисперсионная характеристика волны, распространяющейся в цепочке упругосвязанных маятников. Левая ветвь (k < 0) соответствует обратной пространственной гармонике.
15008-28.jpg

Рис. 3. Электрическая схема фильтра высоких частот (а) и дисперсионная характеристика распространяющейся в нём волны с отрицательной групповой скоростью vгр < 0 (б).
15008-29.jpg

Рис. 4. Дисперсионные характеристики связанных прямой и обратной волн: обе волны с положительной энергией (а), одна из волн с положительной, а другая с отрицательной анергиями (б).

Литература по обратным волнам

  1. Бриллюэн Л., Пароди М., Распространение волн Б периодических структурах, пер. с франц., М., 1959;
  2. Силин Р. л., Сазонов В. П., Замедляющие системы, М., 1966;
  3. Веселаго В. Г., Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями. "УФН", 1967, т. 92, с 517.

Н. Ф. Ковалев

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что "гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution