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  

Нелинейный скин-эффект

При достаточно высоких значениях напряжённости переменного электромагнитного поля, когда параметры среды, напр. проводимость8041-52.jpg, начинают зависеть от поля, скин-эффект становится нелинейным, т. е. толщина скин-слоя8041-53.jpg также начинает зависеть от интенсивности электромагнитн. поля. Наиб. легко нелинейный скин-эффект реализуется в плазме. Пороговые значения амплитуд электрич. и магн. полей, при к-рых происходит переход скин-эффекта в нелинейный, зависят от параметров среды и частот.

В области НЧ определяющее влияние на проникновение поля оказывает дифференц. проводимость среды. Зависимость её от электрич. поля (т. н. электрическая нелинейность) обусловливается разогревом носителей, аномальным сопротивлением, пробоем среды и т. д. Пороговые амплитуды, при к-рых возникает нелинейность дифференц. электрич. проводимости, могут различаться весьма сильно для разных механизмов нелинейности. Вследствие этого затухание электромагнитн. поля может быть не экспоненциальным, а, напр., степенным или к--л. другим в зависимости от вида8041-54.jpg, т. е. меняется структура скин-слоя. Но характерный масштаб затухания по порядку величины остаётся равным8041-55.jpg

Значительно большее влияние в этой области частот оказывают магнитные нелинейности, к-рые могут менять скин-эффект не только количественно, но и качественно. Их действие проявляется при условии8041-56.jpg , где8041-57.jpg - циклотронная частота носителей. В режиме магнитной нелинейности скин-эффекта необходимо учитывать тензорный характер сопротивления среды в магн. поле. Зависимость диагональных компонент сопротивления8041-58.jpg от Н (магнетосопротивление)аналогична влиянию электрич. нелинейностей. Недиагональные компоненты тензора сопротивления (см. Холла эффект)наиб. ярко проявляются в нестационарной задаче о проникновении в плазму постоянного магн. поля, включаемого в нек-рый момент времени t = 0. Тогда глубина проникновения поля в плазму меняется со временем:8041-59.jpg. В режиме нелинейного скин-эффекта в зависимости от напряжённости магн. поля вместо обычного диффузионного закона проникновения магнитного поля, при к-ром8041-60.jpg происходит либо быстрое конвективное проникновение поля в плазму со скоростью порядка токовой скорости носителей (т. е.8041-61.jpg ), либо запирание поля на конечной толщине [т. е.8041-62.jpg]. Существ. роль в этих процессах играет неоднородность среды, а именно, если носители при токовом движении попадают в область более высокой своей концентрации, то реализуется конвективное проникновение, в противоположном случае - запирание.

При наложении на плазму переменного магн. поля может возникать эффект детектирования, состоящий в том, что наряду с формированием скин-слоя у границы плазмы в глубь среды уходит нелинейная волна поля нек-рого фиксиров. направления, зависящего от направления градиента концентрации носителей, а другие направления запираются.

В ИК-области, когда8041-63.jpg , нелинейные изменения происходят при8041-64.jpg, когда носителей в скин-слое толщиной с/wр не хватает для переноса тока даже при их движении со скоростью, близкой с. В результате глубина проникновения поля увеличивается (чтобы повысить число носителей) до необходимой для поддержания тока:8041-65.jpg. В области высоких частот8041-66.jpg толщина скин-слоя в плазме может как уменьшаться, так и возрастать в зависимости от знака нелинейного вклада в диэлектрич. проницаемость. В отличие от линейного режима, в случае нелинейного скин-эффекта при медленном увеличении напряжённости поля оно, начиная с нек-рой пороговой амплитуды, проникает в глубь плазмы на расстояние, определяемое диссипативным затуханием. (Это происходит при положит. нелинейном вкладе.) В случае достаточно слабой диссипации нелинейное проникновение поля в плазму может носить характер гистерезиса, т. е. зависеть от предыстории процесса. Напр., для плазменного слоя конечной толщины эффективность Т проникновения электромагнитн. волны через слой, измеряемая отношением потоков энергии после слоя и перед ним, является неоднозначной функцией интенсивности падающей волны l (как схематически показано на рис.).
8041-67.jpg

Зависимость эффективности проникновения Т электромагнитной волны через слой от её интенсивности I.

Наличие развитой турбулентности плазмы также приводит к изменению как динамики скин-эффекта, так и глубины скин-слоя, к-рая будет зависеть от интенсивности турбулентности, поскольку в нелинейном скин-эффекте взаимодействие носителей с турбулентными пульсациями существенно меняет отклик плазмы на приложенное к ней поле. Это связано, в частности, с изменением эфф. частот соударений носителей vэф при их сильном рассеянии на турбулентных пульсациях. Напр., в изотропной бесстолкновит. плазме с развитой ионнозвуковой турбулентностью, имеющей характерные длины волн8041-68.jpg , скшювая глубина8041-69.jpg8041-70.jpg где ws - плотность энергии ионно-звуковых колебаний; пе, Те - концентрация и темп-pa электронов.

Глубина скин-слоя8041-71.jpg может резко возрастать, если в плазме возможны процессы трансформации приложенного к плазме перем. электромагнитн. поля в слабозатухающие собств. колебания, напр. в ленгмюровские волны, к-рые переносят поле на расстояния порядка обратной величины декремента затухания этих волн (см. Трансформация волн в плазме).

Литература по нелинейному скин-эффекту

  1. Скин-эффект, поверхностный эффект
  2. Цытович В. Н., Теория турбулентной плазмы, М., 1971;
  3. Владимиров В. В., Волков А. Ф., Мелихов Е. 3., Плазма полупроводников, М., 1979;
  4. Кондратенко А. Н., Проникновение поля в плазму, М., 1979;
  5. Кингсеп А. С., Чукбар К. В., Яньков В. В., Электронная магнитная гидродинамика, в сб.: Вопросы теории плазмы, в. 1В, М., 1987, с. 209;
  6. Кочетов А. В., Миронов В. А., Динамика нелинейного просветления плотной плазмы, «Физика плазмы», 1990, т. 16, М 8, с. 948.

Н. С. Ерохин, Н. В. Чукбар

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

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 13.06.2019 - 05:11: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ГИБЕЛИ ПЧЁЛ И ДРУГИХ ОПЫЛИТЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ - Карим_Хайдаров.
12.06.2019 - 09:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Эксперименты Сёрла и его последователей с магнитами - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
11.06.2019 - 06:28: АСТРОФИЗИКА - Astrophysics -> К 110 летию Тунгуской катастрофы - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВЕСТЬ - Conscience -> Высший разум - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
10.06.2019 - 08:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution