Взаимодействие движущихся электромагнитных источников с киральной средой

• Автор: Смирнова, Анна Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Волны в киральных средах

1.1 Общие свойства киральных сред

1.2 Система уравнений Максвелла и плоские волны

в киральных средах.........................................17 .

1.3 Потенциалы поля и волновые уравнения для полей

в киральных средах

2. Вопросы излучения в киральных средах

движущимися источниками

2.1 Эффект Вавилова-Черенкова в киральных

средах
2.2 Эффект Доплера в киральных средах. Спектр движущегося источника, обладающего
собственными частотами
2.3 Поле осциллятора, ориентированного по скорости
и перпендикулярно скорости движения
2.4 Энергия излучения
2.5 Особенности излучения диполя, движущегося в плоскопараллельной щели в киральной среде
3. Эффект Вавилова-Черенкова в киральном волноводе
3.1 Метод
3.2 Структура полей
3.3 Спектр излучения Вавилова-Черенкова в волноводе
3.4 Энергия излучения
4. Вопросы излучения заряженных источников, движущихся

вблизи границы раздела с киральной средой
4.1 Метод нахождения электромагнитных полей
4.2 Энергия излучения
4.3 электромагнитные поля и энергия излучения для движущейся заряженной нити
5. Поверхностные волны в киральных средах
5.1 Поверхностные волны на-анизотропно проводящей плоскости в акиральной среде
5.2 Дисперсионное уравнение поверхностной волны для анизотропно проводящей плоскости в киральной среде
5.3 Электромагнитные поля и энергия
5.4 Возбуждение анизотропно проводящей плоскости
Заключение
Библиография

Введение
Киральность - достаточно широкое явление, встречающееся в естественном состоянии как на макроскопическом уровне, так и на микроскопическом. Киральность - чисто геометрическое понятие, которое указывает на отсутствие симметрии в молекулярном строении объекта. По определению объект - ки-ральный, если он не может быть сведен к его зеркальному образу параллельным переносом и вращением. Таким образом, можно сказать, что все объекты - ки-ральные или акиральные. Само слово “киральность” происходит от греческого утр - рука, и каждый из киральных объектов обладает подобием правой или левой руки. Если киральный объект - подобие правой (левой) руки, то его энан-тиоморфный объект (зеркально-симметричный) - подобие левой (правой) руки. Явлению киральности в природе, встречающемуся как у органических, так и у неорганических веществ, посвящена статья Мазона [I]. Киральными, в частности, являются молекулы ДНК, взаимодействию с которыми миллиметровых и субмиллиметровых волн посвящен обзор [2].
Киральность на молекулярном уровне была известна еще с начала XIX века. В 1811 году Араго обнаружил, что кристаллы кварца вращают плоскость поляризации линейно поляризованного света. Это явление было названо оптической активностью. В 1815 году Био открыл, что эта оптическая активность имеет место также и в жидких средах, таких, как очищенный скипидар или водный раствор винной кислоты. Эти открытия поставили задачу определения основной причины оптической активности. В 1848 году Луи Пастер решил эту проблему указанием на то, что оптическая активность среды вызвана киральностью ее молекул. Само понятие “киральности” появилось впервые у Пастера. Таким образом, он ввел геометрию в химию. Вращение плоскости поляризации также может происходить при распространении волн в магнитоактивной плазме, но, в отличие от киральных сред, магнитоактивная плазма анизотропна и невзаимна. Комбинация киральности с магнитоактивной плазмой дает ряд новых интересных свойств [3]. г-
Уже в первой половине XX века Линдман создал макроскопическую модель для явления киральности, используя в качестве киральных объектов проволочные спирали и микроволновый диапазон частот вместо светового. Опыты с

2.2 Эффект Доплера в киральных средах. Спектр излучения движущегося источника, обладающего собственными частотами.
Специфика киральных сред естественным образом скажется и на свойствах излучения движущихся источников. На возможность использования эффекта Доплера для получения высоких энергий в микроволновом диапазоне частот на рдной определенной частоте указывалось в работе [44]. Впервые эффект Доплера (изменение частоты воспринимаемого излучения в зависимости от скорости движущегося источника) в преломляющих средах был рассмотрен И.М.Франком [39], где был выявлен ряд особенностей этого явления. Так, эффект Доплера имеет сложный характер при скорости движения источника, превышающей фазовую скорость света в веществе, а также вблизи линий поглощения при нерелятивистском движении источника. В этих случаях есть область углов, при которых оказывается возможным существование сложного эффекта Доплера, когда доплеровская частота растет с ростом угла и т.п. Ясно, что для киральных сред возможны все те же эффекты, но с более многообразными свойствами. Эффект Доплера в анизотропных и гиротропных средах был исследован в работе К.А.Барсукова [45], где, в частности, было получено выражение для энергии, излучаемой осциллятором, ориентированным вдоль и поперек скорости его движения. В работе [46] рассматривалось распространение электромагнитных волн в движущейся киральной среде. Падающий луч из акиральной на кираль-ную среду перпендикулярно границе раздела преломляется не под одним, а под двумя углами в движущейся среде. Энгхета и др. [47] касались доплеровского эффекта в киральных средах, но это рассмотрение ограничивалось исследованием доплеровских частот и аберрации. В статье [47] показано, что доплеровский эффект в киральной среде проявляется как две сдвинутые частоты, одна для каждой собственной моды в киральной среде, и каждая из двух волн имеет свое направление распространения. В работах [48, 49] рассматривалось прохождение волн через движущийся киральный слой, в работе [50] рассеяние волн движущейся киральной сферой.
Простейшим движущимся излучателем, на примере которого можно выявить все особенности эффекта Доплера, является точечный электрический или маг-