Распространение волн в диспергирующих средах. Аверина Л.И. - 24 стр.

                                                24
моментом и в отсутствие поля. М еха низм          поляриза ц ии                        та кого
диэлектрика сводитсяк ориентирую щ емудействию поляволны .
     Д лята ких диэлектриков:

                                        ε (0 ) − 1                    (ε (0 ) − 1)ωτ
                       ε ' (ω ) − 1 =                ,   ε " (ω ) =,
                                 1+ ω τ      2 2
                                                        1 + ω 2τ 2
гдеε (0) – ста тическа я диэлектрическа я прониц а емость, τ - время рела кса ц ии –
времяпереориента ц ии диполей . Ф ункц ия ε " , а зна чит и потери энергии, имею т
ма ксимум при ωτ = 1 . В па рах воды τ ≈ 10−11 с, поэтому “резона нсноепоглощ е-
ние” возмож но только вмиллиметровом диа па зонеэлектрома гнитны х волн.
      О ста новимся болееподробно на а на лизепрактически ва ж ной за висимо-
сти ε (ω) длявоздуха , предста вляю щ его собой смесь молекул га зов (а зота , ки-
слорода и т.д.) и па ров воды . П ри ωτ << 1 дисперсия для па ров воды
несущ ественна . П оэтому при распространении волн са нтиметрового диа па зона
и болеедлинны х втропосферемож но пользова тьсяформулой :

                                                         ω 2p
                                ε (ω ) − 1 = ∑                     + ε (0 ) .
                                                     ω 2i0 − ω 2

Здесь мы счита ли, что полевсредеравно полю волны , и пренебрегли соуда ре-
ниями. Собственны еча стоты молекул га зов ω 2i 0 , входящ их в соста в воздуха ,
леж а т в обла сти > 15 ГГц . П оэтому для волн с λ > 3 см дисперсии почти нет.
О дна ко в оптическом и миллиметровом диа па зона х имею тся обла сти резона нс-
ного поглощ ения волн. П оэтомудляц елей радиосвязи втропосферевэтих диа -
па зона х необходимо вы бирать “окна прозрачности”, т.е. пользова ться
ча стота ми, несовпа да ю щ ими с собственны мича стота ми среды .

   3.4 Ди эле
            ктр и ч е
                    с кая пр они ц ае  мос ть и р ас пр ос тр ане
                                                                ни еволн
                  в ср едах с о с воб одными зар ядами

       П римерами сред, содерж а щ их свободны еза ряды , могутслуж итьмета ллы
и пла зма . Т ипична я пла зма – это сильно или полностью ионизирова нны й га з.
П ла змой та кж ена зы ва ю т сла бо ионизирова нны й га з и электронны й га з в полу-
проводника х и мета лла х. М ы в да льней ш ем будем ра ссма трива ть в основном
га зовую пла зму. И менно с та кой пла змой приходится ста лкива ться при рас-
смотрении волновы х проц ессов вземной а тмосфереи вкосмическом простран-
стве. Д ля вы ясненияособенностей ра спространения волн в пла зменеобходимо
на йтиза висимостьеё диэлектрической прониц а емости отча стоты .
       Ра ссмотрим на иболеепростую модель, да ю щ ую доста точно хорош еесо-
гла сиес экспериментом. Будем счита тьсредуква зинейтральной и пренебреж ё м
тепловы м движ ением ча стиц . П ри этом в полеволны будет происходить лиш ь
упорядоченноедвиж ение.