Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 222 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

теоретическими значениями, рассчитанными по формуле (5.1.15). Описанная установка позволяет получить
экспериментальную кривую дисперсии металлоленточной структуры и сравнить её с теоретической
зависимостью (рис. 304).
5.2. ПОГЛОЩЕНИЕ ВОЛН
Если частота света, падающего на вещество, оказывается близкой к собственной частоте колебаний
электронов в атомах, то наступает явление резонанса. При этом энергия падающего света расходуется на
возбуждение атомов вещества, что в свою очередь приводит к расходованию энергии излучения, т.е. к
поглощению света. Как показывают соответствующие опыты, наиболее сильное поглощение как раз
наблюдается в области аномальной дисперсии. Избирательное поглощение различными веществами различных
частот видимого спектра используется для изготовления различных световых фильтров.
Поглощение электромагнитных волн диапазона СВЧ можно моделировать, исследуя прохождение
сантиметровых волн через решётку резонансных диполей (рис. 42). Размеры решётки 25
× 25 см. Длина диполей
(6 см) кратна длине волны
λ
= 3 см. Диполи образуют решётку с трансляциями а = 10 мм b = 70 мм. Решётка
облучается электромагнитной волной, частота которой изменяется от 8 до 12 ГГц, а амплитуда практически
остаётся неизменной. Для постановки опыта используется измеритель комплексных коэффициентов передачи
Г4-36. Блок-схема установки приведена на рис. 305.
Рис. 305
Генератор качающейся частоты Г через рупорный волновод И излучает в пространство линейно
поляризованную волну, частота которой периодически меняется с частотой 12,5 Гц в диапазоне 8…12 ГГц.
Излучение волны дополнительно модулировано по амплитуде низкой частоты 10 кГц. Приёмником П служит
рупор с широкополосной детекторной секцией. Отдетектированный сигнал низкой частоты, пройдя через
усилитель У2-4, поступает на вертикальный вход осциллографа ЭО-7. Горизонтальная развёртка луча
осциллографа осуществляется пилообразным напряжением, управляющим частотой генератора качающейся
частоты. Таким образом, горизонтальное смещение луча на экране осциллографа пропорционально частоте
даваемой генератором качающейся частоты, от 8 до 12 ГГц, а по вертикали смещение луча пропорционально
амплитуде волны, поступающей в приёмник в том же диапазоне частот.
Если между источником и приёмником волн нет поглощающей среды, амплитуда принимаемых волн во всем
диапазоне частот 8…12 ГГц одинакова (рис. 306). Поместим между источником и приёмником волн решётку Р
из металлических диполей так, чтобы диполи были параллельны электрическому вектору
E электромагнитной
волны, падающей на них. Так как длина диполей (6 см) кратна длине волны λ = 3 см, которой соответствует
частота 10 ГГц, то на этой частоте происходит интенсивное возбуждение диполей. Вследствие этого на этой
частоте происходит заметная потеря энергии и минимальное прохождение волн через решётку (рис. 307).
Впервые этот опыт был предложен профессором Н.Н. Маловым.
Найдём закон поглощения света. Пусть на слой вещества толщиной l падает свет с интенсивностью
0
I .
Разобьём рассматриваемый слой вещества на элементарные слои dl, в пределах которых интенсивность света
можно считать постоянной (рис. 308). Изменение интенсивности света dI в слое толщиной dl пропорционально
как величине этого слоя, так и самой интенсивности, т.е.
kIdldI
−
=
, (5.2.1)
Рис. 306 Рис. 307

Страницы