Xreferat.com » Рефераты по физике » Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах

Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах

В.В. Сидоренков

МГТУ им. Н.Э. Баумана


В настоящее время установлено [1], что реальная структура электромагнитного (ЭМ) поля представляет собой необычное с общепринятых позиций вихревое векторное поле, состоящее из двух функционально связанных между собой электродинамических полей: вихревог ЭМ поля с компонентами электрической Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и магнитной Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах напряженностей и поля ЭМ векторного потенциала с электрической Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и магнитной Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах компонентами. Указанное поле описывается системой базовых исходных фундаментальных соотношений в виде дифференциальных уравнений:

(a) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (b) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (1)

(c) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (d) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах,

которые непосредственно получаются из традиционных [2] уравнений Максвелла для ЭМ поля. Здесь Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах - постоянная времени релаксации заряда в среде за счет электропроводности. Проведенный анализ показал [1], что с концептуальной точки зрения электродинамическое поле, описываемое системой (1) физически логично называть реальное электромагнитное поле.

Основным фундаментальным своством соотношений (1) является возможность вывода на их основе не только системы уравнений Максвелла с Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах компонентами, но и структурно аналогичных максвелловской трех других систем электродинамических уравнений: поля ЭМ векторного потенциала с Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах компонентами, электрического поля с Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах компонентами и, наконец, магнитное поле с Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах компонентами. В частности, система электродинамических уравнений для магнитного поля будет иметь следующий вид:

(a) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (b) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (2)

(c) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, (d) Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах.

Поскольку при изучении взаимодействия электродинамического поля с материальной средой, в сущности, все сводится к стремлению описать энергетику явлений электромагнетизма, то однозначным подтверждением реальности структуры магнитного поля в виде двух компонент Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах служит следующее из уравнений (2) соотношение энергетического баланса для потока энергии, обуславливающей явление намагничивания материальной среды:

divЭкспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах. (3)

Данное соотношение баланса описывает энергетику условий реализации обычной магнитной поляризации среды (первое слагаемое правой части (3)) посредством переноса извне в данную точку потока вектора Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах соответствующей энергии. Однако это соотношение устанавливает также и наличие динамической поляризации вещества (в частности, проводящих сред) за счет действия переменной во времени магнитной компоненты поля векторного потенциала Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах. Важно отметить, что явления динамической магнитной поляризации уже имеет прямое экспериментальное воплощение: это эффект динамического намагничивания в ферритах и магнитоупорядоченных металлах [3].

Форма представленных систем уравнений системы (2) говорит о существовании волновых решений для компонент Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах магнитного поля. В этом можно убедиться, взяв, как обычно, ротор от одного из роторных уравнений системы, и после чего подставить в него другое роторное уравнение. В качестве иллюстрации получим волновое уравнение, например, относительно Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах:

Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах.

Здесь, согласно (2d), Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах - оператор Лапласа, а Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах- фазовая скорость волны в отсутствие поглощения. Как показал анализ [1], компоненты Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах волн магнитного поля в диэлектрической среде ведут себя специфично: Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, то есть имеют взаимный сдвиг по фазе на π/2. Кроме того, в зависимости от частоты их амплитуды связаны между собой весьма необычно: Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах. Конечно, математически данный результат тривиально очевиден, поскольку, согласно (1), компоненты магнитного поля связаны посредством производной по времени. Однако концептуально с физической точки зрения это неожиданно и требует всестороннего анализа.

Справедливости ради следует сказать, что впервые о возможности реального существования чисто магнитной поперечной волны с двумя компонентами Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, сдвинутыми при распространении по фазе на π/2, официально в виде приоритета на открытие заявил Докторович еще в 1980 году, и этот факт он с удивительным упорством, достойным лучшего применения, безуспешно пытается донести до других, ссылаясь на заявленный приоритет и свою статью по этой теме, везде публикуемую многие годы (например, [4]). Печально, но только Время - высший судья, и именно оно расставит всех и все по своим местам! Однако будем надеяться, что независимое подтверждение этого научного достижения Докторовича будет для него серьезной поддержкой в общении с оппонентами.

Анализ уравнений системы (2) показывает [1], что для проводящей среды в асимптотике металлов (Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах), как и должно быть [2], их волновые решения имеют вид экспоненциально затухающих в пространстве плоских волн со сдвигом фазы между компонентами на π/4.

Наряду с теоретическим анализом, были проведены эксперименты по изучению необходимых условий возбуждения и возможность распространения электродинамических полей в металлах, отвечающие на два физически важных вопроса: волны каких полей можно реально возбудить в металлах и каковы частотные ограничения дисперсионного соотношения для проводящей среды в асимптотике металлов Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах при длинах волн l ® Ґ?

Возбуждение электродинамических полей в металле (пластинки меди и алюминия) производилось на низких частотах n = 50 - 50.103 Гц и было возможным только с помощью магнитной антенны, так как импеданс ближней зоны излучения лишь у магнитного диполя сопоставим с импедансом металлической среды. Прием прошедшего через металл излучения был возможным также лишь магнитной антенной, что однозначно говорит о наличии в принимаемом сигнале составляющей только магнитного поля и об отсутствии на выходе других составляющих электродинамического поля, названного в [1] реальное электромагнитное поля .

Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлахДля определения закона частотной дисперсии волнового числа магнитной волны в металле его действительная часть Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах измерялась по сдвигу фазы колебаний волны при ее прохождении в плоском слое толщиной l : Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, а мнимая часть Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах - по затуханию амплитуды волны. Так как в теории металлов хорошим приближением является равенство Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах [2], то следует ожидать, что указанные измерения посредством этих двух способов должны давать одинаковые результаты.

На рис. графически представлены результаты измерений Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах по фазе (мелкие штрихи) и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах по затуханию (штрихи крупнее) для медной пластинки толщиной l = 1,9 мм. Видно, что измеренные указанными способами частотные зависимости значений Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах практически совпадают (различия менее 5 %) и соответствуют формуле волнового числа для плоской ЭМ волны в проводящей среде в асимптотике металлов Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах [2] при Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах (сплошная линия). Все это позволяет утверждать, что известная технология индукционного нагрева металлов с помощью магнитного индуктора – это использование в реальной практике физического процесса возбуждения в проводящей среде магнитных поперечных волн. Здесь вполне уместно и пошутить: если Вам повезло и Вы сделали открытие, то загляните в книгу, там об этом уже все написано!

Однако с понижением частоты значения мнимой части волнового числа Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах сильно отклоняются от его действительной части Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах: в медной пластинке на частотах Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах 2.103 Гц и алюминия ( l = 1,4 мм) при Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах 3.103 Гц. В области этих частот при их уменьшении, график Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах переходит от обычного Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах к линейной зависимости по Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и окончательно Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах. Соответственно, определяемая из Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах частотная зависимость скорости распространения волны в металле Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах сначала ведет себя обычно Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, но при понижении частоты переходит к Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлахconst и затем окончательно Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах. Абсолютный минимум значений скорости для пластинки меди был ~ 14 м/с, а алюминия ~ 22 м/с. Отклонение характера частотных зависимостей Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах и Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах от обычных Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах определяется толщиной проводящего слоя: в толстых пластинках это изменение наступает на меньших частотах, а в тонких – на более высоких частотах. Поскольку на фиксированной частоте величина Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах является константой данного материала и не может зависеть от толщины слоя, то наблюдаемое отклонение закона дисперсии от Экспериментальное наблюдение волн магнитного поля и исследование их распространения в металлах, справедливого для поперечных плоских волн, физически обусловлено регистрацией структуры поля ближней зоны возбуждаемого излучателем (согласно измерениям, дипольного). Именно это и отражается в измерениях с понижением частоты при приеме сигнала прошедшего через пластинку излучения.

Резюме: установлено реальное существование в Природе волн магнитного поля, способных эффективно взаимодействовать и распространяться в металлах.

Литература:


1. Сидоренков В.В. // revolution./physics/00036062.html.

2. Матвеев А.Н. Электродинамика. М.: Высшая школа, 1980.

3. Сидоренков В.В., Толмачев В.В., Федотова С.В. // Известия РАН. Сер.

Физическая. 2001. Т. 65. № 12. C. 1776-1782.

4. Докторович З.И. // sciteclibrary/rus/catalog/pages/4797.html.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: