Reverzní vlny

Zpětné vlny jsou postupné vlny s opačnou fázovou a skupinovou rychlostí, ve kterých se fáze pohybuje směrem ke zdroji vlnového záření [ 1 ] [2] .  V anizotropních strukturách je úhel mezi těmito rychlostmi (nebo s Umov-Poyntingovým vektorem) tupý. Zpětné vlny mají řadu pozoruhodných, zásadních jevů a vlastností. Zejména inverzní Dopplerův jev , negativní refrakce [1] [2] a antizrcadlový odraz, samozaostření a přeostření při lomu, stejně jako při odrazu, úzkopásmové nebo omezené frekvenční spektrum existence, výrazný selektivní útlum, a mnohem víc.

Historie

Historie vzniku teorie zpětných vln je spojena s historií konceptu negativní grupové rychlosti vlny [1] [2] . První hypotézu o možnosti vln se zápornou skupinovou rychlostí navrhl anglický fyzik Arthur Schuster (1851-1934). Upozornil na to anglický matematik a hydrodynamik Horace Lamb (1849-1934) [1] [2] ve své publikaci z 11. února 1904 . A. Shuster navrhl G. Lambovi, aby studoval podmínky pro vznik vln se zápornou skupinovou rychlostí, což učinil v roce 1904, když poprvé uvažoval o zpětných vlnách v mechanice [1] [2] . V témže roce rozšířil A. Schuster tuto teorii o optické jevy [3] , čímž dokázal, že zpětné elektromagnetické vlnění je možné při záporné grupové rychlosti, a také, že na rozhraní dvou prostředí, v jednom z nichž se šíří přímá vlna, se šíří přímá vlna. a ve druhé - reverzní , je negativní lom [1] [2] .

V roce 1905 Pocklington také poukázal na to, že v prostředí, kde je možná zpětná vlna, zdroj kmitání generuje vlnu se skupinovou rychlostí směřující pryč od zdroje, zatímco její fázová rychlost je orientována ke zdroji [1] [2] [ 4] .

Ve čtyřicátých letech se objevily antény a mikrovlnné lampy se zpětnou vlnou využívající zpětné vlny [1] [2] . Díky tomu se částečně zapomenutá ustanovení teorie zpětných vln opět dostala do sféry zájmu fyziků. Například L. I. Mandelstam (1879–1944) se v roce 1944 ve svých přednáškách z optiky podrobně zabýval vlivem zpětného šíření vlnění [5] , což přispělo k rozvoji jejich praktického využití a teoretickému zájmu, který následoval v 50. při šíření zpětných vln.vlny v přenosových vedeních [1] [2] . Příkladem toho je práce G. D. Malyuzhinets (1951) [6] . DV Sivukhin v roce 1957 jako první poznamenal, že fázové a skupinové rychlosti vlny budou opačně směrovány v médiu se současně zápornými ε a µ [1] [2] [7] . Při vývoji této myšlenky V. E. Pafomov v roce 1959 teoreticky prokázal možnost výskytu zpětných vln v prostředí se současně zápornými ε a µ. [1] [2] [8]

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metamateriály v anténní technice: historie a základní principy  // Elektronika: věda, technika, obchod. - 2009. - č. 7 . — S. 70–79 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metamateriály v anténní technologii: základní principy a výsledky  // First Mile. Last Mile (Dodatek k časopisu "Electronics: Science, Technology, Business"). - 2010. - č. 3-4 . — S. 44–60 .
  3. ↑ Arthur Schuster. Úvod do teorie optiky. — Edward Arnold, Londýn, 1904, str. 313-318.
  4. ↑ H. C. Pocklington. Růst vlnové skupiny, když je rychlost skupiny záporná. — Příroda, díl 71, 1905, str. 607-608.
  5. ↑ Mandelstam L. I. Přednášky o některých otázkách teorie kmitů (1944). Čtvrtá přednáška / V knize: Mandelstam LI Přednášky z optiky, teorie relativity a kvantové mechaniky. — M.: Nauka, 1972, s. 431-437.
  6. ↑ GD Malyuzhinets. Poznámka k principu záření. — Zhurnal Technicheskoi Fiziki, sv. 21, č. 8., str. 940-942 (v ruštině. Anglický překlad v Sov. Phys. Technical Physics), 1951.
  7. ↑ Sivukhin D.V. O energii elektromagnetického pole v disperzních médiích. - Optika a spektroskopie, 1957, roč. 3, č. 4, s. 308-312.
  8. ↑ Pafomov V. E. - ZhTEF, 1959. č. 36, s. 1853.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie