Lektsia_7 (842119), страница 3
Текст из файла (страница 3)
При этом даже приотсутствии потерь амплитуда волны будет убывать по экспонентеEm Em e jkx3 Em e k x3.Глубина проникновения1При p проводник. Еслиc.pk1c 0лap21 2pТаким образом, прито p , aл 0,. pплазма ведет себя какпостоянная распространения являетсядействительной величиной и плазма ведет себя как диэлектрик. При этом0 л 1и фазовая скорость больше, чем скорость света.cvô Однакогрупповаяëскорость,cхарактеризующаяраспространениеэнергии или сигнала,vãð d1 c ë,dkdkdт. е. меньше скорости света.
Так как собственная частотаpзависит отконцентрации электронов, то на одной и той же частоте плазма, взависимости от концентрации, ведет себя как диэлектрик или как проводник.Ионосфера, окружающая Землю, представляет ионизированную частьатмосферы, имеет сложную структуру и начинается с высоты 60 км. Свысотой концентрация электронов растет и ионосферу рассматривают каксложную структуру, каждый слой которой характеризуется определеннойконцентрацией электронов.В зависимости от частоты радиоволны эти слои ведут себя какдиэлектрическиеилипроводящиеслоиипоразномувлияютнараспространение волны. Одни слои волна проходит (как диэлектрик), от другихотражается (как от проводника).22Рассмотрим распространение электромагнитного поля в плазме.
Причастоте распространяющегося поляпроницаемости плазмы aлзначение диэлектрической pпочти совпадает со значением0 .Пусть монохроматический источник возбуждает плоскую однороднуюволну, распространяющуюся в направлении оси х3, в плазме без потерь истороннихисточников.Волновоеуравнение,определяющеераспространяющееся в плазме поле, согласно (7.18а), имеет вид: 2 E (n ) (n )2 0 0 E (n ) jn0 J нл (n ).x32(7.23)В линейном приближении распространение волны характеризуетсяуравнением 2 E ( ) 2 0 0 E 0,x32решение которогоE ( ) Em e j[t k ( ) x3 ] ,гдеk () 00 k0— постоянная распространения в плазме, равнаяпостоянной распространения в вакууме.В обычной формеE() Em () cos[t k () x3 ].Пусть вектор E направлен вдоль оси x1E() e1Em () cos[t k () x3 ],(7.24)тогда вектор H направлен вдоль оси x2H() e 2 H m () cos[t k () x3 ].(7.25)Электрическая и магнитная составляющие поля в плазме связанысоотношением 0 H 0 E.(7.26)Скорость движения электронов согласно (7.20) и (7.24)v() e1eEm sin[t k () x3 ].m23(7.27).