к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Высокочастотная проводимость

Высокочастотная проводимость - характеристика проводников (металлов, полупроводников и др.), посредством к-рой задается линейная связь между плотностью тока j и напряженностью приложенного перем. электрич. поля частоты

Выражение (1) естественным образом обобщает Ома закон .Оно справедливо в локальном пределе, когда т. н. эффективная длина i_эф свободного пробега носителей заряда (для определенности электронов) ограничена:

Здесь - характерный размер, на к-ром изменяется поле , - длина свободного пробега электрона, - ср. скорость электронов (в металлах и вырожденных полупроводниках 10⁷-10⁸ см/с, в обычных полупроводниках скорость теплового движения), - время между столкновениями (время релаксации) электронов. Обычно лежит в пределах 10^-9- 10^-13 с и зависит от температуры и чистоты проводника и, кроме того, может изменяться с частотой.

В изотропных средах высокочастотная проводимость определяется (по порядку величины) соотношением:

Здесь - плазменная частота электронов, п - их концентрация, m*- эффективная масса электрона, е - его заряд. В анизотропных средах - тензор. При выполнении условия (2) описание высокочастотной проводимости возможно путём введения т. н. эффективной диэлектрич. проницаемости, учитывающей вклад электронов:

где - диэлектрич. проницаемость ионной решётки. Зависимость от частоты (временная дисперсия ) в электронных проводниках, в отличие от диэлектриков, проявляется, начиная с низких частот. Это - следствие наличия свободных носителей заряда, способных изменять свою энергию на сколь угодно малую величину. Роль характерной частоты, определяющей временную дисперсию, при низких частотах играет частота столкновений электронов , при высоких - плазменная частота. При вклад электронов проводимости в мал и различие между проводником и диэлектриком исчезает.

При ток проводимости обусловливает быстрое затухание эл.- магн. волны в тонком слое толщиной вблизи поверхности проводника (см. Скин-эффект ).Если при этом оказывается, что , то проводимость становится нелокальной: ток определяется значениями поля в области с размерами порядка . В этом случае необходим учет дисперсии пространственной, вследствие которой высокочастотная проводимость зависит от квазиимпульса, определяя связь между пространственными Фурье-компонентами плотности тока j и электрич. поля E. Учёт пространств. дисперсии необходим при низких темп-pax, когда длина свободного пробега становится достаточно большой.

При наложении постоянного магнитного поля H высокочастотная проводимость претерпевает существенные изменения: в даже в случае изотропного проводника появляются недиагональные холловские компоненты (см. Холла эффект; )кроме того, временная дисперсия определяется также и значением циклотронной частоты . Последнее играет особенно важную роль при , приводя к появлению циклотронного резонанса слабозатухающих волн - геликонов, магнитоплазменных (магнитогидродинамических), циклотронных и доплеронов, а также размерных эффектов в магн. поле.

T. к. поле и ток в проводниках сосредоточены вблизи поверхности, то существующие в магн. поле магнитные поверхностные уровни приводят к резонансным особенностям в относительно слабых полях, когда . В сильных магн. полях, удовлетворяющих условию , в высокочастотной проводимости металлов и вырожденных полупроводниках проявляются квантовые осцилляции. Наличие у проводника магн. свойств (парамагнетизма, ферромагнетизма, антиферромагнетизма) отражается на высокочастотной проводимости благодаря зависимости его магн. восприимчивости от .

Знание высокочастотной проводимости позволяет вычислить распределение электрич. поля в проводнике, поверхностный импеданс, характеризующий амплитуду и фазу отражаемой проводником волны, и коэф. прохождения волны через образцы ограниченных размеров (см. Импеданс).

Литература по высокочастотной проводимости

Абрикосов А. А., Введение в теорию нормальных металлов, M., 1972;
Ашкрофт H., Мермин Н., Физика твердого тела, пер. с англ., M., 1979;
Walsh W. M., Resonances hoth temporal and spatial, в кн. Solid state physics. The Simon Fraser university lectures, v. 1, N.Y., 1968, p. 127.

В. С. Эдельман

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира