Замедляющая система (замедляющая структура) - устройство, формирующее и канализирующее эл--магн. волны с фазовой скоростью v, меньшей скорости света с в вакууме (замедленные волны) и обеспечивающее их длительное, синхронное взаимодействие с потоками заряж. частиц. Величину п=с/v наз. коэф. замедления (замедлением), формально она совпадает с показателем преломления нек-рой эфф. среды. Длительное (в масштабе периода колебаний Т), синхронное взаимодействие частиц с волной обладает свойством избирательности, достигая макс, эффекта при скорости частиц vц~v. Этими определяются осн. области применения 3. с.: электронные СВЧ-приборы, основанные на индуцир. черенковском излучении и аномальном Доплера эффекте ,такие, как лампа бегущей волны (ЛБВ), лампа обратной волны (ЛОВ), магнетрон, нек-рые разновидности мазеров на циклотронном резонансе; синх-ротронные и линейные ускорители, сепараторы заряж. частиц; осциллографич. электронно-лучевые трубки бегущей волны. Аналогичные устройства в черенковских счётчиках, регистрирующие индивидуальное световое излучение быстрых частиц, наз. радиаторами. Эффект замедления достигается при помощи сплошных однородных сред с большими диэлектрич. и (или) магн. проницаемостями. Другой класс 3. с. связан с использованием неоднородных по длине (обычно периодич. или почти периодич.) структур. Это могут быть чисто металлич. устройства (спирали, волноводы с гофрир. стенками, цепочки связанных резонаторов и т. п.). Именно такие 3. с. п преобладают на практике (рис. 1).
Рис. 1. Примеры замедляющих систем: а - однозаходная спираль;б -
волновод с гофрированными стенками; в - гребёнка; г - диафрагмированный
волновод.
В спиральных 3. с. замедление п главной волны примерно равно отношению длины проводящих "нитей" спирали к длине их намотки, что позволяет интерпретировать механизм замедления как распространение волн тока со скоростью с вдоль этих проводящих нитей, т. е. по удлинённому пути (рис. 2). При этом дисперсия (зависимость n от w) отсутствует, групповая скорость равна фазовой.
РИС. 2. Модель спиральных замедляющихся систем: а - сплошной цилиндр с
анизотропной проводимостью, бесконечной вдоль витков и нулевой
перпендикулярно им; б - дисперсионная зависимость осесимметричной волны в
нём, n:=lim n при kR2/h'':, k=w/c.
В периодич. 3. с. любую компоненту поля нормальной волны u(r, t) = Reu0(r)•ехр(iwt) можно представить в виде суперпозиции т, н. пространств, гармоник (ПГ) (следствие Флоке теоремы):
где z - осевая, a r1 - поперечная к ней координаты; ет(r^) - амплитуда m-й ПГ, bm=b0+2pm/d - её волновое число, причём обычно полагают |b0|<|bm|; d - период 3. с. Фазовые скорости ПГ vm=w/bm отличаются
друг от друга.
Замедление и в др. случаях можно объяснить удлинением пути волн из-за
переотражений от периодически расположенных препятствий, это же приводит
и к возникновению ПГ в (1). В синхронизме с движущимися частицами могут
находиться любые ПГ, но это вовсе не означает, что и др. ПГ обязаны
быть медленными - волновое поле (1) допускает существование и быстрых
гармоник (|v|>c), к-рые в неэкранир. системах ведут себя как
излучающие (поэтому их иногда наз. вытекающими волнами). Величина и
направление групповой скорости определяются всем набором ПГ (1). У части
ПГ фазовые скорости совпадают по направлению с групповой (прямые
гармоники), у др. части vm противоположны групповой
скорости (обратные гармоники). Синхронизм с прямыми ПГ используется в
приборах типа ЛБВ, ускорителях и управляющих элементах
осциллография, трубок; в приборах типа ЛОВ используют синхронизм с
обратными ПГ.
Эффективность взаимодействия ВЧ-поля с движущимися частицами в 3. с.
характеризуется в электронных СВЧ-приборах сопротивлением связи Rсв = |Ет|2/2b2тР, а в ускорителях - шунтовым сопротивлением Rт=|Ет|2/2aР, где Р - поток энергии через поперечное сечение 3. с., Ет- компонента поля синхронной гармоники, действующая на заряж. частицы, a - коэф. затухания волн.
Важной особенностью нормальных волн в любой пе-риодич. системе являются частотные полосы ненропускания, когда Imbm№0 даже в системах без потерь. Это одномерный вариант отражения, возникающего в произвольных периодич. решётках (см. Брэгга-Вульфа условие).
Любую систему, направляющую волны, фазовая скорость к-рых меньше
скорости однородной волны в окружающем свободном пространстве, можно
отнести к 3. с., независимо от её назначения. Сюда, в частности,
относятся нее типы волноводов диэлектрических, а также системы, направляющие поверхностные волны.
Я. Ф. Ковалев, Р. А. Силин
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |