Fordított hullámok

A visszafelé irányuló hullámok ellentétes fázis- és csoportsebességű haladó hullámok , amelyekben a fázis a hullámsugárforrás felé mozog [ 1 ] [2] .  Az anizotróp struktúrákban e sebességek közötti szög (vagy az Umov-Poynting vektorral) tompa. A visszafelé irányuló hullámoknak számos figyelemre méltó, alapvető jelensége és tulajdonsága van. Különösen az inverz Doppler-effektus , a negatív fénytörés [1] [2] és a tükörellenes visszaverődés, önfókuszálás és túlfókuszálás a fénytörés során, valamint a visszaverődés során, keskeny sávú vagy korlátozott frekvenciaspektrumú létezés, kifejezett szelektív csillapítás, és még sok más.

Történelem

A visszafelé irányuló hullámok elméletének eredettörténete összefügg a hullám negatív csoportsebessége fogalmának történetével [1] [2] . Az első hipotézist a negatív csoportsebességű hullámok lehetőségéről Arthur Schuster (1851-1934) angol fizikus javasolta. Horace Lamb (1849-1934) angol matematikus és hidrodinamikus [1] [2] mutatott rá erre 1904. február 11-i publikációjában . A. Shuster azt javasolta G. Lamb-nek, hogy tanulmányozza a negatív csoportsebességű hullámok megjelenésének feltételeit, amit 1904-ben meg is tett, miután a mechanikában először foglalkozott visszafelé irányuló hullámokkal [1] [2] . Ugyanebben az évben A. Schuster kiterjesztette ezt az elméletet az optikai jelenségekre [3] , bizonyítva, hogy negatív csoportsebesség mellett lehetségesek visszafelé irányuló elektromágneses hullámok, valamint azt is, hogy két közeg határán, amelyek közül az egyikben közvetlen hullám terjed, a másikban pedig egy fordított , negatív fénytörés van [1] [2] .

1905-ben Pocklington arra is rámutatott, hogy egy olyan közegben, ahol lehetséges a visszafelé irányuló hullám, az oszcillációs forrás csoportsebességű hullámot generál, amely a forrástól elfelé irányul, míg a fázissebessége a forrás felé orientálódik [1] [2] [ 4] .

Az 1940-es években megjelentek az antennák és a visszafelé ható mikrohullámú lámpák [1] [2] . Ennek köszönhetően a visszafelé irányuló hullámok elméletének részben elfeledett rendelkezései ismét a fizikusok figyelmébe kerültek. L. I. Mandelstam (1879–1944) 1944-ben például az optikáról tartott előadásaiban részletesen foglalkozott a hullámok visszafelé terjedésének hatásával [5] , ami hozzájárult gyakorlati felhasználásuk fejlődéséhez és az 1950-es években ezt követő elméleti érdeklődéshez. visszafelé irányuló hullámok terjedésében.hullámok a távvezetékekben [1] [2] . Példa erre G. D. Malyuzhinets munkája (1951) [6] . DV Sivukhin 1957-ben jegyezte meg először, hogy a hullám fázis- és csoportsebessége ellentétes irányú lesz egy olyan közegben, ahol egyidejűleg negatív ε és µ [1] [2] [7] . Ennek az ötletnek a kidolgozásakor 1959-ben V. E. Pafomov elméletileg bebizonyította a visszafelé irányuló hullámok előfordulásának lehetőségét egy olyan közegben, amelyben egyidejűleg negatív ε és µ. [1] [2] [8]

Lásd még

• metaanyag
• Hátsó hullám lámpa

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metaanyagok az antennatechnológiában: történelem és alapelvek  // Elektronika: tudomány, technológia, üzlet. - 2009. - 7. sz . – S. 70–79 .
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metaanyagok az antennatechnológiában: alapelvek és eredmények  // First Mile. Last Mile (melléklet az "Electronics: Science, Technology, Business" folyóirathoz). - 2010. - 3-4. sz . — S. 44–60 .
3. ↑ Arthur Schuster. Bevezetés az optika elméletébe. – Edward Arnold, London, 1904, p. 313-318.
4. ↑ H. C. Pocklington. Egy hullámcsoport növekedése, ha a csoport sebessége negatív. – Természet, 71. évf., 1905, p. 607-608.
5. ↑ Mandelstam L. I. Előadások az oszcillációelmélet néhány kérdéséről (1944). Negyedik előadás / A könyvben: Mandelstam LI Előadások az optikáról, a relativitáselméletről és a kvantummechanikáról. — M.: Nauka, 1972, p. 431-437.
6. ↑ GD Malyuzhinets. Megjegyzés a sugárzás elvéről. – Zhurnal Technicheskoi Fiziki, vol. 21, sz. 8., p. 940-942 (oroszul. Angol fordítás in Sov. Phys. Technical Physics), 1951.
7. ↑ Sivukhin D.V. Az elektromágneses mező energiájáról diszperzív közegben. - Optika és spektroszkópia, 1957, 3. kötet, 4. szám, 308-312.
8. ↑ Pafomov V.E. - ZhTEF, 1959. 36. sz., p. 1853.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz