Omvendte bølger

Bagudgående bølger er vandrende bølger med modsat fase og gruppehastigheder, hvor fasen bevæger sig mod bølgestrålingskilden [ 1 ] [2] .  I anisotrope strukturer er vinklen mellem disse hastigheder (eller med Umov-Poynting-vektoren) stump. Bagudgående bølger har en række bemærkelsesværdige, fundamentale fænomener og egenskaber. Især den omvendte Doppler-effekt , negativ refraktion [1] [2] og anti-spejlrefleksion, selvfokusering og overfokusering under brydning, såvel som under refleksion, smalbåndet eller begrænset frekvensspektrum af eksistens, udtalt selektiv dæmpning, og meget mere.

Historie

Historien om oprindelsen af ​​teorien om bagudgående bølger er forbundet med historien om begrebet negativ gruppehastighed for en bølge [1] [2] . Den første hypotese om muligheden for bølger med en negativ gruppehastighed blev foreslået af den engelske fysiker Arthur Schuster (1851-1934). Den engelske matematiker og hydrodynamiker Horace Lamb (1849-1934) [1] [2] påpegede dette i sin publikation af 11. februar 1904 . A. Shuster foreslog G. Lamb at studere betingelserne for fremkomsten af ​​bølger med en negativ gruppehastighed, hvilket han gjorde i 1904, efter at have overvejet bagudgående bølger i mekanikken for første gang [1] [2] . Samme år udvidede A. Schuster denne teori til optiske fænomener [3] , og beviste, at tilbagegående elektromagnetiske bølger er mulige ved en negativ gruppehastighed, og også det ved grænsen af ​​to medier, i det ene af hvilke en direkte bølge udbreder sig, og i den anden - en omvendt , er der en negativ brydning [1] [2] .

I 1905 påpegede Pocklington også, at i et medium, hvor en bagudgående bølge er mulig, genererer en oscillationskilde en bølge med en gruppehastighed rettet væk fra kilden, mens dens fasehastighed er orienteret mod kilden [1] [2] [ 4] .

I 1940'erne dukkede antenner og bagudbølgede mikrobølgelamper op , der brugte bagudgående bølger [1] [2] . Takket være dette faldt de delvist glemte bestemmelser i teorien om bagudgående bølger igen ind i fysikernes opmærksomhedssfære. F.eks. overvejede L. I. Mandelstam (1879-1944) i 1944 i sine forelæsninger om optik i detaljer virkningen af ​​bølgers udbredelse tilbage [5] , hvilket bidrog til udviklingen af ​​deres praktiske anvendelse og den teoretiske interesse, der fulgte i 1950'erne i udbredelsen af ​​bagudgående bølger bølger i transmissionslinjer [1] [2] . Et eksempel på dette er værket af G. D. Malyuzhinets (1951) [6] . DV Sivukhin i 1957 var den første til at bemærke, at fase- og gruppehastighederne af bølgen vil være modsat rettet i et medium med samtidig negative ε og µ [1] [2] [7] . I udviklingen af ​​denne idé beviste V. E. Pafomov i 1959 teoretisk muligheden for forekomsten af ​​bagudgående bølger i et medium med samtidig negative ε og µ. [1] [2] [8]

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metamaterialer i antenneteknologi: historie og grundlæggende principper  // Elektronik: videnskab, teknologi, forretning. - 2009. - Nr. 7 . — S. 70–79 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Slyusar, Vadim. Metamaterialer i antenneteknologi: grundlæggende principper og resultater  // First Mile. Last Mile (tillæg til tidsskriftet "Electronics: Science, Technology, Business"). - 2010. - Nr. 3-4 . — S. 44–60 .
  3. ↑ Arthur Schuster. En introduktion til teorien om optik. — Edward Arnold, London, 1904, s. 313-318.
  4. ↑ H. C. Pocklington. Vækst af en bølgegruppe, når gruppehastigheden er negativ. — Nature, bind 71, 1905, s. 607-608.
  5. ↑ Mandelstam L. I. Forelæsninger om nogle spørgsmål om oscillationsteorien (1944). Fjerde forelæsning / I bogen: Mandelstam LI Forelæsninger om optik, relativitetsteori og kvantemekanik. — M.: Nauka, 1972, s. 431-437.
  6. ↑ GD Malyuzhinets. En note om strålingsprincippet. — Zhurnal Technicheskoi Fiziki, vol. 21, nr. 8., s. 940-942 (på russisk. Engelsk oversættelse i Sov. Phys. Technical Physics), 1951.
  7. ↑ Sivukhin D.V. Om energien af ​​et elektromagnetisk felt i dispersive medier. - Optik og spektroskopi, 1957, bind 3, nr. 4, s. 308-312.
  8. ↑ Pafomov V.E. - ZhTEF, 1959. Nr. 36, s. 1853.
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier