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ISSN: 2321 - 6212
国家研究电子科技大学MIET,俄罗斯
收到的日期:12/09/2018;接受日期:14/11/2018;发布日期:21/11/2018
DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000238
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表面电磁波(缝)已知的200年。第一个人告诉人类和尚大卫布儒斯特(布儒斯特角)。现在被广泛应用在光学和调查在太赫兹频段在该地区形成了纳米技术的现状和未来发展的基础(等离子)。历史研究电磁波在不同性质的空间Maxwell-Hertz波的边界和新兴两个媒体不同的介电性能,由普遍接受XX世纪早期Sommerfeld-Zennek缝的概念,直到她直言否认middle-century, 60年的复兴兴趣和实验证实了二十一世纪的开始。缝在俄罗斯,发达的理论,实验证明缝的存在:一波又一波的超高频率检测并在实验室研究磁化半导体;盐(海洋)水;气体等离子体和金属;观察体内。缝存在频率的光。到目前为止,他们是最好的探索超高频范围。 Extended field studies in the field of high, low and Ultralow frequencies holds exciting prospects: (OTH) radar, new channels of global telecommunications, monitoring the surface of oceans, weather management, wireless transfer of energy flows on the surface and the bottom edge of the ionosphere from continent to continent. SEW have dramatic past, pragmatic present and a great future.
电磁、无线电波、金属
缝的存在和属性遵循麦克斯韦方程组的解与相应的边界条件。菲涅耳任务(射击、反射、折射波)额外的任务进行特征值相关的边界的波动电磁场和物质(称为等离子体光学或Plasmon-Polariton) [1](图1)。
图1所示。沿着曲面表面电磁波传播。电力量;ε,ε0介质渗透率的媒体。
•表面电磁波特征振荡型表面部分两个媒体。他们代表电荷载体的波动(介质)的原子和分子或自由(导电媒体),伴随着电磁波的振幅衰减指数的出现当你删除在双方的接口,以及沿着它;最大振幅是表面上。当删除从对称源表面没有缝衰变的振幅的衰减是距离的平方根成反比(分歧)。表面波“粘”和遵循其曲率。
•空间和表面电磁波的性质不同。空间波Maxwell-Hertz«波场»(2]。
•表面波Tesla-Sommerfeld——Zenneck价格标签是“波电流”煽动“波场”在两个相邻的媒体(3]。
•缝中观察到一个广泛的频率:从最低到光学。缝理论开发了来自不同国家的科学家几十年来,但实验缝的存在证明了俄罗斯学者:体外在超高频范围安装波的物理性质分布在盐水中,气体等离子体,在磁化半导体,金属对人体。
历史的研究
•1899年7月3尼古拉·特斯拉在科罗拉多州看过地球站电磁表面波带闪电(4,5]。
•1899年阿诺德•索姆费尔德介绍“表面电磁波”的概念,当考虑轴向电流的任务在一个线万岁,麦克斯韦方程的解,振幅下降指数与距离导线的表面(6]。
•1901年广播发生古格列尔莫。马可尼横跨大西洋的频率30千赫。这是一个了不起的发现的反思在海洋传播机制。对电离层的存在,没有怀疑,所以远距离无线电通信的可能性由于电离层无线电电波的反射没有讨论。相反,它是suggestedt,在他的经验,以及实验的特斯拉,放弃新型电磁波面波。有趣的是,他们的实验马可尼越过大西洋80倍!也许,因为他只有22岁。目前,有合理的理由相信在他的实验中表面波兴奋与马可尼在海水和空间波被定向到电离层。他激发天线倒锥形波前斜率和辐射的一部分提供能源针对表面波;其余的能量是直接在空间波进入电离层(7]。
•1902年。罗伯特·伍德,研究金属光栅的衍射特性,发现在一些频率的光偏转衍射定律,名叫“异常木头。“1941年美国法诺解释说这些anomalies-the入射辐射的能量进入领他们表面电磁波(8]。
•1907年。J Zennek指出索姆费尔德电波传播研究的关系在地球表面和显示,麦克斯韦方程与相关边界条件允许的决定,可以称为表面波发送平面第二部分媒体,即是两个平面的组合波,其中一个是局部空气和另一个图1地球。
•1909年。索姆费尔德第一次严格的偶极子发出的电磁波传播理论位于两个均匀的平面部分媒体(地面和空中)——重要一步他尽管没有土地一个完美的导体,和atmosphere-ABSOLUT-insulator,归因于每个最终介电permeatability和电导率的一半。
•1910年。索姆费尔德曾表明,兴奋是偶极子的电磁场可以表示成表面和体积的总和。他认为,在大距离缝盛行的来源,所以他们联系了表面波射线源;雷竞技网页版考虑证明距离源是一个表面波。
•1916 N。特斯拉写道。索姆费尔德证实了他(特斯拉)得出的存在对地球表面的电磁波传播。
•1919年- 1933年在Weil的理论著作,范德堡尔、退役军人霍英东等。索姆费尔德输出受到了挑战和发现是错误的。
•1933 - 1941年在大规模现场实验费尔德曼(1933),巴罗(1937),曼德尔斯塔姆和Papaleksi(1934 - 41),研究地球表面附近的传播(地球的光线),由传统radioantennas动画,表面电磁波并没有被观察到。原因在于传统radioantennas缝不激发;他们只激发电磁波Maxwell-Hertz严格截面。缝激励需要一个特殊的天线(datskole)创建斜电场,具有横向和纵向组件。
•1950年世界Radio-established意见:带缝的实际排放不可能和缝记录显示的概念物理现实:这个wave-myth,幻影,海市蜃楼,飞翔的荷兰人,数学院士L。我(9,10]。曼德尔斯塔姆声称:“不存在表面电磁波,原则上,与表面声波,可能不存在”(11]。这是一种误解推迟70年放射物理学的世界的发展。
•1951年Goubo excitecited,观察,但不调查在金属线缝。
•1950 - 1970缝“盲目”中使用的技术,但是实验研究并没有因为他们“关闭”。
•1970年V.N.Datsko发现在室温下微波慢表面电磁波(表面magnetoplasmon)磁化InSb [12- - - - - -17]。
•1974 p·汉森观看缝在频率低于15 MHz公路237公里海洋,但没有意识到他的结果——«异常汉森»[18,19]。1989年BDK表明,汉森的缝(20.- - - - - -23]。
•1971 - 1980 V.Bajbakov@V。Datsko实验安装物理性能缓慢magnetoplazmons微波传播与机动性高磁化半导体载流子在室温下;慢SMPW理论(表面magnetoplasmon)是由诉Yakovenko,独立,J。Kistovich (1983) (24- - - - - -35]。
•1981年- 1990年造成Bajbakov, V。N Datsko, Yi.V。Kistovich发现缝在盐水(20.]。使用一个虚构的诉Datsko发射器,它们引起了缝盐水并讨论了她所有的属性。
•1990年至2010年一个新的方向缝在光学频率range-plasmonics [36]。
•2008 Yi.D。Rotenko构造logoperiodical天线缝纫机车类型(1]。
•2010 - 2014 V.N. Datsko看着缝上人体;在户外的金属波导;在金属;在火车铁轨上。
•2014 - 2016教授舍甫琴科建造的现代理论缝盐水(36- - - - - -38]。
缓慢的表面波(Magnitoplazmon)
“以前未知的物理现象,代表了伟大的科学和实用价值”——诺贝尔奖得主院士a . m .普罗霍罗夫。
•开放的公式
•由于违反边境的同质性的空间部分媒体和girotropie半导体在磁场中,电磁场传播在其表面形式的片面的定向面波相速度,远低于光速的速度,取决于外部磁场的大小,即。介质的折射率可以改变在波传播的过程(图2)。
图2。低InSb magnitoplasmic表面波。磁场1、2 T,频率35 MGz角= - 50°。
科学发现的新颖和实用价值
•缝正在根本性变化缓慢的理解电动表面导电介质的性质,结构和表面电磁波的性质。他们可以用来创建新的方法研究半导体和金属的表面(低温),定义半导体等离子体的参数和诊断。慢波的具体属性提供一个机会来创造新的磁场传感器功能的无线电设备,活跃的固态微波设备和magnitoplazmennye灯运行,管理元素平面光学信息处理系统。折射率的南都设备可能(取决于类型的等离子体)10 - 109,可以补充设备看见(表面声波波),甚至取代他们在微波领域的技术,将设备不适用。缝有频率低于血浆和回旋加速器;在此基础上可以创建设备范围内几赫兹到1012赫兹,红外线范围。这些设备都是基于一个原则,如果可能阻止了一个广泛的频率范围平滑使用磁场频率捷变(图3)。
图3。表面波的色散特性。
表面电浆子
光波之间在一定条件下,针对金属和介质之间的边界部分和移动电子表面的金属共振交互发生:电子开始振动与波动机智的电磁场在金属表面产生的电磁波或构成等离子体-电子密度波,传播边境部分就像池塘表面的涟漪,打扰一个堕落的石头(图42)。
图4。光束落在金属的表面,产生等离子体电子密度波,可以用来发送大量的信息。如果光线集中在环槽的表面,有同心波环的高和低电子密度,如图。
图5。法诺和Zennek的存在。
图6。本地化的缝海洋水和空气,和波长衰减作为频率的函数。
图7。缝方向图:问题是解决励磁使用Datskole-cavity天线共振类型,这保证了最大程度的定向表面的水。
图8。衰退电磁场兴奋dapole海洋表面的水,去除exc iter的:1。表面波;2。散装(空间)波;3所示。“地球的光线”(表面和空间电磁波)的混合物。Points-experiment、固体一条计算。3.88 GHz频率、波长7.8厘米水盐度35‰。
图9。衰减缝(1)和«容易地梁»(2)取决于海水的频率。
图10。定向模式在体积和雷达探测距离(空间)的电磁波(黑),地梁(蓝色),缝(红色)。
图11。励磁机缝(datskole)及其辐射模式。用于激励缝上金属痕迹。射频的专利。
图12。依赖的表面波的强度(z -轴)的频率(x轴)和发射天线之间的距离(轴)。最小距离(3米)中心的紫色的直方图。在前台蓝色track-background。
图13。缝在铁轨上。目前铁路的振幅取决于病原体的距离。红色的十字架表示阴谋的开始和结束。
实验数据证实了付款。
水平轴上的图形距离(R,厘米),垂直轴的纵向分量的强度的产品电波的Ez和R (mV x sm)的距离。
的范围上的雷达VEW-40公里;“世俗”梁- 300公里;SEW-over 1000公里。
扫描频率在每一个生产的14分(3、6、9、12、15、18、21、24、27日,30日,33岁,36岁,39.42米)距离病原体。
•表面电磁波Sommerfeld-Zennek-Tesla的概念,本质上不同于Maxwell-Hertz电磁掠经典放射物理学XX century-proven俄罗斯物理学家的问题。
•有必要告知科学界的存在在我们身边除了空间(3 d)电磁波的表面(2 d)电磁波,这是比空间与周围的媒体密切相关,并让科学家有机会观察任何调查的秘密角落空间,物体或系统。
•缝二十一世纪物理学的基本问题和技术。实际应用的范围是巨大的:监测地球的表面,海洋,电离层;纳米技术、雷达、无线电通讯、导航、etc.-new科学和技术进步的方向。第一个国家领导人实现缝的功能将科学和技术的进步。
