Поляризации излучения

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ относительная - хар-ка диэлектрика, показывающая его способность поляризоваться в электрич. поле. Для изотропного диэлектрика Д.в. х ~ скалярная безразмерная величина, равная: % = Р/(е.оЕ), где ео -электрическая постоянная, Р - модуль вектора поляризации диэлектрика, Е - модуль напряжённости электрического поля. Произведение относит. Д.в. на электрич. постоянную наз. абсолютной диэлектрической восприимчивостью. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ относительная - одна из важнейших физ. хар-к диэлектриков. Д.п. изотропного диэлектрика - скалярная безразмерная величина е, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух электрич. зарядов в среде меньше, чем в вакууме, связана с относит, диэлектрической восприимчивостью х соотношением

КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ - устройство из двух или более подвижных или неподвижных электродов (обкладок), разделённых слоем диэлектрика, толщина к-рого мала по сравнению с размерами обкладок; обладает способностью накапливать электрич. заряды. Действие К.э. осн. на поляризации диэлектрика, возникающей при подаче напряжения на его обкладки. Применяется в радиотехнике, электронике, электротехнике и т.д. в качестве элемента с со-средоточ. электрической ёмкостью. К.э. часто включаются группами (в виде батарей); при параллельном соединении К.э. общая ёмкость батареи Се, ~ С-\ + С2 + ... + Сп, при последоват. соединении

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ЭРД) - ракетный двигатель, в к-ром для создания тяги используют рабочее тело, к-рое разгоняется до весьма высоких скоростей (недостижимых в химических ракетных двигателях] с помощью электрич. энергии бортовой энергоустановки КА. Для ЭРД характерен высокий уд. импульс (до 100 км/с и более). Однако большой расход энергии и малое отношение тяги к площади поперечного сечения реактивной струи (не более 100 кН/м2) ограничивают тягу ЭРД неск. десятками Н, что является одной из причин чрезвычайно низкой тяговооружённости КА с этими двигателями. Поэтому ЭРД могут применяться лишь после достижения КА 1 -и космич. скорости (в системах управления КА, рассчит. на эксплуатацию в течение мн. месяцев). Разновидности ЭРД: электротермический ракетный двигатель, электростатический ракетный двигатель и электромагнитный ракетный двигатель. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК - направл. (упорядоченное) движение электрич. зарядов (заряж. частиц или тел). По физ. природе различают: 1) Э.т. проводимости - упорядоченное движение носителей тока, возникающее в проводнике или ПП под действием электрич. поля; 2) Э.т. конвекционный- движение заряж. частиц и тел в вакууме или в среде, не обладающей электрич. проводимостью; 3) Э.т. поляризации - движение связанных заряж. частиц в диэлектрике при изменении поляризации диэлектрика. Условно за направление Э.т. принимают направление движения положит, зарядов. Мерой Э.т. служат сила тока и плотность тока. Э.т. является источником магнитного поля. При рассмотрении источников магн. поля различают: макроскопические токи-Э.т. проводимости и конвекционные; молекулярные токи - микротоки, соответствующие движению электронов в атомах, молекулах и ионах, образующих среду; токи смещения. См. также Переменный ток, Постоянный ток.

РЕЛАКСАЦИЯ (от лат. relaxatio — ослабление, уменьшение) — процесс постепенного перехода термодинамической системы из неравновесного состояния, вызванного внеш. воздействиями, в состояние равновесия термодинамического. Примерами релаксац. процессов являются: постепенное изменение напряжений в теле при пост, его деформации (Р. напряжений); выравнивание неравномерно распределённой концентрации в р-рах и газовых смесях путём диффузии: выравнивание темп-ры в неравномерно нагретом теле путём теплопроводности; постепенное установление равновесной поляризации диэлектрика во внеш. электрич. поле (Р. в диэлектриках) и равновесной намагниченности магнетика во внеш. магнитном поле (Р. магнитная). Мерой быстроты Р. служит время Р.— промежуток времени, в течение к-рого отклонение к.-л. параметра, характеризующего систему, от его равновесного значения уменьшается в е = 2,718 раза.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — всякое упорядоченное движение электрич. зарядов (заряж. частиц или тел). По физ. природе различают; 1) Э. т. проводимости — упорядоченное движение носителей тока, возникающее в проводнике или ПП под действием электрич. поля; 2) Э. т. конвекционный — движение заряж. частиц и тел в вакууме или в среде, не обладающей электрич. проводимостью; 3) Э. т. поляризации — движение связанных заряж. частиц в диэлектрике при изменении поляризации диэлектрика. Мерой Э. т. служат сила тока и плотность тока. Э. т. является источником магнитного поля. При рассмотрении источников магнитного поля различают: макроскопические токи — Э. т. проводимости и конвекционные; молекулярные токи — микротоки, соответствующие движению электронов

Процессы, происходящие в стеклопластике — диэлектрике, объясняются взаимодействием элементарных частиц (электронов, атомов, молекул, ионов) под влиянием электрического поля. По этой же причине происходит смещение и раздвижка отрицательных и положительных зарядов диэлектрика, ориентация их дипольных молекул, т. е. происходит поляризация диэлектрика. При этом могут возникать различные виды поляризации диэлектрика, из которых наиболее общими и характерными являются следующие:

Вектор поляризации диэлектрика в электрическом поле

Особенностью электроимпульсного способа является импульсное приложение напряжения с характерным временем 10*6-10'7c, которое соизмеримо с процессами поляризации диэлектрика. Впервые анализ процессов, протекающих в системе диэлектриков применительно к электроимпульсной технологии, был проведен авторами работ /72,73/, где рассматривалась кинетика установления поля в двухслойной системе диэлектриков с учетом поляризационных процессов при условии "слабости" поля (рЕ« kT). Полученные результаты позволили определить физический смысл явления превышения электрической прочности жидкостей над твердыми телами (в том числе для горных пород) при времени воздействия напряжения менее 10~3c.

где N — число атомов в единице объема, а ос — коэффициент поляризации диэлектрика.

Явление поляризации диэлектрика заключается в возникновении электрического момента тела под влиянием внешних воздействий (чаще всего внешнего электрического поля). Количественно электрическая поляризация вещества характеризуется поляризован-

Пьезоэлектрический эффект - явление поляризации диэлектрика под воздействием механических напряжений (прямой пьезоэффект) или явление деформации диэлетрика под воздействием электрического поля, линейно зависящей от напряженности этого поля (обратный пьезоэффект).

Измерение указанных параметров возможно по анализу распределения рассеянного волокном когерентного излучения [51, 203, 217, 248]. Однако, если волокно прозрачно для излучения лазера, распределение рассеянного волокном лазерного излучения зависит не только от размеров и формы волокна, но и от других факторов, которые необходимо учитывать: структуры поперечного сечения волокна (моноволокна, световоды, трубки, многожильные волокна и т. д.), показателя преломления материала, его однородности и изотропности, а также ориентации плоскости поляризации излучения относительно геометрической оси. Эта зависимость объясняется тем, что часть излучения проходит непосредственно через материал волокна и интерферирует с излучением, рассеянным его поверхностью. Особенности внутренней структуры и свойства материала волокна определяют деформацию волнового фронта излучения, проходящего через волокно, и вид результирующего распределения интенсивности рассеянного излучения, по которому судят о геометрических параметрах волокна.

Значения коэффициента F зависят от поляризации излучения. Он равен 27 для линейно поляризованной волны и 19 для волны с круговой поляризацией.

Поляризация лазерного пучка может существенно влиять на эффективность технологических процессов, в которых отражение излучения играет важную роль. Например, при лазерной резке толстых металлических материалов излучение падает в глубь прорезаемого образца после многократного отражения излучения от боковой поверхности щели. Так как угол Брюстера для металлов близок к л/2, то при таких отражениях излучение с ориентацией электрического поля вдоль направления реза будет меньше поглощаться при отражении от боковой поверхности щели и достигнет дна с меньшими потерями, что приведет к росту предельной глубины реза. Однако такая поляризация будет оптимальной только для резки в заданном направлении. При вырезании сложных фигур излучение должно иметь круговую поляризацию, так как именно она обеспечит одинаковую ширину и глубину реза в самых разных направлениях. Как видно из рассмотренных примеров, выбор поляризации излучения должен проводиться с учетом особенностей конкретного технологического процесса.

При лазерной резке материалов состояние поляризации излучения играет существенную роль, что связано с зависимостью коэффициента отражения от этого параметра. Для получения качественного реза необходимо использовать плоскопо-ляризованное излучение, плоскость поляризации которого параллельна направлению резки. Тогда достигаются параллельность кромок и их перпендикулярность к поверхности обработки при минимальной

ширине реза. Это требование легко осуществляется при прямолинейном разделении в одном заданном направлении. При резке по сложному контуру целесообразно применять циркулярно-поляризованное или неполяризованное излучение, поскольку в этих случаях обеспечивается одинаковое качество резки в различных направлениях. Для этой цели используют также плоско-поляризованное излучение совместно с устройством, представляющим собой специальную систему зеркал, вращающих плоскость поляризации излучения в зависимости от направления резки.

Способы, зависящие от поляризации излучения

Способы, зависящие от поляризации излучения

Необходимо для области длин волн рентгеновского излучения провести сравнительные оценки R, Ra и Rp. Расчеты коэффициентов отражения и оценка выражений для Rs и Rp были проведены в работе [20]. Ее авторы показали, что в области скользящих углов падения различием между Rs и Rp можно пренебречь, поскольку оно составляет 10~2—10~в в диапазоне длин волн 10—0,1 нм для области углов ПВО. К аналогичному выводу пришли авторы работы [11], анализируя необходимость учета поляризации излучения в более длинноволновой области спектра. Было показано, что для б = у = 0,2 (такими оптическими постоянными характеризуется золото в области Я ^ 19 нм) в интервале углов падения от 6° до 25° компоненты Rs и Rp различаются на 3—5 %. Таким образом, в области малых углов скользящего падения можно не учитывать поляризацию рентгеновского излучения при отражении и использовать при расчетах формулу Френеля (1.7).

Переходя к выяснению структуры электромагнитного поля вблизи поверхности вогнутого зеркала, рассмотрим сразу два возможных варианта поляризации излучения, характеризующихся наличием продольной (вдоль оси цилиндра г) компоненты электрического Ez или магнитного Нг поля. Если волна распространяется в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра г, то компоненты поля Ег и Hz не зависят от z и удовлетворяют двумерному волновому уравнению

Бурное развитие теории многослойных покрытий для рентгеновского диапазона и методов их изготовления (см. гл. 4) привело в последние 10—15 лет к созданию нового направления в зеркальной рентгеновской оптике и появлению новых типов приборов для построения изображений. Применение многослойных покрытий (МСП) дает возможность получать высокие значения коэффициента отражения при больших углах скольжения, вплоть ди нормального падения, настраивать прибор на вьюран-ный узкий спектральный диапазон и анализировать состояние поляризации излучения.

Благодаря малым аберрациям в телескопах нормального падения при умеренных требованиях к разрешению могут использоваться даже одиночные сферические зеркала. В качестве примера рассмотрим схему мягкого рентгеновского канала телескопа «Терек», предназначенного для исследований Солнца на станции «Фобос» [12] (рис. 5.30). Она включает четыре сферических зеркала с покрытием Mo—Si на области спектра 17,5 нм (одно длиннофокусное) и 30,4 нм (одно длиннофокусное, два короткофокусных). Диаметр зеркал равен 30 мм, фокусные расстояния — 810 и 160 мм. Внеосевой угол длиннофокусных зеркал равен 1,7°, при этом разрешение определяется размером ячейки детектора 50x75 мкм (ПЗС-матрица с люминофорным преобразователем и усилителем яркости на ЭОП) и составляет 12—18" в поле зрения 45x62'. Для уменьшения внеосевого угла для короткофокусных зеркал до 3—4° используется пара плоских зеркал с таким же МСП, которые работают под углом 45°. Плоскости падения двух пар ортогональны, поэтому они выполняют также функцию анализаторов поляризации излучения. Разрешение в этом случае равно в среднем 1—2' в поле зрения 3,8x5,2°. Зеркала изготовлены из плавленого кварца методом глубокого

При рассмотрении эффективности дифракционных решеток используются два понятия: абсолютная эффективность, равная отношению энергии, дифрагируемой решеткой при длине волны X в данном порядке, к энергци, падающей на решетку при той же длине волны, и просто эффективность, равная отношению энергии, дифрагируемой решеткой при длине волны К в данном порядке к световому потоку, отражаемому зеркалом при тех же рабочих условиях (или полному потоку, отраженному решеткой). Абсолютная эффективность всегда меньше эффективности на множитель, характеризующий отражательную способность зеркала. Эффективность решетки существенно зависит от поляризации излучения, длины волны и угла падения.