Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Явление радиоактивности Радиация Электромагнитное излучение Действие ионизирующих излучений Поглощенная доза космогенные радионуклиды испытания ядерного оружия ядерный реактор продукты выброса Меры радиационной защиты воздействия радиации

Плазменная частота. Прозрачность щелочных металлов для УФ излучения

    При наличии некоторой плотности тока и в отсутствие наведенного заряда для немагнитного материала запишем уравнения Максвелла в виде:

E = 0, H = 0, хE = -1/c deltaH/deltat, хH = 4pi/cj + 1/c deltaE/deltat.

(11.8)

Решение ищем с временной зависимостью типа exp(-iomegat). Используем связь (11.6) для тока и электрического поля и взяв ротор от третьего уравнения (11.8) получим

х(хE) = - 2E = -iomega/c (4pisigma/c E - iomega/cE) ----->  -2E = omega2/c2(1+ 4piisigma/omega)E.

(11.9)

Это уравнение имеет вид обычного волнового уравнения

- 2E = omega2/c2 epsilon(omega)E.

(11.10)

с комплексной диэлектрической проницаемостью

epsilon (omega) = 1 + 4piisigma/omega

(11.11)

Если частота достаточно велика, так что выполняется условие

omegatau >> 1,

(11.12)

то в первом приближении, исходя из (11.11) и полученного ранее выражения (11.7) для sigma(omega), получаем

epsilon(omega) = 1 - omegap2/omega2,

(11.13)

где величина omegap , называемая плазменной частотой, определяется выражением

omegap2 = 4pine2/m.

(11.14)

    Если epsilon - действительная отрицательная величина (omega < omegap), то уравнение (11.10) имеет лишь такие решения, которые экспоненциально спадают в пространстве, следовательно, в этом случае излучение не может распространяться. Если же epsilon - положительная величина (omega >omegap), то решение уравнения (11.10) представляет осциллирующей функцией, излучение может распространяться и металл должен быть прозрачным для такого излучения.
    Было обнаружено Вудом (Wood), что щелочные металлы действительно становятся прозрачными в УФ-диапазоне. Подставляя в (11.14) численные значения, для частоты и длины волны плазменных колебаний получаем

nu p = omegap/2pi = 11.4 (rs/a0)-3/2 1015 Гц,   lamdap = c/nup = 0.26 (rs/a0)3/2 103 A.

(11.15)

Эффект прозрачности щелочных металлов был объяснен Зинером (Zener).


7271f726
На главную сайта Dvoika.net