Введение к работе
Актуальность тема диссертации. В исследованиях взаимодействия высокочастотных (ВЧ) электромагнитных полей с веществом важное значение имеет проблема нахождения усредненной пондеромоторной силы, с которой ВЧ поля действуют на среду, вызывая ее медленное движение. Важность этой проблемы обусловлена не только чисто теоретическими соображениями, имеющими принципиальное значение, но также многочисленными прикладными задачами, такими как генерация токов увлечения и нагрев плаьлш, ускорение заряженных частиц, самофокусировка лазерных пучков, генерация магнитных полей и др.
Являясь нетривиальной даже в случае недиспергирующих сред, рассматриваемая проблема значительно усложняется для сред <~ дисперсией. Основные дискуссионные вопросы здесь связаны с симметрией тензора напряжений, выбором выражения для плотности импульса ВЧ поля в среде, а также с последовательным учетом эффектов пространственно-временной дисперсии и диссипации. Несмотря на большое количество работ, рассматриваемые вопросы не решены однозначно и по-прежнему остаются проблемными и актуальными.
Цель работы. Целью диссертационной работы является дальнейшее последовательное развитио теории пондеромоторной силы ВЧ электромагнитного поля в диспергирующих средах с учі гом основных проблемных вопросов и противоречий в этой области, а также обобщение теории пондеромоторной силы на случай нелинейных сред с пространственной и ьременной дисперсией. При этом проблема рассматривается в широком смысле и в работе прсзодится вывод и анализ выражений как для компонент 4-силы. так и для компонент тензора энергии-«мпульса ВЧ поля. Расчет соответствующих выражений проводится в рамках различных подходов: макроскопического и микроскопического, что позволяет исследовать проблему с разных точек зрения.
Научная новизна. На защиту выносятся следующие основные положения, определяющие научную новизну полученных в диссертации результатов:
Получены обобщенные на случай нелинейной среды с пространственно-временной дисперсией и диссипацией выражения для компонент тензора энергии-импульса и 4-силы ВЧ поля.
- Показано, что тензор напряжений ВЧ поля явно содержит
дополнительные члене, обусловленные эффектами временной и
пристранственной дисперсии среды, а выражение дня плотности
энергии ВЧ поля в общем случае имеет вклад от тепловых
эффектов.
- Установлено, что при наличии в среде ВЧ поля тензор давлений
имоет медленную составляющую, обусловленную усредненным
воздействием ВЧ поля на частицы среды. С учетом этой составляю
щей определена пондеромоторная сила. Показано, что расчета
пондеромоторной силы на основе гидродинамической модели
"холодной" плазмы с "нулевым" давлением не являются полными и
последовательными.
Научная и практическая ценность. Результаты развитой в работе аналитической теории пондеромоторной силы ВЧ цоля в диспергирующих средах могут быть использованы как для дальнейших теоретических исследований (например, учет столкновений, резонансного взаимодействия волна-частица, релятивистских эффектов и т.д.), так и для решения конкретных физических задач, а также в эксперт'энтальных исследованиях взаимодействия ВЧ полей с веществом.
Апробация работы. Материал, изложенный в диссертации, докладывался на Международной конференции по явлениям в ионизированных газах (Италия, 1991), на ежегодных научных конференциях факультета физико-математических и естественных наук Университета дружбы народов (1990, 1991, 1992), а также на научных семинарах Физического института им. П.Н.Лебедева и кафедр экспериментальной и теоретической физики УДН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы и чотарох приложений. Объем диссертации составляет 107 страниц.
