Cтраница 3
Знаки множителей / 3 71 / 3 1 и / 32 / 1 / 321 в уравнениях (6.4.23) ирра-ют очень важную роль; они определяют характер поведения связи. Эти знаки, разумеется, зависят от направления распространения связанных мод. Поэтому можно рассматривать два типа связи, а именно связь волн, распространяющихся в одном направлении, и связь волн, распространяющихся в противоположных направлениях. [31]
Она возникает в случае, если сагиттальная плоскость перпендикулярна кристаллографической оси второго или более высокого четного порядка. В этой пьезоактивной волне смещения перпендикулярны сагиттальной плоскости. Она имеет сходство с плоской SH - волной в изотропном полупространстве, однако здесь из-за пьезоэффекта возникает связь волны с поверхностью. Величина данной связи не слишком велика. Так, даже в сильных пьезоэлектриках, например в сульфиде кадмия, типичное значение глубины проникновения составляет 4 длины волны для металлизированной и 44 длины волны для свободной поверхностей. Скорость весьма близка к скорости медленных поперечных волн. Для той же ориентации существует также отдельное решение вида непьезоактивной рэлеевской волны со смещениями в сагиттальной плоскости. [32]
Знаки множителей / 3 71 / 3 1 и / 32 / 1 / 321 в уравнениях (6.4.23) ирра-ют очень важную роль; они определяют характер поведения связи. Эти знаки, разумеется, зависят от направления распространения связанных мод. Поэтому можно рассматривать два типа связи, а именно связь волн, распространяющихся в одном направлении, и связь волн, распространяющихся в противоположных направлениях. [33]
Таким образом, система двух связанных ДР АК имеет четыре различных частоты связи. Один из них, описываемый функцией ( 2) 2n ( & oZi2), связан с взаимодействием ДР через ближние почти экспоненциально спадающие поля резонаторов ( в том случае, когда их каустики перекрываются) и вполне аналогичен описанному выше механизму распределенной связи азимутальных волн, а также механизму расщепления частот в ДР, как в связанных колебательных контурах. Второй механизм, описываемый слагаемым ( 20 ( & oZi2), - взаимодействие резонаторов через волны излучения. По порядку величины это дополнительное расщепление соответствует величине расщепления частот в системе ДР - ДВ. [34]
В реальном пучке диаметры отдельных волокон изменяются вдоль пучка. Поскольку сильная связь наблюдается только в тех участках, где диаметры одинаковы, результирующая связь между двумя параллельными волокнами будет меньше, чем в случае, когда диаметры волокон одинаковы по всей длине пучка. Когда величина изменения диаметра волокна мала по сравнению с его диаметром, связью волн в волокне можно пренебречь и рассматривать постоянную распространения как функцию диаметра и, следовательно, как функцию длины волокна. Можно показать, что то же допущение является обоснованным в случае, когда изменение диаметра ограничено так, что рассматриваемая волна не проходит через отсечку. [35]
XI), то можно заметить, что при увеличении частоты колебаний угол падения плоской волны на отражающие поверхности увеличивается, и число соприкосновений волны с металлическими поверхностями на единицу длины волновода уменьшается. Значигг в окрестностях критической частоты, где угол падения плоской волны мал, электромагнитная волна сильно связана с металлическими стенками волновода. Вследствие этого потери электромагнитной энергии, а следовательно, и коэффициент затухания в волноводе при частотах, близких к критической, оказываются весьма большими. С ростом частоты, колебаний связь волны с поверхностью волновода уменьшается, и потери энергии начинают падать. Однако при дальнейшем увеличении частоты значительно возрастает поверхностное сопротивление проводников. Последнее обстоятельство снова приводит к увеличению коэффициента затухания с ростом частоты. [36]
Эту связь ДР АК удобно описать в терминах азимутальных волн - как в направленных ответвителях на ДВ - и характеризовать коэффициентом переходного ослабления р, равного отношению амплитуды волны определенного типа, наведенной в одном ДР, к амплитуде волны, вообще говоря, другого типа в другом ДР, поля которой являются источником. Величина р зависит от двух пар индексов, характеризующих связываемые волны. Можно говорить о матрице значений р, строки которой соответствуют типам вол в одном ДР, а столбцы - в другом. Можно также ввести и матрицу коэффициентов связи колебаний - таблицу, строки которой соответствуют типам колебаний в одном ДР АК. Очевидно, что матрицы коэффициентов связи колебаний и коэффициентов связи волн могут быть выражены одна через другую, так что свойства их обладают определенной общностью. [37]
Для пьезоэлектрических материалов помимо условия отсутствия механических напряжений, которое применяется для изотропных материалов, необходимо использовать электрические граничные условия на поверхности. Обычно рассматривают два случая. В первом из них пространство выше материала - вакуум; проводники и, следовательно, свободные заряды отсутствуют. Такую поверхность называют свободной. В общем случае в вакууме над поверхностью возникает некоторый электрический потенциал. Во втором случае предполагается, что поверхность покрыта тонким слоем металла с бесконечной проводимостью, который обеспечивает короткое замыкание горизонтальной составляющей поля Е на поверхности, но не изменяет механические граничные условия. Такая поверхность называется металлизированной. Два описанных случая, вообще говоря, характеризуются различными скоростями. Различие между скоростями отражает степень связи волны с электрическими возмущениями поверхности и, как будет показано в дальнейшем, существенно влияет на качество преобразователей поверхностных волн. [38]
Картина еще более усложняется в актуальном пейсмекерном нейроне. Ритмическое электрическое раздражение нерва частотой 2 Гц вызывает отдельные двухфазные потенциалы. Кроме того, в нейроне постепенно развивается длительная гиперполяризация, возникающая с латентным периодом 2 с. Первые пять раздражений вызывают только серию двухфазных потенциалов в виде быстрой деполяризации, за которой следует ТПСП. На заднем фронте ТПСП появляется крутая деполяризацион-ная волна пейсмекерного потенциала, приводящая к генерации ПД по схеме ТПСП - пейсмекерный потенциал - ПД. При суммации ТПСП и развитии гиперполяризации механизм пейсмекерных потенциалов подавляется. Это проявляется в том, что пейсмекерные потенциалы, возникающие в фоне, исчезают, а остаются только те, которые были запущены задним фронтом ТПСП. Однако крутизна нарастания этих пейсмекерных волн уменьшается. Когда гиперполяризационный сдвиг достигает максимума, вызванная пейсмекерная активность прекращается полностью и ПД исчезает. Ответ нейрона на продолжающееся ритмическое раздражение состоит только из двухфазных синаптических потенциалов. Амплитуда быстрой деполяризационной волны на фоне тонической гиперполяризации возрастает, что указывает на связь быстрой деполяризационной волны с химическими синапсами. Амплитуда ТПСП заметным образом не меняется. После прекращения ритмического раздражения наблюдается медленное возвращение мембранного потенциала к исходному значению. При этом постепенно восстанавливается фоновая пейсмекерная активность. [39]
Кривые 2 и 3, как показывает проверка, почти не изменяются, если вообще удалить полосковый проводник, оставив прямоугольный экран с диэлектрическим слоем. Видно, что экранные волны выходят из области отсечки ( постоянные распространения из мнимых становятся вещественными) при частотах около 35 ГГц и выше 57 ГГц. Следующие две волны ( кривые 4, 5) необычны. Сначала дисперсионные кривые оказываются такими же, как в случае экранных волн, но затем кривые смыкаются, образуя петлю, а на частотах выше 56 ГГц ей отвечает другая петля. На участке между петлями постоянные распространения рассматриваемых волн оказываются комплексными. Нить, соединяющая петли - участок семейства дисперсионных кривых, который дает одинаковые мнимые части постоянных распространения этих волн. Волны такого рода называют комплексными. Не привлекая теорию комплексных волн, отметим, что они, как и другие волны в состоянии отсечки ( рис. 7.31), не переносят энергии: поток энергии внутри подложки компенсируется противоположным потоком вне ее. Необходимо подчеркнуть, что потери энергии не учитывались. Практического значения рассмотренные комплексные волны не имеют, однако они интересны с принципиальной точки зрения. Можно сказать, что они образуются в результате связи экранных волн, обусловленной внесенным полосковым проводником. [40]