Скин-слой

Глубина проникновения электромагнитного излучения внутрь металла называется толщиной скин-слоя. Для меди при комнатной температуре и частоте излучения 10 Гц она имеет величину порядка 1 мкм (10 см). Есть также и другие необходимые поправки. [c.319]

Здесь о—глубина скин-слоя, как ее обычно определяют для нормальных металлов [c.648]

Теория возмущений. Как упоминалось в разделе 2, в модели с энергетической щелью предполагается, что отличие сверхпроводящей фазы от нормальной состоит лишь в том, что для возбуждения электрона в сверхпроводящей фазе требуется дополнительная энергия е. Другими словами, возбужденные электроны в сверхпроводящей фазе предполагаются сходными с возбужденными электронами в нормальной фазе. Мы упоминали уже, что эта модель удовлетворительно объясняет температурный ход теплоемкости, теплопроводности и электропроводности, определяемой по измерениям толщины скин-слоя на микроволновых частотах, а также вязкости электронного газа, измеряемой по поглощению ультразвуковых волн. Ниже будет показано, что эта модель объясняет также и диамагнитные свойства сверхпроводников и приводит к феноменологической теории, очень сходной с теорией Пиппарда (см. п. 18). [c.709]

Зная (О и а, можно определить глубину проникновения б излучения в металлическую среду (так называе-мую толщину скин-слоя при нормальном скин-эффекте), пользуясь уравнением [c.767]

С повьпиением относительной частоты толщина скин-слоя (поверхностный слой толщиной Д э) уменьшается и при со значения Д э и V стремятся к нулю, а линии индукции на поверхности металла сливаются с касательными. Объемные ЭМС концентрируются в исчезающе тонком слое, превращаясь в поверхностные. Полное давление ЭМС (достаточно глубоко за поверхностью расплава) для цилиндрической поверхности [c.24]

Как уже было показано вьппе, фактором, существенно влияющим на устойчивость равновесия мениска, является частота поля. Рассматривалось влияние ее на жесткость поля, увеличивающуюся с ростом частоты. Однако еще более существенно влияние частоты на основные дестабилизирующие факторы с повьппением частоты и утоньшением скин-слоя уменьшается объем статически не полностью уравновешен- [c.31]

При толщине скин-слоя (d I мкм) для <7 = 3-10 Вт/см и L = 3 10 Дж/см это время согласно (124) будет равно/ц = 10 с. Как видно из примера, пары материала образуются за очень малое время, и поэтому на последующих стадиях процесса нужно учитывать эффект экранирования падающего излучения, который состоит в том, что пары материала поглощают падающее излучение. Экранирование излучения парами приводит к уменьшению количества испаренного материала. В [113] показано, что при малых значениях q формула (123) верна, в то время как при больших плотностях мощности [c.130]

СМ" . Электроны излучают в процессе рассеяния вторичные волны, к-рые при сложении формируют сильную отражённую волну. Поглощение квантов света непосредственно электронами проводимости возможно только при их одновременных (относительно редких) столкновениях с фононами, примесями, друг с другом, поверхностью металла, границами зёрен и кристаллитов. Столкновения и формирование из рассеянного света отражённой волны происходят в тонком приповерхностном слое (скин-слое толщиной o < I мкм), в к-ром затухает проникающее в металл излучение. [c.110]

О. р. е металлич. стенками применяют в технике СВЧ (10 10ч Гц) как частотные фильтры и резонансные колебат. системы генераторов, усилителей, приёмных устройств, анализаторов спектра и др. Начиная с частот 10 Гц О. р. при работе на первой моде становятся излишне миниатюрными (I — к — 1 мм), к тому же их добротность ухудшается по закону поскольку толщина скин-слоя уменьшается пропорц. [c.398]

В пределе НЧ, когда можно не учитывать частотную дисперсию а, а также пренебречь величиной бд, глубина скин-слоя [c.541]

В области НЧ определяющее влияние на проникновение поля оказывает дифференц. проводимость среды. Зависимость её от алектрич. поля (т. н. электрическая нелинейность) обусловливается разогревом носителей, аномальным сопротивлением, пробоем среды и т. д. Пороговые амплитуды, при к-рых возникает нелинейность дифференц. электрич. проводимости, могут различаться весьма сильно для разных механизмов нелинейности. Вследствие этого затухание эл.-магн. поля может быть не экспоненциальным, а, напр., степенным или к.-л. другим в зависимости от вида ( ), I. е. меняется структура скин-слоя. Но характерный масштаб затухания по порядку величины ос- [c.542]

Глубина скин-слоя б может резко возрастать, если в плазме возможны процессы трансформации приложенного к плазме перем. эл.-магн. поля в слабо затухающие собств. колебания, напр. в ленгмюровские волны, к-рые переносят поле на расстояния порядка обратной величины декремента затухания этих волн (см. Трансформация волн в плазме). [c.542]

Интерпретация экспериментов по измерению сопротивления ) очень затруднительна по двум причинам. Первая из них связана с тем, что в сверхпроводящем состоянии проводимость обусловлена только нормальными электро 1амц, вследствие чего для вычисления о необходимо использовать двухжидкостную модель. Вторым источником трудностей является сложность теории проводимости даже для нормального состояния, что объясняется очень большой длиной свободного пробега электронов в нормальном состоянии по сравнению с глубиной скин-слоя. В результате для описания нормальной проводимости необходимо пользоваться более сложной теорией аномального скин-эффекта [178]. Таким образом, для объяснения рассмотренных экспериментов необходимо применить двухжидкостиую модель к усложненной теории проводимости. Поэтому мы можем рассчитывать лишь на качественное соответствие теории и опыта. В частности, нужно отметить, что наблюдаемая на опыте зависимость поверхностного сопротивления от частоты противоречит теории (см. гл. IX, п. 34). [c.649]

Экспериментальные доказательства необходимости упомянутой связи не очень многочисленны, но весьма убедительны. Во-первых, это—изменение глубины проникновения магнитного поля с концентрацией примесей индия (последняя изменяется от нуля до 3% см. гл. VIII). Наблюдалось уменьшение глубины проникновения почти в 2 раза, хотя в критической температуре не было заметно почти никакого изменения. По мнению Пиннарда, изменение глубины проникновения поля означает уменьшение длины свободного пробега электронов благодаря наличию примесей атомов индия и соответствующее уменьшение длины когерентности. Во-вторых, это—изменение глубины проникновения поля в монокристалле олова в зависимости от его ориентации ). Глубина проникновения имеет максимум, когда угол 6 между осью кристалла и осью четвертого порядка равен 60° и уменьшается для всех других углов (см. гл. VIИ). Это изменение не может быть объяснено предположением о тензорном характере параметра Л в уравнении Лондона, поскольку такое предполоягение приводило бы к монотонной зависимости от величины угла. Пиппард наблюдал соответствующее изменение в высокочастотном сопротивлении нормального олова, что опять не может быть объяснено простым учетом тензорного характера проводимости для объяснения приходится привлекать теорию аномального скин-эффекта. В последнем случае средняя длина свободного пробега электрона больше толщины скин-слоя, так что электрическое поле, действующее на электрон, существенно изменяется на протяжении длины свободного пробега. В-третьих, это—зависимость глубины проникновения поля от параметров металла данная зависимость будет рассмотрена позднее с позиции модифицированной теории Пиппарда (см. п. 26). [c.705]

Г. э. наблюдается в условиях аномальнот о скин-эф-фекта. Когда длина свободного пробега электронов в металле сравнима с толщиной d металлич. пластины, а глубина скин-слоя б существенно меньше d (рис. 2, а). Для удовлетворения этих требовании при d=0,2—2 мм [c.416]

В квазистационарном случае ситуация усложняется. Прежде всего, электрич. поле в соответствии с Фарадея законом эл.-.чагн. индукции перестаёт быть потенця-альпым. Затем токи проводимости могут замыкаться через токи смещения, как это имеет место при включении в цепь ёмкостных элементов. Наконец, распределение плотности тока по сечению проводника может быть неравномерным и зависит от частоты процесса скин-эффек п), что приводит к необходимости уточнения понятия квазилинейного проводника — его поперечные размеры должны быть значительно меньше толщины скин слоя. В результате для одиночного контура [c.370]

Глубина скин-слоя здесь составляет 0,02—0,05 мкм, а коэф. поглощения не зависит от частоты и осределя- [c.110]

При всей сложности законов дисперсии представление об электронах М. как легких (по сравнению с ионами) заряженных частицах качественно правильно. Оно, возвращая нас к модели Друде — Лоренца — Зоммерфельда, даёт возможность оценивать порядок величины оси. характеристик М.— электронную теплоёмкость, ЭЛ,- и теплопроводность, толщину скин-слоя (см. Скин-эффект) и т. д. Правда, нек ые соединения ( eAlg, e u,, e ujSij, UB a и др.) обнаруживают необычные свойства (напр., гигантскую электронную теплоёмкость), заставляющие сделать вывод, что в них есть электроны, обладающие аномально большой эфф. массой т (m/mo- iOO—600). Эти электроны получили назв. тяжёлых фермионов. [c.116]

М, в переменном электромагнитном поле. Дуя прохождении переменного тока частоты ю в М. наблюдается неоднородное распределение тока по образцу ток сосредоточен вблизи поверхности образца на расстоянии порядка б = /y lno o (см. Скин-эффект). Для Си глубина скин-слоя б О-Ю см при со = 6-10 (а ж 6-10 0.м -см"1) (см, Высокочастотная проооди-жость). [c.119]

Исследование и применение П. о. в. является перспективным и быстро развивающимся разделом оптики и спектросконии твёрдого тела. Это обусловлено уникальными свойствами П. о. в., к-рые при распространении вдоль поверхности сосредоточены в ПАС в том же слое, что и объёмное излучение той же частоты (папр., в скин-слое металла толщиной 10 — 10" см). Длина пробега П. о. в. вдоль поверхности в ИК-области спектра может достигать неск. см и весьма чувствительна к процессам в поглощающем слое, к состоянию поверхности и её изменениям, наличию адсорбиров. слоёв, плёнок, шероховатости и др. Это позволяет использовать метод возбуждения П. о. в. для исследования поверхности и границ раздела, а также для оптич. измерений, напр. измерения поглощения металлич. зеркал на уровне 0,01 с точностью до 10%. Интерес к П. о. в. и др. поверхностным эл.-магн. возбуждениям связан [c.651]

Всплески электромагнитного поля в проводнике. Эл.-магн. волны в осн. отражаются поверхностью проводника, проникая в него на небольшую глубину скин-слоя 6 (см. Скин-зффект). Электроны, движущиеся от поверхности, уносят информацию об эл.-магн. поле в скин-слое в глубь проводника на расстояние порядка длины свободного пробега I. В условиях аномального скин-эффекта (б /) электроны, улетающие от поверхности на сравнительно далёкие расстояния, усложняют зависимость эл.-магн. поля (ВЧ-поля) от расстояния л. Сильное матн. поле Н (при к-ром радиус электронной орбиты г /), параллельное поверхности образца, препятствует дрейфу электропов в глубь проводника, и ВЧ-поле при б г / проникает в проводник по цепочке электронных орбит в виде узких всплесков (рис. 4). [c.246]

Отражённые Н — iS-граяицей электроны создают всплеск ВЧ-поля на нек-ром расстоянии от межфазной границы. Когда всплеск с уменьшением Я приближается к скин-слою, происходит резкое изменение поверхностного импеданса пластины. [c.247]

Если Р. р. происходит вблизи резкой границы (в масштабе к) между двумя средами с разл. электрнч. свойствами (напр., атмосфера — поверхность Земли или тропосфера — инж. граница ионосферы для достаточно длинных волн), то при падении радиоволн на резкую границу образуются отражённая и преломлённая (прошедшая) радиоволны. Если отраженпе происходит от границы проводящей среды (напр., от поверхностного слоя Земли), то глубина проникновения в него определяется толщиной скин-слоя. [c.256]

СНЧ-диапазои характеризуется высоким уровнем радиопомех. Естеотв. помехи порождаются электрич. разрядами в атмосфере, а искусственные — работой нромышлениых электроустановок и линиями электропередач. Кроме того, темп передачи информации из-за узости диапазона оказывается очень низким. Тем не менее большая глубина скин-слоя является столь важ- [c.432]

СКИН-ЭФФЁКТ — затухание эл.-магн. волн по мере их проникновения в проводящую среду. Переменное во временя электрич. поле В и связанное с ним магн. поле Н не проникают в глубь проводника, а сосредоточены в осн. в относительно тонком приповерхностном слое толщиной 6, называемой глубиной скин-слоя. Происхождение С.-э. объясняется тем, что под действием внеш. перем, ноля в проводнике свободные электроны создают токи, поле к-рых компенсирует внеш. поле в объёме проводника. С.-э. проявляется у металлов, в плазме, ионосфере (на коротких волнах), в вырожденных полупроводниках и др. средах с достаточно большой проводимостью. [c.541]

Глубина скин-слоя существенно зависит от проводимости о, частоты эл.-магн. поля о, от состояния поверхности. На малых частотах б велика, убывает с ростом частоты и для металлов на частотах оптич. диапазона оказывается сравнимой с длиной волны к 10 см. Столь малым проникновением эл.-магн. полни почти олным его отражением объясняется метадлич. блеск хороших проводников. На ещё больших частотах, превышающих плазменную частоту, в проводниках оказывается возможным распространение эл.-магн. волн. Их затухание определяется как внутризонныии, так и межзонными электронными переходами (см. Зонная теория). [c.541]

Аномальный С.-э. описывает ситуацию при i > б он наблюдается в СВЧ-диапазоне в чистых металлах при низких темп-рах. Связь между плотностью тока / и полем Е является здесь нелокальной, т.е. значение тока в век-рой точке проводника определяется полем в окрестности этой точки с размером г- I. Задача о распределении поля сводится к ингегро-дифференц. ур-Бию, решение к-рого даёт, в частности, асимптотич. закон убывания поля Е. Наряду с компонентой, убывающей на расстоянии б от поверхности, наблюдается медленное убывание на расстоянии 1. Выражение для б в этом случае иное. Напр., для предельно аномального С.-э., т. е. при б < г, глубина скин-слоя [c.541]

При наложении на плазму переменного магн. поля может возникать эффект детектирования, состоящий в том, что наряду с формированием скин-слоя у границы плазмы в глубь среды уходит нелинейная волна поля нек-рого фиксиров. направления, зависящего от направления градиента концентрации носителей, а другие направления запираются. [c.542]

В ИК-области, когда б = с/Ыр, нелинейные изменения происходят при 1Р18л й Nm , когда носителей в скин-слое толщиной с/Шр не хватает для переноса тока даже при их движении со скоростью, близкой с. В результате глубина проникновения поля увеличивается (чтобы повысить число носителей) до необходимой для поддержания тока б = H/inNe. В области высоких частот ш Шр толщина скин-слоя в плазме может как уменьшаться, так и возрастать в зависимости от знака нелинейного вклада в диэлектрич. проницаемость. В Отличие от линейного режима, в случае нелинейного С.-э, при медленном увеличении напряжённости поля оно, начиная с аек-рой пороговой амплитуды, проникает в глубь плазмы на расстояние, определяемое диссипативным затуханием. (Это происходит при положит, нелинейном вкладе.) В случае достаточно слабой диссипации нелинейное проникновение поля в плазму может носить характер гистерезиса, т. е. зависеть от предыстории процесса. Напр., для плазменного слоя конечной толпщны эффективность Т проникновения эл.-магн. волны через слой, измеряемая отношением потоков энергии после слоя и перед ним, является неоднозначной ф-цией интенсивности падающей волны / (как схематически показано на рис.). [c.542]

Наличие развитой турбулентности плазмы также Приводит к изменению как динамики С.-э., так н глубины скин-слоя, к-рая будет зависеть от интенсивности турбулентности, поскольку в нелинейном С.-э. взаимодействие носителей с турбулентными пульсациями существенно меняет отклик плазмы на приложенное к ней поле. Это связано, в частности, с изменением эфф. частот соударений носителей Чзф при их сильном рассеянии на турбулентных пульсациях. Напр,, в изотропной бесстолкновит. плазме с развитой ионнозвуковой турбулентностью, имеющей характерные длины волн X, скиновая глубина б = [c.542]

При рассмотрении влияния носителей заряда на Ф. р. представляют интерес два предельных случая и 5Скин-эффект). В первом случае, к-рый обычно реализуется в ферритах, электропроводность приводит к джоулевым потерям, обусловленным вихревыми токами, к-рые наводятся перем. намагниченностью. В частности, для сферы обусловленное этим эффектом ушарение резонансной кривой [c.309]

Распределения Ф.т. обладают нек-рыми универсальными свойствами, одним из них является вытеснение Ф.т. и сопряжённых с ними полей) из толщи проводника и их локализация в приповерхностном слое (скин-слое), характерная толщина к-рого 5 связана с циклич. частотой гар-монич. процесса со (для достаточно малых ) соотношением [c.379]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...