Скин-эффект нормальный

Однако независимо от того, является ли скин-эффект нормальным или аномальным, отражение света возникает в результате излучения электромагнитных волн токами, текущими в поверхностном слое металла и возбуждаемыми падающей волной. Механизм отражения света от металлов вполне аналогичен соответствующему механизму для диэлектриков, разобранному в 68 и 69. В случае нормального скин-эффекта плотность полного тока убывает вглубь металла по экспоненциальному закону. В случае аномального скин-эффекта это не так. Однако, если толщина скин-слоя много меньше длины волны, конкретный закон изменения плотности тока в поверхностном слое может лишь слабо сказаться на отражении света, так как в этом случае фазы источников вторичных волн, распределенных в поверхностном слое, практически одинаковы по всей его толщине. Поэтому при вычислении поля отраженной волны действительное распределение полного тока в скин-слое может быть заменено распределением, в котором плотность тока убывает экспоненциально. Такая замена эквивалентна введению вместо е эффективной диэлектрической проницаемости металла е ф. [c.454]

Скин-эффект аномальный 453 Скин-эффект нормальный 453 Склера 32 [c.749]

Мы рассмотрели, таким образом, два предельных случая скин-эффекта нормальный эффект, когда наименьшим из трех характерных размеров (o, /, Vp/oa) является длина пробега /, и аномальный эффект, когда наименьшей является глубина проникновения O. Теперь мы рассмотрим третий случай, когда наименьшей длиной является [c.446]

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]

Рис. 1. Спектральные зависимости оптических характеристик металла п, ч, в. А по теории нормального скин-эффекта 1 — область соотношений Хагена — Рубенса II— область релаксации (средний и ближний ИК-диапазон) III— область прозрачности (УФ-диа-пазон). По осп абсцисс — логарифмический масштаб частоты.

В действительности при Ф. р. в металле на его поверхности возбуждаются спиновые волны, к-рые распространяются в глубь металла и затухают, в осн., на длине 6 вследствие магн. потерь и электрич. потерь, обусловленных проводимостью металла. Теория этого процесса должна учитывать влияние обменного взаимодействия на параметры всех 4 типов волн, к-рые могут распространяться в ферромагн. металле, а также дополнит, (обменные) граничные условия на поверхности металла. В результате может быть вычислен поверхностный импеданс металла Zg и найдена ширина резонансной линии ДЯ, к-рая в данном случае определяется, как ширина кривой Zj (Яо) на половине её высоты. Сравнение результатов таких расчётов с экспериментом позволяет найти вклад ДЯ ,г магн. потерь, пропорциональный параметру диссипации в ур-нии Ландау—Лифшица, и вклад ДЯ , обусловленный проводимостью и обменным взаимодействием. В случае преобладания этого вклада и нормального скин-эффекта [c.309]

За Уд нами принята скорость электронов вблизи уровня Ферми. Оба эти условия эквивалентны одному в уравнении Больцмана при нормальном скин-эффекте членом [c.191]

При пользоваться теорией нормального скин-эффекта нельзя. [c.192]

При увеличении диаметра электродов сильнее сказывается влияние поверхностного эффекта (скин-эффекта), повышающего электросопротивление переменному току. В нашей практике нормально работает электрод диаметром 1050 мм при плотности тока = 5,8 а см , за рубежом — электрод диаметром 1500 мм при г = 4,4 а/сл-г2. [c.167]

Нормальный скин-эффект [c.105]

Эта формула описывает так называемый нормальный скин-эффект. [c.106]

Пользуясь величиной е ф, можно вычислять поле отраженной волны так, как если бы скин-эффект был нормальным, а металл имел диэлектрическую проницаемость е = едф. Однако, если скин-эффект аномальный, пользоваться е ф для вычисления поля внутри металла нельзя термин эффективная понимается в смысле эффективная в отношении отражения. Эффективная диэлектрическая проницаемость, очевидно, может быть введена и в случае более толстых скин-слоев. Однако в этих случаях она, вообще говоря, зависит от состояния поляризации падающей волны и от угла падения. Для теоретического вычисления е ф надо было бы решить задачу об отражении света методами кинетики и статистики, что далеко выходит за рамки этой книги. [c.454]

Рис. 0.4-. Качественный характер частотной зависимости в области нормального и аномального скин-эффекта

Таким образом, характер скин-эффекта зависит от относительной величины трех характерных размеров S, / и и усо. Нормальному скин-эффекту, описываемому формулами (86,5—8), отвечает область наиболее низких частот, при которых [c.438]

Перейдем теперь непосредственно к задаче о проникновении поля при аномальном скин-эффекте. Здесь мы имеем дело с задачей о полупространстве, которую надо решать с учетом граничных условий на поверхности металла. Граничные условия для функции распределения зависят от физических свойств поверхности по отношению к падающим на нее электронам. Существенно, однако, что в данном случае в создании тока участвуют в основном лишь электроны, летящие почти параллельно поверхности металла (о них говорят как о скользящих электронах). Для таких электронов закон отражения в значительной степени не зависит от степени совершенства поверхности металла и близок к зеркальному, т. е. электроны отражаются с изменением знака нормальной к поверхности компоненты скорости V при неизменных тангенциальных составляющих (чтобы не прерывать изложение, более подробное обсуждение этого вопроса перенесем в конец этого параграфа). [c.441]

В задаче о предельно аномальном скин-эффекте можно считать, что поле Е (зависящее только от одной координаты х) направлено везде параллельно плоскости х = 0. Согласно (86,15), в той же плоскости лежит и вектор тока ], и потому автоматически удовлетворяется условие равенства нулю на поверхности металла нормальной к ней компоненты тока ). [c.442]

Отсутствие в кинетическом уравнении члена с производными по координатам означает отсутствие пространственной дисперсии. В этом смысле скин-эффект снова становится нормальным . Присутствие члена с производной по времени приводит, однако, к частотной дисперсии проводимости. Ситуация здесь такая же, как при вычислении диэлектрической проницаемости бесстолкновительной плазмы. Отличие состоит лишь в анизотропии металла и в ферми-жидкостных эффектах. Последние проявляются в том, что плотность тока выражается интегралом, зависящим не только от функции распределения Ьп, но и от функции взаимодействия квазичастиц (электронов проводимости) /(р, р ). Обратим внимание на то, что ввиду наличия в кинетическом уравнении члена дЬп д1 исключение взаимодействия квазичастиц путем введения эффективной функции распределения Ьп оказывается здесь невозможным. [c.447]

Наличие указанного переноса подтверждает, что пользование локальной теорией нормального скин-эффекта и описание металла параметрами пик, строго говоря, возможно лишь при т. е. в основном (для [c.224]

Критерий нормальности скин-эффекта или, лучше, применимости локальной теории, можно точнее сформулировать следующим образом ток и поляризация в данной точке должны определяться полем в той же точке. Очевидно, что электронный ток в данной точке определяется полем в области, окружающей эту точку, с размерами порядка /, и следовательно, поле на этом расстоянии должно мало меняться. Поскольку поле сильно меняется на расстоянии Ь, должно быть [c.226]

Согласно Мотулевич, нормальный скин-эффект имеет меСто в жидких и аморфных металлах, многих сплавах и некоторых металлах при комнатных температурах в видимой и ближней инфракрасной области. При для одновалентных металлов в этих областях эффект может быть слабо аномален, для поливалентных металлов это имеет место при всех температурах. Существен- [c.233]

Однако показано хорошее согласие результатов с классическими формулами (28.10) и (28.11), т. е. нормальный характер скин-эффекта (средняя длина пробе- [c.235]

В-третьих, при определенных условиях в металлах наблюдается так называемый аномальный скип-эффект (пли новый вид скин-эффекта ), который правильнее было бы называть масштабным эффектом при высокой частоте. В этом случае в рассмотрение вводится размер 8, который соответствует глубине проникновения высокочастотного магнитного поля в металл. До тех пор пока //о<1, справедлива классическая теория, и сопротивление образца, связанное со скин-эффектом , может быть вычислено обычным путем. Однако при важную ро.яь в этом явлепип начинает играть средняя длина свободного пробега, и создается положение, в значительной степени аналогичное тому, при котором проявляется нормальный масштабный эффект. Для изучения этого явления снова возникает необходимость проводить измерения в низкотемпературной области. [c.204]

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]

При частотах порядка (Оцр. возможны квантовые эффекты, так как энергия кванта в этом случае будет порядка энергетической щели. Когда ш>( кр.г возбуждения в сверхпроводящем состоянии ничем не отличаются от возбуждений в нормальном состоянии, н поэтому можно ожидать, что при этих частотах будет справедливо выражение Чэмберса (17.5) для случая аномального скин-эффекта. Это выражение можно записать в виде, подобном формуле (26.4) [c.728]

При интерпретации экспериментальных данных но сверхпроводникам обычно используется двухжидкостпая модель. Электрическое поле, возникающее за счет изменения во времени магнитного поля в области проникновения, действует на нормальную компоненту и вызывает потери. Впервые эта задача была рассмотрена Лондоном [108] впоследствии Пиппард [109] отметил, что в большинстве экспериментов средняя длина свободного пробега больше, чем глубина проникновения, и дал полуколнчественную теорию, учитывающую этот факт. Математическая теория аномального скин-эффекта была развита Рейтером и Зондгеймером [51], а также Максвеллом, Маркусом и Слэтером [110]. [c.751]

Если представить полученные результаты в виде зависимости от а /, то она должна иметь вид, изображенный на рис. 7.3, где область А соответствует нормальному, а область В—аномальному скин-эффекту. Действительно, нормальный скин-эффект имеет место в области низкой пра-водимости (высокие температуры) и там а в области больших а имеется аномальный скин-эффект и не зави-Рис. 7.3 сит от а. Эта зависимость подтвержда- [c.108]

Проникновение электромагнитной волны в тонкий поверхностный слой металла есть частный случай скин-эффекта, рассмотренного нами в т. И1, 144. Самый слой, в который проникает электромагнитное поле, называется скин-слоем. Толщина скин-слоя определяется формулой (72.5). Она выводится на основе макроско-лических уравнений Максвелла (71.5). Из тех же уравнений следует, что напряженность поля в скин-слое убывает экспоненциально. Такой скин-слой называется нормальным. [c.453]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...