Для цитирования:
Давидович М. В. Нелинейное туннелирование электромагнитной волны через слой плазмы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2021. Т. 21, вып. 2. С. 116-132. DOI: 10.18500/1817-3020-2021-21-2-116-132, EDN: BQCMND
Нелинейное туннелирование электромагнитной волны через слой плазмы
Рассмотрено распространение сильной плоской электромагнитной волны из вакуума через ограниченный слой холодной плазмы с учетом нелинейности в условиях туннелирования и прозрачности. Нелинейность учтена феноменологически как зависимость плазменной частоты и частоты столкновений от усредненного за период квадрата поля, т.е. переданная электронам энергия поля расходуется только на ионизацию. Получены связанные стационарные нелинейные интегральные уравнения для гармоник поля, а также нелинейное интегральное уравнение нестационарного процесса. Определены скорость и время туннелирования в линейном и нелинейном случаях и коэффициент генерации третьей гармоники. Показано, что туннелирование занимает больше времени, чем прохождение прозрачного слоя, а нелинейное туннелирование более длительное, чем линейное.
- Басс Ф. Г., ГуревичЮ. Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда. М. : Наука, 1975. 400 с.
- Ахиезер А. И., Ахиезер И. А., Половин Р. В., Ситенко А. Г., Степанов К. Н. Электродинамика плазмы. М. : Наука, 1974. 719 с.
- Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М. : Физматгиз, 1960. 552 с.
- Гуревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М. : Физматгиз, 1973. 272 с.
- Гершман Б. Н. Динамика ионосферной плазмы. М. : Наука, 1974. 257 с.
- Басс Ф. Г. Кинетическая теория распространения сильных электромагнитных волн в полупроводниках и в плазме // ЖЭТФ. 1964. Т. 47. С. 1322‒1341.
- Басс Ф. Г., Гуревич Ю. Г., Квимсадзе М. В. Распространение сильной электромагнитной волны в двухкомпонентной плазме // ЖЭТФ. 1971. Т. 60, No 8. С. 632‒342.
- Sodha M. S., Kaw P. K. Third Harmonic of Current Density in a Plasma // Phys. Fluids. 1965. Vol. 8. P. 1402‒1404. DOI: 10.1063/1.1761423
- Jancel R. Analysus of non-linear wave phenomena in weakly dissioative plasmas // Acta Physic Academiae Scientiarum Hungaricae. 1976. Vol. 40, No 3. P. 177‒209.
- Каплан А. E. Теория гистерезисного отражения и преломления света границей нелинейной среды // ЖЭТФ. 1977. Т. 72, No 5. С. 1710‒1726.
- Бутылкин B. C., Каплан А. Е., Хронопуло Ю. Г. Нелинейная поляризуемость при резонансном взаимодействии электромагнитного поля с веществом // ЖЭТФ. 1971. Т. 59, No 3. С. 921‒933.
- Бутылкин B. C., Каплан А. Е. Хронопуло Ю. Г. Особенности самовоздействия света в поглощающих средах и условия наблюдения самофокусировки, вызванной резонансным поглощением // ЖЭТФ. 1971. Т. 61, No 2. С. 520‒533.
- Каплан А. Е. Точная теория релаксации двухуровневых систем в сильном немонохроматическом поле // ЖЭТФ. 1973. Т. 65, No 4. С. 1416‒1430.
- Каплан А. Е. Динамика двухуровневой системы в сильном резонансном поле с переменной частотой и амплитудой // ЖЭТФ. 1975. Т. 68, No 3. С. 823‒833.
- Каплан А. Е. Двухуровневая система в поле мощного импульса произвольной длительности // Квантовая электроника. 1976. Т. 3, No 6. С. 1342‒1344.
- Козлов С. А., Сазонов С. В. Нелинейное распространение импульсов длительностью в несколько колебаний светового поля в диэлектрических средах // ЖЭТФ. 1997. Т. 111, No 2. С. 404‒418.
- Келдыш Л. В.Диаграммная техника для неравновесных процессов // ЖЭТФ. 1964. Т. 47, No 10. С. 1515‒1527.
- Ахиезер А. И., Ахиезер И. А. Электромагнетизм и электромагнитные волны. М. : Высшая школа, 1985. 504 с.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М. : Наука, 1982. 620 с.
- Давидович М. В. О плотности электромагнитной энергии и ее скорости в среде с аномальной положительной дисперсией // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32, вып. 22. С. 53‒63.
- Хургин Я. И., Яковлев В. П. Финитные функции в физике и технике. М. : Наука, 1971. 408 с.
- Халфин Л. А. Квантовая теория рассеяния волновых пакетов, принцип причинности и сверхсветовое туннелирование // УФН. 1996. Т. 166, No 6. С. 688–690.
- Вайнштейн Л. А., Вакман Д. Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. М. : Наука, 1983. 288 с.
- Стрелков Г. М. Сложный радиосигнал в ионосферной плазме // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53, No 9. С. 1034‒1043.
- Давидович М. В., Стефюк Ю. В. Нелинейное прохождение электромагнитной волны через слой с квадратичной и дробно-полиномиальной зависимостями диэлектрической проницаемости // Известия вузов. ПНД. 2010. Т. 18, No 3. С. 160‒177.
- Давидович М. В., Алексутова С. В., Шилин И. В., Борисов В. С. Дифракция плоской электромагнитной волны на нелинейном диэлектрическом слое // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2007. Т. 7, вып. 1. С. 32‒40.
- Давидович М. В. О парадоксе Хартмана, туннелировании электромагнитных волн и сверхсветовых скоростях (отклик на статью Шварцбурга А. Б. «Туннелирование электромагнитных волн – парадоксы и перспективы») // УФН. 2009. Т. 179, No 4. C. 443‒446. DOI: 10.3367/UFNr.0179.200904o.0443
- Давидович М. В. О временах и скоростях нестационарного квантового и электромагнитного туннелирования // ЖЭТФ. 2020. Т. 157, No 1. С. 44–62. DOI: 10.31857/S0044451020010058
- Давидович М. В. Скорость переноса энергии плоской монохроматической электромагнитной волной через слой вещества // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Физико-математические науки». 2020. Т. 24, No 1. C. 22‒40.
- Hartman T. E. Tunneling of a Wave Packet // J. Appl. Phys. 1962. Vol. 33, No 12. P. 3427‒3433. http://dx.doi.org/10.1063/1.1702424
- Шварцбург А. Б. Туннелирование электромагнитных волн ‒ парадоксы и перспективы // УФН. 2007. Т. 177, No 1. С. 43–58.
- Steinberg A. M. Conditional probabilities in quantum theory and the tunneling-time controversy // Phys. Rev. 1995. Vol. A52, No 1. P. 32‒42. DOI: 10.1103/PhysRevA.52.32
- Chiao R. Y., Kozhekin A. E., Kurizki G. Tachyonlike excitations in inverted two-level media // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77. P. 1254‒1257.
- 1511 просмотров