Глава двенадцатая. ВОЗБУЖДЕНИЕ АНИЗОТРОПНЫХ СРЕД

Среда называется анизотропной, если ее параметры в каждой точке пространства зависят от направления. Различают естественноактивные и естественнонеактивные анизотропные среды. Примером естественноактивных сред являются кристаллы, не имеющие центра симметрии и обладающие различными механическими и электродинамическими свойствами в направлении различных осей. К естественнонеактивным средам относятся плазма и феррит, которые в обычных условиях ведут себя, как диэлектрики со скалярными параметрами ; при наличии постоянного магнитного поля Н их свойства претерпевают качественный скачок — диэлектрическая проницаемость плазмы и магнитная проницаемость феррита становятся тензорами Причиной появления активности (анизотропии) плазмы и феррита является взаимодействие электронов, движущихся под действием внешнего электромагнитного поля, с приложенным постоянным магнитным полем. Механизм этого взаимодействия в обоих случаях различен [Л. 1, 2 и 3], поэтому свойства тензора приобретают диэлектрическая проницаемость плазмы и магнитная проницаемость феррита. Однако магнитная проницаемость плазмы и диэлектрическая проницаемость феррита остаются такими же. как и при отсутствии постоянного магнитного поля. Поэтому часто плазму и феррит, помещенные в постоянное магнитное поле, называют соответственно гироэлектрической и гиромагнитной средами. Эта глава посвящена возбуждению электромагнитных волн только в гироэлектрических средах. Вначале приводится вывод выражения для тензора относительной диэлектрической проницаемости е. Вывод базируется на элементарной макроскопической теории плазмы, основные приближения которой сводятся к следующему. Не рассматривается временная зависимость распределения электронов по скоростям, а главным кинетическим параметром среды принимается

— эффективная частота соударений электронов с другими частицами. Считается, что наличие электронов в среде эквивалентно непрерывному распределению заряда и излучение отдельных электронов пренебрежимо мало. Поскольку массы ионов много больше массы электрона, движение ионов под действием внешних полей не учитывается. Далее, производится общее решение задачи о возбуждении электромагнитных волн в однородной неограниченной анизотропной плазме при произвольном распределении сторонних электрических и магнитных токов. Впервые подобная задача рассмотрена в [Л. 4]. Векторы электрического и магнитного поля не удается выразить через векторные потенциалы; не удается также представить общее решение в виде наложения электрических и магнитных волн. Поэтому используется решение векторного неоднородного уравнения для напряженности электрического поля Е с помощью интегральных преобразований Фурье. После этого исследуются частные случаи возбуждения неограниченной анизотропной среды бесконечным плоским синфазным листком электрического тока при различных направлениях постоянного магнитного поля. Полученные выражения иллюстрируют эффект Фарадея, а также существование и характеристики обыкновенной и необыкновенной волн в анизотропной плазме. Общие выражения позволяют получить решения и других задач, например задачи о излучении щелевых антенн из-под плоского слоя анизотропной плазмы [Л. 5 и 6]. Однако окончательные выражения получаются очень громоздкими и здесь не приводятся.