Ликвидация безграмотности
Alexpo, ВЕТЕР ИЕРЕМЕН, Herodotus, homosapiens, CASTROНачну с того, что все электродинамические задачи, которые касаются распространения, отражения и преломления ЭМ волн решаются при помощи уравнений Максвелла с применением соответствующих граничных условий. Собственно больше ничего и не нужно, нужно лишь знать электродинамические свойства разделяемых сред. Но для того, чтобы знать эти свойства, нужно уметь записывать токи, текущие в среде, при наложении на неё электрических полей. Эти токи и представляет второе уравнение Максвелла. Это уравнение даёт связь между величиной приложенного электрического поля и величиной плотности тока в среде, а также возможность вычислить не только связь между амплитудами напряжённости электрического поля и плотности тока, но и сдвиг фазы между этими величинами. Но для того, чтобы сделать это нужно уметь записывать составляющие плотностей токов, порождённых приложенным электрическим полем.
Рассмотрим конкретный пример плазмы, в которой заряды могут двигаться без трения. Пока в вакууме отсутствуют заряды, плотностью тока равна производной приложенного поля по времени, умноженной на диэлектрическую проницаемость вакуума. Следовательно, для синусоидальной зависимости электрического поля от времени фаза тока будет отставать от фазы электрического поля на 90 градусов. Этот ток называют током смещения. Иногда его называют ёмкостным, поскольку такая зависимость связывает напряжение, приложенное к конденсатору, с током, текущем через него. Добавим теперь в вакуум небольшое количество свободных зарядов электронов и протонов (полностью ионизированная плазма). Под воздействием электрического поля начнут осуществлять колебательные движения, создавая тем самым ток проводимости. Легко показать, что в связи с большой массой ионов основной ток будут переносить электроны, поэтому током ионов обычно пренебрегают. Ток проводимости электронов, в отличие от тока смещения, определяется интегралом от электрического поля по времени, умноженному на обратную величину кинетической индуктивности электронов. К интегралу, если не определены начальные условия, нужно прибавить ещё постоянную интегрирования. Этот ток называют индуктивным, поскольку его фаза, как и в обычной индуктивности, опережает фазу приложенной напряжённости электрического поля.
Таким образом, ток смещения и индуктивный ток проводимости являются противофазными. При частотах ниже ленгмюровской ток проводимости имеет большую величину, чем ток смещения, и поэтому суммарный вектор плотности тока отстаёт от вектора поля на 90 градусов. И, наоборот, при частотах больших, чем легмюровская -ток смешения превышает ток проводимости и поэтому суммарный вектор плотности тока опережает вектор электрического поля.
В точке же ленгмюровского резонанса амплитуды обоих токов равны и они взаимно друг друга уничтожают, суммарный ток при этом равен нулю. Создаётся ситуация, когда приложенное электрическое поле имеется, а ток не течёт. Это означает, что плазма на этой частоте имеет бесконечное сопротивление, а само явление носит название резонанс токов. Такое точно явление наблюдается и в цепях с сосредоточенными параметрами, когда параллельно включены конденсатор и индуктивность. Отличие заключается лишь в том, что при наличии отдельной индуктивности и конденсатора, токи текут по пространственно разнесённым элементам, в то время как в плазме эти токи вшиты друг в друга.
Теперь рассмотрим как этот вопрос решается формальным образом путём введения частотозависимой «диэлектрической проницаемости».
Дело в том, что производной и интегралом синусоидальной функции являются косинусы, только с разными знаками. Поэтому, записав сумму токов, можно этот косинус вместе с частотой вынести за знак суммы. Это означает, что при такой операции мы загоняем и производную и интеграл в один коэффициент и теряем постоянную интегрирования. Этот коэффициент, оставшийся после вынесения общего косинуса и частоты за скобки, Ландау и назвал диэлектрической проницаемостью плазмы. В этом и заключается и физическая и методологическая ошибка. Конечно, этот коэффициент никакого отношения к диэлектрической проницаемости не имеет, а является сборным параметром, поскольку в него входят по отдельности диэлектрическая проницаемость вакуума и кинетическая индуктивность электронов. Такой подход аналогичен тому, если бы мы реальный параллельный резонансный контур, состоящий из независящих от частоты индуктивности и ёмкости, вдруг заменили зависящей от частоты ёмкостью. Конечно, это метафизика, к физике никакого отношения не имеющая. Точное физическое название той величины, которую ввел Ландау, звучит так: «реактивная проводимость плазмы, делённая на частоту». Всё это подробнейшим образом написано во втором параграфе работы.
http://fmnauka.narod.ru/Pro1.pdf , и я не понимаю, какой уровень физического образования нужно иметь, чтобы не понимать такие элементарные вещи.