20 Поперечное распространение радиоволн в намагниченном феррите.

Рассмотрим идеализированную задачу о распространении однородной плоской электромагнитной волны в неограниченной гиротропной среде при условии, что волна распространяется в направлении, перпендикулярном вектору постоянного подмагничивающего поля Но - происходит поперечное распространение волны. Вектор Но ориентирован вдоль положительного направления оси z. Предположим, что плоская электромагнитная волна распространяется вдоль оси х, так что все проекции векторов поля имеют комплексные амплитуды, пропорциональные множителю , где— некоторый коэффициент фазы (продольное волновое число).

Волновой процесс характеризуется лишь двумя комплексными амплитудами Hz и Ёу, которые удовлетворяют системе двух уравнений,

Предположим, что на слой намагниченного феррита толщиной l из вакуума падает плоская ЭМВ в направлении, перпендикулярном направлению подмагничивающего поля. Если плоскость поляризации волны ориентирована произвольным образом, то в общем случае вектор Е падающей волны имеет составляющую E1, перпендикулярную подмагничивающему полю, и составляющую Е2, которая направлена вдоль вектора Но. Составляющая E1 возбуждает в феррите обыкновенную, а составляющая Е2 — необыкновенную волну. Фазовые скорости этих двух пространственно-ортогональных волн различны. Поэтому в полупространстве за пластиной обыкновенная и необыкновенная волны оказываются сдвинутыми по фазе. Складываясь, эти две волны образуют однородную плоскую волну с вращающейся эллиптической поляризацией. В частном случае, когда фазовый сдвиг составляет 90°, а амплитуды обеих волн равны, поляризация прошедшей волны будет круговой. Описанное здесь явление преобразования поляризационных характеристик плоской волны в слое гиротропной среды при поперечном распространении получило название эффекта Коттон —Мутона.

21 Продольное распространение радиоволн в намагниченном феррите.

Плоская электромагнитная волна распространяется в неограниченной гиротропной среде вдоль направления постоянного подмагничивающего поля. При этом все проекции векторов поля будут зависеть от продольной координаты z по закону ; выбор знака аргумента комплексной экспоненты диктуется выбором одного из двух возможных направлений движения волновых факторов. Предположим, что волны однородны в поперечной плоскости и поэтому. => находим, чтот. е. рассматриваемые решения уравнений Максвелла обязательно являются чисто поперечными Т-волнами.

Плоская электромагнитная волна с двумя ортогональными пространственными компонентами, сдвинутыми по фазе на угол 90°, представляет собой волну, поляризованную, по кругу. Таким образом установлено, что при продольном распространении волн в намагниченном феррите существуют две независимые моды:

1) поляризованная по кругу волна с левым направлением вращения, у которой и коэффициент фазы

2) аналогичная волна с правым направлением вращения, у ко-

торой и коэффициенты фазы

Теперь предположим, что в какой-либо плоскости, скажем при

z=0, одновременно возбуждены обе моды с одинаковыми амплитудами. Тогда в этой плоскости комплексная амплитуда суммарного магнитного вектора ориентирована вдоль оси х и отвечает линейно поляризованной волне.

Обе моды с круговой поляризацией, из которых складывается такая волна, распространяются с разными фазовыми скоростями, и поэтому в поперечной плоскости с произвольной координатой z магнитный вектор имеет комплексную амплитуду

Интересной и практически важной особенностью процесса про- дольного распространения электромагнитных волн в намагничен- ном феррите является невзаимный характер поворота плоскости поляризации.