Про умови виникнення хвиль поляризації

Визначено необхідні умови виникнення хвильового процесу у суцільному середовищі. Показано, що для системи електричних диполів шарів літосфери Землі виконуються умови перебігу хвильового процесу....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Якимчук, М.А., Мороз, І.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2010
Schriftenreihe:	Геоінформатика
Schlagworte:	Геофізичні дослідження літосфери
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/95756
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Про умови виникнення хвиль поляризації / М.А. Якимчук, І.П. Мороз // Геоінформатика. — 2010. — № 3. — С. 74-78. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-95756
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-957562016-03-04T03:02:20Z Про умови виникнення хвиль поляризації Якимчук, М.А. Мороз, І.П. Геофізичні дослідження літосфери Визначено необхідні умови виникнення хвильового процесу у суцільному середовищі. Показано, що для системи електричних диполів шарів літосфери Землі виконуються умови перебігу хвильового процесу. Определены необходимые условия возникновения волнового процесса в сплошной среде. Показано, что для системы электрических диполей слоев литосферы Земли выполняются условия протекания волнового процесса. Determined in the paper are the necessary conditions of the wave process arising in the continuous medium. The paper shows that the conditions of the wave propagation process are met for the electric dipoles system of the Earth lithosphere layers. 2010 Article Про умови виникнення хвиль поляризації / М.А. Якимчук, І.П. Мороз // Геоінформатика. — 2010. — № 3. — С. 74-78. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1684-2189 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/95756 550.837 uk Геоінформатика Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Геофізичні дослідження літосфери Геофізичні дослідження літосфери
spellingShingle	Геофізичні дослідження літосфери Геофізичні дослідження літосфери Якимчук, М.А. Мороз, І.П. Про умови виникнення хвиль поляризації Геоінформатика
description	Визначено необхідні умови виникнення хвильового процесу у суцільному середовищі. Показано, що для системи електричних диполів шарів літосфери Землі виконуються умови перебігу хвильового процесу.
format	Article
author	Якимчук, М.А. Мороз, І.П.
author_facet	Якимчук, М.А. Мороз, І.П.
author_sort	Якимчук, М.А.
title	Про умови виникнення хвиль поляризації
title_short	Про умови виникнення хвиль поляризації
title_full	Про умови виникнення хвиль поляризації
title_fullStr	Про умови виникнення хвиль поляризації
title_full_unstemmed	Про умови виникнення хвиль поляризації
title_sort	про умови виникнення хвиль поляризації
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Геофізичні дослідження літосфери
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/95756
citation_txt	Про умови виникнення хвиль поляризації / М.А. Якимчук, І.П. Мороз // Геоінформатика. — 2010. — № 3. — С. 74-78. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
series	Геоінформатика
work_keys_str_mv	AT âkimčukma proumoviviniknennâhvilʹpolârizacíí AT morozíp proumoviviniknennâhvilʹpolârizacíí
first_indexed	2025-07-07T02:45:55Z
last_indexed	2025-07-07T02:45:55Z
_version_	1836954535555235840
fulltext	74 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2010, ¹ 3 Ó ñòàòò³ [1] îáãîâîðåíî ìîæëèâ³ñòü ïîÿñíåííÿ ÿâèùà íåìîíîòîííî¿ ïîâåä³íêè êðèâî¿ ñòàíîâëåí- íÿ ïîëÿ [2, 3] çáóðåííÿì ó øàðàõ ë³òîñôåðè õâèëü ïîëÿðèçàö³¿, ÿê³ íåñóòü ³íôîðìàö³þ ïðî ñòðóêòó- ðó øàð³â. Õâèë³ ïîëÿðèçàö³¿ ðîçãëÿíóòî ÿê êîëè- âàííÿ åëåêòðè÷íèõ äèïîëüíèõ ìîìåíò³â àòîì³â (ìîëåêóë), ÿê³ ïåðåäàþòüñÿ â ïðîñòîð³ âíàñë³äîê ïîëüîâî¿ âçàºìîä³¿ äèïîë³â. Â³äêðèòèì çàëèøàºòü- ñÿ ïèòàííÿ ïðî óìîâè çáóðåííÿ òà ³ñíóâàííÿ õâèëü ïîëÿðèçàö³¿. Ìåòîþ ö³º¿ ðîáîòè º îáãîâîðåííÿ ìîæëèâèõ ìåõàí³çì³â âèíèêíåííÿ òà ³ñíóâàííÿ õâèëüîâèõ ïðîöåñ³â ó ñèñòåì³ äèïîë³â. Ó ë³òåðàòóðíèõ äæåðåëàõ â³äñóòíÿ ³íôîðìà- ö³ÿ ïðî ³ñíóâàííÿ ïðîöåñ³â ïîøèðåííÿ ìåõàí³÷- íèõ õâèëü (õâèëü çâ’ÿçàíîãî çàðÿäó) ó ñèñòåìàõ, ùî ñêëàäàþòüñÿ ³ç ÷àñòèíîê – íîñ³¿â åëåêòðè÷- íîãî äèïîëüíîãî ìîìåíòó [4–7]. Íàé³ìîâ³ðí³- øîþ ïðè÷èíîþ öüîãî º â³äñóòí³ñòü åêñïåðèìåí- òàëüíèõ äàíèõ ùîäî çàçíà÷åíîãî åôåêòó. Ä³éñíî, â ñèñòåìàõ ïåâíî¿ ïðîñòîðîâî¿ ñòðóêòóðè ç ä³- åëåêòðè÷íèì çàïîâíåííÿì ³ áåç íüîãî âèíèêà- þòü åëåêòðîìàãí³òí³ õâèë³ ïîä³áíîãî òèïó, ÿê³ â³äð³çíÿþòüñÿ øâèäê³ñòþ ïåðåäà÷³ åíåðã³¿. Â ä³- åëåêòðèêó øâèäê³ñòü ïîøèðåííÿ åëåêòðîìàãí³ò- íèõ êîëèâàíü ìåíøà, í³æ ó âàêóóì³. Öå ìîæíà ïîÿñíèòè çàëó÷åííÿì ó õâèëüîâèé ïðîöåñ ñåðå- äîâèùà (äèïîë³â), â ÿêîìó ïîøèðþºòüñÿ åëåêòðî- ìàãí³òíå ïîëå. Êîëèâàëüíèé ïðîöåñ âñòàíîâ- ëþºòüñÿ ó ñèñòåì³ ìèòòºâî (ç øâèäê³ñòþ ïîøèðåííÿ ñâ³òëà ó ñåðåäîâèù³) ç îð³ºíòóâàííÿì ïðè öüîìó äèïîëåé ðå÷îâèíè. Òàêèì ÷èíîì, ó ðå÷îâèí³ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ êîëåêòèâíèé ïðîöåñ êî- ëèâàíü äèïîë³â ³ ïîëÿ, â ÿêîìó ìåõàí³÷íèé ðóõ äèïîë³â ï³äïîðÿäêîâàíèé ðóõó ïîëÿ (íà äèïîë³ âïëèâàº âèìóøåíà ñèëà ç áîêó ïîëÿ). Óìîâè äëÿ ñïîñòåðåæåííÿ âëàñíèõ êîëèâàíü ñèñòåìè äè- ïîë³â, ùî ïðîõîäÿòü áåç ä³¿ çîâí³øíüîãî çáóðþ- âàëüíîãî ÷èííèêà, â³äñóòí³. Ï³ä ÷àñ ðîçãëÿäó ðóõó ñèñòåìè äèïîë³â ïî- òð³áíî áðàòè äî óâàãè òåïëîâ³ ìåõàí³çìè éîãî âèíèêíåííÿ. Àòîìè ³ ìîëåêóëè ïåðåáóâàþòü ó ïîñò³éíîìó òåïëîâîìó ðóñ³, ó ïîñò³éí³é âçàº- ìîä³¿, íàñë³äêîì ÿêî¿ º îáì³í åíåðã³ºþ. Äåôîð- ìàö³¿ àòîì³â ³ ìîëåêóë, óíàñë³äîê ÿêèõ âèíèêàº äèïîëüíèé ìîìåíò, º õàîòè÷íèìè. ×åðåç íåâïî- ðÿäêîâàí³ñòü êîëèâàíü äèïîë³â ó ñèñòåì³ íå ìîæå âèíèêíóòè êîëåêòèâíîãî åôåêòó – ïîÿâè õâèë³. ² ÿêùî â ðå÷îâèí³ â ëîêàëüí³é çîí³ ñôîðìóºòüñÿ õâèëÿ åëåêòðîìåõàí³÷íèõ êîëèâàíü äèïîë³â, òî öåé ïðîöåñ øâèäêî ðóéíóºòüñÿ íàêëàäàííÿì òåï- ëîâîãî ðóõó. Ïðîòå ³ç âíåñåííÿì ìàòåð³àëüíîãî ñåðåäîâèùà ó åëåêòðè÷íå ïîëå ñèòóàö³ÿ çì³íþºòüñÿ. Ç’ÿâëÿºòüñÿ âèä³ëåíèé íàïðÿìîê, óçäîâæ ÿêîãî ïåðåâàæíî îð³ºíòóþòüñÿ äèïîëüí³ ìîìåíòè. Ìîæíà ïðèïóñòèòè òàêîæ íàÿâí³ñòü êîëåê- òèâíèõ ôîíîííî-äèïîëüíèõ êîëèâàíü, â ÿêèõ ìåõàí³÷í³ êîëèâàííÿ äèïîë³â ï³äïîðÿäêîâàí³ êî- ëèâàííÿì àòîì³â óïîðÿäêîâàíî¿ ñòðóêòóðè ðå÷î- âèíè. Îòæå, çà çâè÷àéíèõ óìîâ ó ä³åëåêòðèêó íå ìîæíà ñïîñòåð³ãàòè ìåõàí³÷íèõ êîëèâàíü äèïîë³â (àíàëîã³÷íèõ, íàïðèêëàä, êîëèâàííÿì ôîíîí³â). Âèÿâëÿþòüñÿ êîëåêòèâí³ ïðîöåñè – äèïîëüíî- ïîëüîâèé, ôîíîííî-äèïîëüíèé, ³íøèé ïîä³áíîãî òèïó. Êð³ì òîãî, òåïëîâèé ðóõ àòîì³â, ìîëåêóë ðå÷îâèíè ðóéíóº ìîæëèâå âñòàíîâëåííÿ êîëåê- òèâíèõ ìåõàí³÷íèõ êîëèâàíü äèïîë³â. Åíåðã³ÿ õàîòè÷íîãî ðóõó ìîëåêóë ïåðåâèùóº åíåðã³þ äè- ïîëü-äèïîëüíî¿ âçàºìîä³¿. Ä³éñíî, åíåðã³ÿ òåïëî- âîãî ðóõó àòîìà (ìîëåêóëè) ðå÷îâèíè ïðîïîðö³é- íà âåëè÷èí³ kT (k – ñòàëà Áîëüöìàíà, Ò – òåìïåðàòóðà), åíåðã³ÿ äèïîëÿ â åëåêòðîñòàòè÷íîìó ïîë³ âèçíà÷àºòüñÿ ñï³ââ³äíîøåííÿì (p · E) (p – äè- ïîëüíèé ìîìåíò, Å – íàïðóæåí³ñòü åëåêòðîñòà- òè÷íîãî ïîëÿ). Îö³íêè ïîêàçóþòü, ùî çà çâè÷àé- íèõ óìîâ ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³ çíà÷åíü íàïðóæåíîñò³ ïîëÿ âèêîíóºòüñÿ óìîâà: 1pE kT << . Õâèëüîâ³ ïðîöåñè ð³çíîìàí³òí³ çà ñâî¿ì ïðî- ÿâîì, ïðîòå ¿õ îïèñóþòü ïîä³áíèìè ìàòåìàòè÷- ГЕОФІЗИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІТОСФЕРИ ÓÄÊ 550.837 ÏÐÎ ÓÌÎÂÈ ÂÈÍÈÊÍÅÍÍß ÕÂÈËÜ ÏÎËßÐÈÇÀÖ²¯ © Ì.À. ßêèì÷óê, ².Ï. Ìîðîç, 2010 Öåíòð ìåíåäæìåíòó òà ìàðêåòèíãó â ãàëóç³ íàóê ïðî Çåìëþ ²ÃÍ ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â, Óêðà¿íà Ð³âíåíñüêèé äåðæàâíèé ãóìàí³òàðíèé óí³âåðñèòåò, Ð³âíå, Óêðà¿íà Determined in the paper are the necessary conditions of the wave process arising in the continuous medium. The paper shows that the conditions of the wave propagation process are met for the electric dipoles system of the Earth lithosphere layers. Keywords: wave process, electric dipoles system, local interaction, oscillator. 75ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2010, ¹ 3 íèìè ìîäåëÿìè, ³, î÷åâèäíî, ìîæíà âêàçàòè íà íèçêó çàãàëüíèõ óìîâ, ÿê³ âèçíà÷àþòü ìîæëèâ³ñòü ïîøèðåííÿ â ñèñòåìàõ õâèëü: 1) ñåðåäîâèùå, â ÿêîìó ïîøèðþºòüñÿ õâèëÿ, ìîæíà ðîçãëÿäàòè ÿê ñèñòåìó îêðåìèõ îñöèëÿ- òîð³â; 2) ì³æ îêðåìèìè îñöèëÿòîðàìè ³ñíóº âçàºìîä³ÿ, ÿêà ìàº ëîêàëüíèé õàðàêòåð (îñöèëÿòîðè çâ’ÿ- çàí³); 3) ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïîøèðåííÿ ó ïðîñòîð³ åíåðã³¿ õâèë³ ÷åðåç ïåðåäàâàííÿ çáóðåííÿ â³ä îäíîãî îñöèëÿòîðà äî ³íøîãî (ñóñ³äíüîãî); 4) êîëèâàííÿ îñöèëÿòîð³â ïîä³áí³, â³äì³íí³ñòü çó- ìîâëåíà ð³çíèìè ôàçàìè êîëèâàíü. Ó ðîçãëÿíóòîìó âèïàäêó ïîòð³áíî îêðåìî âñòàíîâèòè óìîâè, âèêîíàííÿ ÿêèõ çàáåçïå÷èòü ðîçä³ëåííÿ äèïîëüíî-ïîëüîâèõ ³ äèïîëüíî-äè- ïîëüíèõ êîëèâàíü. Â³äîìî [5, 6], ùî ó òâåðäèõ ò³ëàõ, ð³äèíàõ ³ ãàçàõ ðåàë³çóþòüñÿ ð³çí³ ìåõàí³çìè ïîëÿðèçàö³¿ ðå÷îâèíè. Ó ïîäàëüøîìó, äëÿ âèçíà÷åíîñò³, ââà- æàòèìåìî, ùî àíàë³çóºìî òâåðäå ò³ëî ç êóá³÷íîþ êðèñòàë³÷íîþ ´ðàòêîþ ó ìåæàõ êëàñè÷íî¿ ô³çèêè. Çîñåðåäèìîñü íà ðîçãëÿä³ îäíîãî ³ç îñíîâíèõ ïèòàíü: ÷è ìîæíà ââàæàòè âçàºìîä³þ îêðåìîãî äèïîëÿ ç ñèñòåìîþ äèïîë³â íåñê³í÷åííîãî êðèñ- òàëà ëîêàëüíîþ? Íàïðóæåí³ñòü åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ, ùî ñòâîðå- íå îäèíè÷íèì äèïîëåì ç åëåêòðè÷íèì ìîìåí- òîì p, â òî÷ö³ ïðîñòîðó ç êîîðäèíàòàìè r (ðèñ. 1) âèçíà÷àþòü ñï³ââ³äíîøåííÿì [8]: ( ) 3 0 31 , 4 r r ⋅ −  = = πε   n p n p rE n . Âèáåðåìî äîâ³ëüíèé âóçîë êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàò- êè ³ ç³ñòàâèìî ç íèì ïî÷àòîê â³äë³êó (ðèñ. 2). Ïîòð³áíî îö³íèòè ñèëó âçàºìîä³¿ îäèíè÷íîãî äèïîëÿ ç ³íøèìè äèïîëÿìè ñèñòåìè, ÿê³ ðîçì³- ùóþòüñÿ ó âóçëàõ êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòêè (à – ïåð³îä ´ðàòêè). Ïîøóê òî÷íîãî ðîçâ’ÿçêó çàäà÷³ çàòðóä- íåíèé, îñê³ëüêè ó öüîìó âèïàäêó ìàºìî ñïðàâó ³ç çàäà÷åþ áàãàòüîõ ò³ë, ÿêà íåìàº çàãàëüíîãî ðîç- â’ÿçêó. Äëÿ îö³íêè ñèëè âçàºìîä³¿ äîñòàòíüî ðîç- ðàõóâàòè íàïðóæåí³ñòü åëåêòðîñòàòè÷íîãî ïîëÿ íà ïî÷àòêó â³äë³êó, ùî ñòâîðåíå ñèñòåìîþ äèïîë³â ç îäíàêîâèìè äèïîëüíèìè ìîìåíòàìè. Â³äîìî [5], ùî îñê³ëüêè ïîëÿðèçàö³ÿ ä³åëåêò- ðèêà óòâîðåíà îäíîð³äíèì ïîëåì (äèïîëüí³ ìî- ìåíòè ó âóçëàõ ´ðàòêè îäíàêîâ³), íàïðóæåí³ñòü åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ ñèñòåìè äèïîë³â íà ïî÷àòêó â³äë³êó äîð³âíþº íóëþ. Îòæå, ó öüîìó âèïàäêó âçàºìîä³ÿ äèïîë³â â³äñóòíÿ. Âëàñòèâîñò³ ñèñòåìè ïîâí³ñòþ âèçíà÷àº çîâí³øíº ïîëå. Ðîçãëÿíåìî âèïàäîê, êîëè ïîëÿðèçàö³ÿ àòîì³â ðå÷îâèíè âñòàíîâëþºòüñÿ íåîäíîð³äíèì ïîëåì, ùî îð³ºíòîâàíå âçäîâæ îñ³ z ñèñòåìè â³äë³êó (ðèñ. 3). Íàïðóæåí³ñòü ïîëÿ íà ïî÷àòêó â³äë³êó âèçíà÷àºìî ñóìîþ íàïðóæåíîñòåé åëåêòðè÷íèõ ïîë³â äèïîë³â: 2 5 0 31 4 i j ij i i i x x r E p r  − δ =   πε   ∑ . Ï³äñóìîâóâàííÿ ïðîâîäèìî ïî óñ³õ âóçëàõ êðèñòàë³÷íî¿ ́ ðàòêè ðå÷îâèíè. Ìîæíà ëåãêî ïîêàçàòè, ùî â óìîâàõ çàäàíî¿ îð³ºíòàö³¿ äèïîë³â êîìïîíåíòè ïîëÿ Ex, Ey äîð³â- íþþòü íóëþ. Öÿ ð³âí³ñòü º ñòðîãîþ. Îö³íèìî êîìïîíåíòó Ez. Çàóâàæèìî, ùî íà- ïðóæåí³ñòü ïîëÿ îäèíè÷íîãî äèïîëÿ, à îòæå ³ ñèëà âçàºìîä³¿, çãàñàº çà çàêîíîì 3 1 r , òîìó íàéá³ëüøå âïëèâàþòü íà âèä³ëåíèé äèïîëü äèïîë³, ùî ïåðå- áóâàþòü ó íàéáëèæ÷èõ âóçëàõ, ïðîòå ç³ çá³ëüøåí- íÿì \| r \| çá³ëüøóºòüñÿ ê³ëüê³ñòü äæåðåë ïîëÿ. Ïðîïîíóºìî îêðåìî âðàõîâóâàòè ó ñóì³ äè- ïîëüí³ ìîìåíòè, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ íà â³äñòàíÿõ à, 2à, 3à, … â³ä ïî÷àòêó â³äë³êó (ðèñ. 4). Ðåçóëüòóþ- ÷ó íàïðóæåí³ñòü åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ ìîæíà ïîäà- òè ó òàêîìó âèãëÿä³ (âåðõí³é ³íäåêñ âèçíà÷àº íî- ìåð âóçëà ´ðàòêè, ÿêèé º äæåðåëîì ïîëÿ): Ðèñ. 1. Äî ðîçðàõóíêó íàïðóæåíîñò³ ïîëÿ îäèíè÷íîãî äè- ïîëÿ Ðèñ. 2. Äèïîëüí³ ìîìåíòè àòîì³â êóá³÷íî¿ êðèñòàë³÷íî¿ ́ ðàò- êè (îäíîð³äíå ïîëå) Ðèñ. 3. Äèïîëüí³ ìîìåíòè àòîì³â êóá³÷íî¿ êðèñòàë³÷íî¿ ́ ðàò- êè (íåîäíîð³äíå ïîëå) 76 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2010, ¹ 3 z z z zE E E E′ ′′ ′′′= + + + ⋅⋅⋅, äå ( )(1) ( 1) (0) 3 0 1 2 2 4z z z zE p p p a −′ = + − πε ; ( ) ( ) 3 0 (1) ( 1) (0) (2) ( 2) (0) 1 1 4 1 12 2 , 22 z z z z z z z E a p p p p p p− − ′′ = × πε  × + − + + −   ³ ò. ä. Áà÷èìî, ùî ...z z zE E E′ ′′ ′′′> > > . Îòæå, âïëèâîì äèïîëüíèõ ìîìåíò³â, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ íà âåëèêèõ â³äñòàíÿõ (na, n→∝) â³ä ïî÷àòêó â³äë³êó, ìîæíà çíåõòóâàòè. Öå îçíà÷àº, ùî âçàºìîä³ÿ äèïîë³â ó ñèñòåì³ ìàº ëîêàëüíèé õàðàêòåð. ²ç óðàõóâàííÿì òîãî ùî a → 0, ìîæíà çä³éñíè- òè ´ðàíè÷íèé ïåðåõ³ä â³ä äèñêðåòíèõ äî íåïåðåð- âíèõ âåëè÷èí ( ) 2 (1) ( 1) (0) 2 20 1lim 2 z z z za pp p p a z − →  ∂ + − = ∂  . Îñ- òàòî÷íî 2 2 0 1 4 z z peF eE a z ∂′= ≈ πε ∂ . Ðîçãëÿíåìî êîëèâàííÿ äèïîëüíîãî ìîìåíòó, ÿê³ âèíèêàþòü ó îäèíè÷íîìó àòîì³ ï³ä ä³ºþ åëåê- òðè÷íîãî ïîëÿ, ùî çì³íþºòüñÿ ó ÷àñ³ çà ãàðìîí³÷- íèì çàêîíîì. Çâ’ÿçàí³ çàðÿäè ä³åëåêòðèêà çà ìîäåëüíèìè óÿâëåííÿìè – öå ÷àñòèíêè, íà ÿê³ ä³º íå ò³ëüêè çîâí³øíº ïîëå, à é ïðîïîðö³éíà çì³ùåííþ ñèëà “ïðóæíîñò³” βr. Ð³âíÿííÿ ðóõó òàêèõ ÷àñòèíîê çà- ïèøåìî ó âèãëÿä³ er r E m m β′′ + = . ßêùî ï³ä ÷àñ ïîáóäîâè ð³âíÿííÿ íå âðàõîâóº- ìî âçàºìîä³þ äèïîë³â (íàïðèêëàä, âîíè ðîçì³ùó- þòüñÿ íà âåëèêèõ â³äñòàíÿõ), òî Å – íàïðóæåí³ñòü çîâí³øíüîãî ïîëÿ. Â³äîìî, ùî ð³âíÿííÿ ðóõó çàçíà÷åíîãî òèïó – öå ð³âíÿííÿ ãàðìîí³÷íèõ êîëèâàíü îñöèëÿòîðà ï³ä ä³ºþ çîâí³øíüî¿ ñèëè. Îòæå, îäèíè÷íèé äèïîëü ÿâëÿº ñîáîþ êîëèâàëüíó ñèñòåìó. Âðàõóºìî ãàðìîí³÷íèé õàðàêòåð çì³íè ïîëÿ, âèêîðèñòàâøè ïîçíà÷åííÿ 0 m β ω = (ω0 ìàº çì³ñò âëàñíèõ êîëèâàíü çâ’ÿçàíîãî çàðÿäó). Òîä³ ð³âíÿí- íÿ ðóõó íàáóâàº âèãëÿäó 2 0 0 i ter r E e m ω′′ + ω = . Çàãàëüíèé ðîçâ’ÿçîê ð³âíÿííÿ òàêèé: ( ) 0 02 2 0 1i t i ter t Ce E e m ω ω= + ω − ω . Ó êîëèâàëüí³é ñèñòåì³, ÿêó ðîçãëÿäàºìî, íà- êëàäàþòüñÿ âèñîêî÷àñòîòí³ êîëèâàííÿ ç ÷àñòîòîþ ω0 òà â³äíîñíî ïîâ³ëüí³ êîëèâàííÿ ç ÷àñòîòîþ çáó- ðþâàëüíî¿ ñèëè ω. Ïðîâ³âøè óñåðåäíåííÿ ôóíêö³¿ r(t) çà ³íòåðâàëîì ÷àñó t < T 2T π = ω  , âèçíà÷èìî ñåðåäíº çì³ùåííÿ çâ’ÿçàíîãî çàðÿäó ï³ä ä³ºþ çîâ- í³øíüîãî ïîëÿ: ( ) 02 0 1 i ter t E e m ω= ω . Òàêèì ÷èíîì, îòðèìóºìî ìîæëèâ³ñòü îö³íè- òè âåëè÷èíó äèïîëüíîãî ìîìåíòó àòîìà – p er= (å – âåëè÷èíà çâ’ÿçàíîãî çàðÿäó), ÿêèé êîëèâàºòü- ñÿ ç ÷àñòîòîþ çáóðþâàëüíîãî ïîëÿ (ðèñ. 5). Ðîçãëÿíåìî ìîæëèâ³ñòü â³äîêðåìëåííÿ ïðîöå- ñó ïîøèðåííÿ åëåêòðîìàãí³òíî¿ õâèë³ â³ä ïðîöåñó êîëåêòèâíèõ ìåõàí³÷íèõ êîëèâàíü äèïîë³â. Ðåàëüíå ìàòåð³àëüíå ñåðåäîâèùå, ÿêèì º øàðè ë³òîñôåðè, íå âèÿâëÿº ÷³òêî âèðàæåíèõ ïðîâ³äíèõ ÷è ä³åëåêòðè÷íèõ âëàñòèâîñòåé [9]. Ñêîðèñòàºìîñü ìîäåëüíèì óÿâëåííÿì ïðî òå, ùî ñåðåäîâèùå ì³ñòèòü â³ëüí³ çàðÿäè, ÿê³ õàðàêòåðèçóºòüñÿ âåëè- ÷èíîþ ïèòîìî¿ ïðîâ³äíîñò³ σ (~10–5–10–3 Ñì/ì äëÿ ñóõîãî ´ðóíòó; ~10–3–10–2 Ñì/ì äëÿ âîëîãîãî ´ðóíòó [10]), òà çâ’ÿçàí³ çàðÿäè (äèïîë³), ùî õà- ðàêòåðèçóþòüñÿ âåëè÷èíîþ â³äíîñíî¿ ä³åëåêòðè÷- íî¿ ïðîíèêíîñò³ ε (3–6 äëÿ ñóõîãî ´ðóíòó; 10–30 äëÿ âîëîãîãî ´ðóíòó [10]). Øàðè ë³òîñôåðè ïåðå- áóâàþòü ó ïðèðîäíîìó åëåêòðîñòàòè÷íîìó ïîë³ Çåìë³, íàïðóæåí³ñòü ÿêîãî ïîáëèçó ïîâåðõí³ ìàº ñâî¿ çíà÷åííÿ [11]. Î÷åâèäíî, ùî â³ëüí³ çàðÿäè ðóõàòèìóòüñÿ ï³ä ä³ºþ åëåêòðîñòàòè÷íîãî ïîëÿ ³ êîíöåíòðóâàòè- ìóòüñÿ ïîáëèçó ïîâåðõí³. Íà ïðîöåñ äðåéôó â³ëüíèõ çàðÿä³â íàêëàäàòèìåòüñÿ çâîðîòíèé äè- ôóç³éíèé ïðîöåñ, óíàñë³äîê ÷îãî ó ñèñòåì³ âñòà- íîâèòüñÿ íåîäíîð³äíèé ó ïðîñòîð³ ñòàö³îíàðíèé ðîçïîä³ë çàðÿä³â [12]. Ðèñ. 4. Äî ðîçðàõóíêó ïîëÿ ñèñòåìè äèïîë³â Ðèñ. 5. Çì³ùåííÿ òðàºêòîð³¿ ðóõó ó çîâí³øíüîìó ïîë³ 77ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2010, ¹ 3 Äèôóç³éíî-äðåéôîâèé ïðîöåñ ó ñòàö³îíàðíî- ìó âèïàäêó îïèñóºìî ð³âíÿííÿì âèäó grad 0eD e n+ µ =n E , (1) äå å – âåëè÷èíà çàðÿäó; D – êîåô³ö³ºíò äèôóç³¿; µ – ðóõîì³ñòü çàðÿä³â; n – êîíöåíòðàö³ÿ íîñ³¿â çàðÿäó. Ðîçâ’ÿçîê ð³âíÿííÿ (1) çà óìîâè îð³ºíòàö³¿ âåêòîðà íàïðóæåíîñò³ åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ Å óçäîâæ îñ³ z ³ çà ïî÷àòêîâèõ óìîâ n(z = 0) = n0 (ïî÷àòîê â³äë³êó ç³ñòàâèìî ç ð³âíåì ïîâåðõí³ Çåìë³) ìàº âèãëÿä ( ) 0 zE z Dn z n e µ − = . Òàêèì ÷èíîì, òîâùèíó ïðîâ³äíîãî øàðó ë³òî- ñôåðè îö³íþºìî âåëè÷èíîþ z DL E = µ . Ï³äñòàâèâ- øè ÷èñåëüí³ çíà÷åííÿ, çíàõîäèìî: L ≈ 1 ì. Íåõàé ç ïîâ³òðÿ ó ë³òîñôåðó ïîøèðþºòüñÿ ïëîñêà åëåêòðîìàãí³òíà õâèëÿ ó íàïðÿìêó –z (ðèñ. 6). Êîìïîíåíòè ïîëÿ õâèë³ âèçíà÷àþòü ñï³ââ³äíîøåííÿìè ( ) 0 zi k z t x xE E e +ω= , ( ) 0 zi k z t y yH H e +ω= , äå kz – õâèëüîâå ÷èñëî; ω – ÷àñòîòà êîëèâàíü. Ïîâåä³íêó åëåêòðîìàãí³òíîãî ïîëÿ ó ë³òîñôåð³ îïèñóºìî ñèñòåìîþ ð³âíÿíü Ìàêñâåëëà: ( ) ( ) rot ; rot . t t ∂ = ε + σ ∂  ∂ = − µ  ∂ H E E E H (2) ßêùî åëåêòðîìàãí³òíå ïîëå êîëèâàºòüñÿ çà ãàðìîí³÷íèì çàêîíîì, òî ñèñòåìó ð³âíÿíü (2) ìîæíà çâåñòè äî ð³âíÿííÿ Ãåëüìãîëüöà: 2 0k • + =E E , äå 0 0 1k k ik k itg • • ′ ′′= ω ε µ εµ = − = − ∆ – êîìïëåêñíå õâèëüîâå ÷èñëî (âðàõîâàíî, ùî ñåðåäîâèùå íå âèÿâëÿº ìàãí³òíèõ âëàñòèâîñòåé: µ = 1), k c ω = ε ; 0 i • σ ε = ε − ωε – êîìïëåêñíà ä³åëåêòðè÷íà ïðî- íèêí³ñòü; ∆ – êóò åëåêòðè÷íèõ âòðàò 0 tgΔ  σ = ωε ε  . Ðîçâ’ÿçîê ð³âíÿííÿ Ãåëüìãîëüöà çà ãðàíè÷- íèõ óìîâ E \| z = 0 = (E0x, 0, 0) ìàº âèãëÿä (z < 0) ( ) 0 zz i k z tk z x xE E e e +ω′′= . Äëÿ ñåðåäîâèùà, ÿêèì º âåðõí³ øàðè ë³òîñôå- ðè Çåìë³, ó øèðîê³é ñìóç³ ÷àñòîò àæ äî 106 Ãö, tg∆ >> 1, òîìó, ç åëåêòðîäèíàì³÷íî¿ òî÷êè çîðó, âåðõí³ øàðè ë³òîñôåðè – ïðîâ³äíèêè. Ó öüîìó âèïàäêó tg 2 k k k ∆′ ′′≈ ≈ . Îòæå, åëåêòðîìàãí³òíå ïîëå õâèë³ çîñåðåäæóºòüñÿ ó ïðèïîâåðõíåâîìó øàð³ ë³òîñôåðè çàâòîâøêè 1 1 2 tg d k k = = ′′ ∆ . Íà- ïðèêëàä, çà êîëèâàíü ïîëÿ ç ÷àñòîòîþ 103 Ãö òîâ- ùèíà øàðó ñòàíîâèòü 1–10 ì çàëåæíî â³ä çâîëî- æåíîñò³ ´ðóíòó. Ç³ çá³ëüøåííÿì ÷àñòîòè êîëèâàíü âåëè÷èíà d çìåíøóºòüñÿ. Çà îö³íêàìè, âåëè÷èíè L ³ d ìàþòü îäèí ïîðÿäîê. ²íàêøå êàæó÷è, ó ïðè- ïîâåðõíåâîìó øàð³ ë³òîñôåðè çàâòîâøêè 1–10 ì çîñåðåäæåí³ êîëèâàííÿ åëåêòðîìàãí³òíîãî ïîëÿ ³ ðîçì³ùóºòüñÿ çîíà ç ï³äâèùåíîþ êîíöåíòðàö³ºþ â³ëüíèõ íîñ³¿â çàðÿäó. Âèíèêàº çàïèòàííÿ: ÷è ³ñíóâàòèìå â øàðàõ ë³òîñôåðè êîëèâàëüíèé ïðîöåñ, çóìîâëåíèé ò³ëüêè êîëèâàííÿìè äèïîë³â ä³åëåêòðèêà? Íà íàøó äóìêó, íåìàº ï³äñòàâ äàâàòè íåãàòèâíó â³äïîâ³äü íà ïîñòàâëåíå ïèòàííÿ. ßê ïîêàçàíî âèùå, êîëèâàííÿ åëåêòðîìàãí³òíîãî ïîëÿ øâèäêî çãàñàþòü ó øàðàõ ë³òîñôåðè, ïðîòå ÷åðåç ³íåðòí³ñòü äèïîëüíèõ ìîìåíò³â àòîì³â (ìîëåêóë) òà ³ñíóâàííÿ ëîêàëüíîãî çâ’ÿçêó ì³æ äèïîëÿìè çáóðåí³ ïîëåì íà ïîâåðõí³ êîëèâàííÿ äèïîë³â ïîøèðþâàòèìóòüñÿ âãëèá ë³òîñôåðè. Ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ äàþòü çìîãó ä³éòè òàêèõ âèñíîâê³â: 1) ïîâåä³íêà äèïîëüíîãî ìîìåíòó àòîìà (ìîëåêó- ëè) ìàº êîëèâàëüíèé õàðàêòåð; 2) ñóêóïí³ñòü äèïîë³â ìàòåð³àëüíîãî ñåðåäîâèùà óòâîðþº ñèñòåìó, çâ’ÿçêè ó ÿê³é ìàþòü ëîêàëü- íèé õàðàêòåð; 3) ïîÿâ³ óçãîäæåíîãî ðóõó äèïîë³â ó ñèñòåì³ ñïðèÿº çîâí³øíº åëåêòðîñòàòè÷íå ïîëå; 4) ó ðåàëüíèõ (íå³äåàë³çîâàíèõ) ñåðåäîâèùàõ (ÿêèìè º øàðè ë³òîñôåðè) çáóðþâàëüíå åëåê- òðîìàãí³òíå ïîëå (õâèëÿ) çãàñàº ó òîíêîìó ïðèïîâåðõíåâîìó øàð³, òîìó êîëåêòèâíèé äè- ïîëüíî-ïîëüîâèé ïðîöåñ, ÿêèé º íîñ³ºì ³íôîðìàö³¿, íåìîæëèâèé. Íàòîì³ñòü óíàñë³äîê ³íåðòíîñò³ åëåêòðè÷íèõ äèïîë³â ñèñòåìè òà ³ñíóâàííÿ ì³æ íèìè çâ’ÿçêó çáóðåííÿ ìîæå ïîøèðþâàòèñü íà äîñèòü âåëèê³ â³äñòàí³ (ïè- òàííÿ äèñèïàö³¿ çáóðåííÿ ó ö³é ðîáîò³ íå âè- â÷àëè). Óñ³ âèêëàäåí³ ïîëîæåííÿ äîâîäÿòü ìîæëèâ³ñòü âèíèêíåííÿ ó ä³åëåêòðèêàõ õâèëü êîëèâàíü çâ’ÿ- çàíîãî çàðÿäó (õâèëü ïîëÿðèçàö³¿). Ðèñ. 6. Ïîøèðåííÿ ïëîñêî¿ õâèë³ íà ìåæ³ ïîä³ëó øàð³â àòìîñôåðè ³ ë³òîñôåðè 78 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2010, ¹ 3 1. ßêèì÷óê Ì.À., Ìîðîç ².Ï. Âëàñí³ åëåêòðîìàãí³òí³ êî- ëèâàííÿ ïîëÿðèçîâàíèõ øàð³â ë³òîñôåðè // Ãåî³íôîð- ìàòèêà. – 2010. – ¹ 1. – Ñ. 93–96. 2. Ëåâàøîâ Ñ.Ï., ßêèì÷óê Ì.À., Êîð÷àã³í ².Ì., Ï³ùà- íèé Þ.Ì. Ìåòîä åëåêòðîðåçîíàíñíîãî çîíäóâàííÿ òà éîãî ìîæëèâîñò³ ïðè ïðîâåäåíí³ êîìïëåêñíèõ ãåîëî- ãî-ãåîô³çè÷íèõ äîñë³äæåíü // Òàì ñàìî. – 2003. – ¹ 1. – Ñ. 150–20. 3. Ëåâàøîâ Ñ.Ï., ßêèì÷óê Ì.À., Êîð÷àã³í ².Ì. ²ííîâàö³éí³ åêñïðåñ-òåõíîëîã³¿ “ïðÿìèõ” ïîøóê³â ñêóï÷åíü íàôòè ³ ãàçó // Â³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè. – 2008. – ¹ 5. 4. Âèíîãðàäîâà Ì.Á., Ðóäåíêî Î.Â., Ñóõîðóêîâ À.Ï. Òåî- ðèÿ âîëí. – Ì.: Íàóêà, 1990. – 432 ñ. 5. Ôðåëèõ Ã. Òåîðèÿ äèýëåêòðèêîâ. – Ì.: Èçä-âî èíîñòð. ëèò., 1960. – 251 ñ. 6. Ñëýòåð Ä. Äèýëåêòðèêè, ïîëóïðîâîäíèêè, ìåòàëëû. – Ì.: Ìèð, 1969. – 647 ñ. 7 Ôåäîð÷åíêî À.Ì. Òåîðåòè÷íà ô³çèêà. – Ê.: Âèùà øê., 1992. – Ò.1. – 535 ñ. 8. Çèñìàí Ã.À., Òîäîñ Î.Ì. Êóðñ îáùåé ôèçèêè. – Ì.: Íàóêà, 1967. – Ò.2. – 366 ñ. 9. Ñâåòîâ Á.Ñ. Îñíîâû ãåîýëåêòðèêè. – Ì.: Èçä-âî ËÊÈ, 2008. – 656 ñ. 10. Íèêîëüñêèé Â.Â., Íèêîëüñêàÿ Ò.È. Ýëåêòðîäèíàìèêà è ðàñïðîñòðàíåíèå ðàäèîâîëí.– Ì.: Íàóêà, 1989. – 543 ñ. 11. Êðàåâ À.Ï. Îñíîâû ãåîýëåêòðèêè. – Ë.: Íåäðà, 1965. – 588 ñ. 12. Ñìèò Ð. Ïîëóïðîâîäíèêè. – Ì.: Ìèð, 1982. – 558 ñ. Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 25.06.2010 ð. Ì.À. ßêèì÷óê, ².Ï. Ìîðîç ÏÐÎ ÓÌÎÂÈ ÂÈÍÈÊÍÅÍÍß ÕÂÈËÜ ÏÎËßÐÈÇÀÖ²¯ Âèçíà÷åíî íåîáõ³äí³ óìîâè âèíèêíåííÿ õâèëüîâîãî ïðîöåñó ó ñóö³ëüíîìó ñåðåäîâèù³. Ïîêàçàíî, ùî äëÿ ñèñòåìè åëåêòðè÷íèõ äèïîë³â øàð³â ë³òîñôåðè Çåìë³ âèêîíóþòüñÿ óìîâè ïåðåá³ãó õâèëüîâîãî ïðîöåñó. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: õâèëüîâèé ïðîöåñ, ñèñòåìà åëåêòðè÷íèõ äèïîë³â, ëîêàëüíà âçàºìîä³ÿ, îñöèëÿòîð. Í.À. ßêèì÷óê, È.Ï. Ìîðîç ÎÁ ÓÑËÎÂÈÈ ÂÎÇÍÈÊÍÎÂÅÍÈß ÂÎËÍ ÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ Îïðåäåëåíû íåîáõîäèìûå óñëîâèÿ âîçíèêíîâåíèÿ âîëíîâîãî ïðîöåññà â ñïëîøíîé ñðåäå. Ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ ñèñòåìû ýëåêòðè÷åñêèõ äèïîëåé ñëîåâ ëèòîñôåðû Çåìëè âûïîëíÿþòñÿ óñëîâèÿ ïðîòåêàíèÿ âîëíîâîãî ïðîöåññà. Êëþ÷åâûå ñëîâà: âîëíîâîé ïðîöåññ, ñèñòåìà ýëåêòðè÷åñêèõ äèïîëåé, ëîêàëüíîå âçàèìîäåéñòâèå, îñöèëëÿòîð.

Про умови виникнення хвиль поляризації

Institution

Ähnliche Einträge