2015-04-01
440
Проанализируем особенности распространения электромагнитных волн в средах с различными электродинамическими характеристиками - относительной диэлектрической проницаемостью ε, относительной магнитной проницаемостью μ и электропроводностью σ. Количество вариантов сочетаний этих параметров очень велико, поэтому, как принято в электродинамике, разделим все среды на три класса - диэлектрики, полупроводники и проводники. Это деление производится по соотношению между токами проводимости и токами смещения, которое описывается тангенсом угла диэлектрических потерь:
| (5.1) |
| где | δ | - угол диэлектрических потерь, ˚ или рад; |
| σ | - электропроводность среды, См/м; | |
| ω | - круговая частота, рад/с; | |
| εа | - абсолютная диэлектрическая проницаемость, Ф/м. |
В числителе этой формулы стоит электропроводность среды. Ей пропорциональна плотность токов проводимости: Jпр = σ E. В знаменателе формулы (5.1) стоит величина, которой пропорциональна плотность токов смещения: Jсм = ωεа Е. Следовательно, величина tg δ показывает, какое свойство среды или материала является преобладающим. Если он велик, преобладают токи проводимости, то есть свойства среды приближаются к идеальному проводнику. Если же tg δ мал, в среде преобладающими являются процессы поляризации и материал приближается к диэлектрикам.
|
|
|
Идеальных диэлектриков и проводников в природе не существует, однако условное деление сред на названные классы оказывается полезным. Диэлектриками считаются среды, в которых токи смещения значительно превосходят токи проводимости, то есть tg δ << 1. Проводники, то есть среды, в которых преобладают токи проводимости, то есть tg δ >> 1. Если же токи проводимости и смещения одного порядка, среда относится к полупроводникам.
