Екологія та екологічна безпека

ЗАХОПЛЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ ДЕКОРОВАНИМИ МІКРОМЕХАНІЧНИМИ (ГРАНУЛЬОВАНИМИ) СИСТЕМАМИ

Автор(и)

О. І. Герасимов
Odessa State Environmental University ROR
М. М. Худинцев
ГО «Міжнародний університет кібербезпеки» & Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г. Є. Пухова НАНУ, Київ
Л. С. Кудашкіна
Одеський державний екологічний університет, Одеський національний морський університет
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-170-5-6-11

Ключові слова

захоплення електромагнітних хвиль шарувата періодична структура метод матриці переносу

Анотація

Запропоновано підхід до створення умов для захисту від електромагнітних випромінювань на основі положень сучасної фотоніки, в якій роль основного елемента відіграють декоровані мікромеханічні (зернисті) матеріали.

Вивчається хвильовий транспорт у горизонтальному ланцюгу, що складається з ізольованих однакових частинок — гранул, за умови, що частинки контактують одна з одною щільно, без розривів, а також зазнають орієнтованого попереднього стиснення, сконфігурованого вздовж осі ланцюга, що не порушує топологічний порядок. Таким чином, система має вигляд сегментів, що чергуються по горизонталі, заповнених недеформованими частинками та зонами їхнього взаємного перекриття (так звана шарувато-періодична структура). Показано, що в такій системі зі зменшенням частоти відповідні компоненти в спектрі зміщуються до нижньої межі забороненої зони. Цей стан не відповідає умовам поширення. Тому в розглянутій моделі, яка відповідає реальному прототипу (декорований домішками, або такий, що містить дефекти зернистий ланцюжок), електромагнітна хвиля ніби «захоплюється» декорувальною частинкою або дефектом і «затримується» в деяких масштабах власного оточення.

Розуміння фізичних властивостей гранульованих систем є необхідним елементом технологій для маніпулювання їхніми властивостями та використання їх у багатьох галузях промисловості та науки. Значна частина досліджень спрямована на вивчення взаємодії зовнішніх полів (звукових, електромагнітних) з гранульованими (дискретними) системами. Тому теоретичне моделювання взаємодії електромагнітних хвиль, навіть з низькорозмірною системою дискретних центрів, є корисним інструментом на шляху до розуміння загальних фізичних процесів та їхнього використання в задачах електромагнітного захисту.

На цьому шляху і з вказаною метою розглянуто задачу про поширення електромагнітної хвилі в шаруватій періодичній структурі (ШПС), з різними фізичними властивостями шарів (такими, скажімо, як діелектрична проникність).

341 214

Як цитувати

[1]
«ЗАХОПЛЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ ДЕКОРОВАНИМИ МІКРОМЕХАНІЧНИМИ (ГРАНУЛЬОВАНИМИ) СИСТЕМАМИ», Вісник ВПІ, вип. 5, с. 6–11, Жов 2023, doi: 10.31649/1997-9266-2023-170-5-6-11.

Біографії авторів

автор О. І. Герасимов, афіліація Odessa State Environmental University

д-р фіз.-мат. наук, професор, завідувач кафедри фізики та технологій захисту навколишнього середовища

автор М. М. Худинцев, афіліація ГО «Міжнародний університет кібербезпеки» & Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г. Є. Пухова НАНУ, Київ

канд. фіз.-мат. наук, доцент, докторант

автор Л. С. Кудашкіна, афіліація Одеський державний екологічний університет, Одеський національний морський університет

канд. фіз.-мат. наук, доцент, доцент кафедри фізики та технологій захисту навколишнього середовища

Посилання

C. M. Soukoulis, Ed., Photonic band gap materials. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers., 1996. https://doi.org/10.1007/978-94-009-1665-4 .
O. I. Gerasymov, Physics of Granular Materials. Odessa, Ukraine: TES, 2015.
O. I. Gerasymov, N. N. Khudyntsev, and O. A. Klymenkov, The latest materials and technologies in the protection of ecological systems. Odessa, Ukraine: OSEU, 2021.
D. K. Cheng, Field and wave Electromagnetics. Massachusetts, US: Addison-Wesley, 1992.
A. Figotin, and V. Gorentsveig, “Localized electromagnetic waves in a layered periodic dielectric medium with defect,” Phys. Rew. B, vol. 58, no. 1, pp. 180-188, July, 1998. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.58.180 .
O. I. Gerasymov, and L. M. Sidletska, “Plane wave propagation in an inhomogeneous one-dimensional power chain: the effect of transparency,” Environmental safety and nature management, no. 41, pp. 102-110, 2022. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2022.1.102-110 .
A. Suryanto, E. van Groesen, M. Hammer, and H. J. W. M. Hoekstra, “A finite element scheme to study the nonlinear optical response of a finite grating without and with defect,” Optical and Quantum Electronics, vol. 35, pp. 313-332, March, 2003. https://doi.org/10.1023/A:1022901201632 .
A. Suryanto, E. van Groesen, and M. Hammer, “Finite element analysis of optical bistability in one-dimensional nonlinear photonic band gap structures with defect,” Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials, vol. 12, no. 2, pp. 187-204. https://doi.org/10.1142/S0218863503001328