Термические эффекты воздействия электромагнитного излучения на проводящие частицы, интегрированные в диэлектрическую среду
Аннотация
В работе проводится теоретическое исследование воздействия электромагнитного излучения на неоднородные среды типа «проводящие частицы в диэлектрике», а именно изучаются термические эффекты воздействия. Рассматриваются две идеализированные модели: первая представляет собой два полупространства «металл-диэлектрик», вторая - проводящий шар в диэлектрике. Считается, что напряженность электрического поля связана с токами проводимости законом Ома в дифференциальной форме, а функцию объемных источников тепла можно найти из закона Джоуля-Ленца. Для обеих моделей решается задача о прохождении падающей плоской гармонической электромагнитной волны вглубь металла. Для модели двух полупространств решение ищется в виде отраженной, прошедшей и падающей волн, для модели «шар в диэлектрике» решение находится с помощью функций Боргниса. Для первой модели с помощью преобразований Лапласа решается задача о распространении в ней тепла: выводится формула, описывающая температурный портрет в системе, а также асимптотическая формула, описывающая температуру на границе раздела сред «металл-диэлектрик» при достаточно больших временах. Для второй модели находится функция объемных источников тепла.
- композитные среды
- heterogeneous medium
- проводящие частицы
- эффект селективного воздействия
- термический эффект
Abstract (in English)
This paper is devoted to theoretical research of impact of an electromagnetic radiation on the heterogeneous mediums such as "conductive particles in a dielectric", namely thermal effects of influence are studied. Two idealized models are considered: the first one represents two half-spaces "metal-dielectric", and the second one is conductive sphere in a dielectric. It is considered that the Ohm's law in a differential form is valid, and function of sources of heat can be found from the Joule-Lenz law. For both models the problem about passing of an incident plane harmonic electromagnetic wave into the metal is solved. For model of two half-spaces the solution is found in the form of the reflected, passed and falling waves, for the "sphere in a dielectric" model the solution is found by means of Borgnis's functions. For the first model by means of Laplace transformations the problem about distribution of heat is solved: the formula describing a temperature portrait in system and also the asymptotic formula describing temperature on a boundary of the metal-dielectric mediums at rather long periods of time are removed. For the second model a function of sources of heat is found.
Для цитирования
Глазунов П.С., Вдовин В.А., Слепков А.И. Термические эффекты воздействия электромагнитного излучения на проводящие частицы, интегрированные в диэлектрическую среду // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 7.
Литература
- Гуляев Ю.В. и др. Дистанционная декапсуляция нанокомпозитных липосом, содержащих внедренные проводящие наночастицы, при воздействии импульсного электрического поля // Радиотехника и электроника, 2015, том 60, № 10, с. 1051-1063.
- Чантурия В.А. и др. Использование мощных электромагнитных импульсов в процессах дезинтеграции и вскрытия упорного золотосодержащего сырья // Физико-технические проблемы обогащения полезных ископаемых, 2001, № 4, с. 95-106.
- Isao Yoshimi et al. // Int. J. Mater. Eng. Resour. 2002.V.10, No.1, pp. 66-70.
- В.А.Вдовин, Ю.В.Гуляев, В.А.Черепенин, В.А.Чантурия. Нетепловое воздействие мощных электромагнитных импульсов на золотосодержащую горную породу // Радиотехника и электроника. 2005. Т. 50. № 9. С. 1129-1133.
- Топтыгин И.Н. Современная электродинамика, часть 2. Теория электромагнитных явлений в веществе: Учебное пособие. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. - 848 с.
- А.В.Лыков Теория теплопроводности: Учебное пособие для студентов теплотехнических специальностей высших учебных заведений.-Издательство «Высшая школа», Москва, 1967.-600 c.