Реферат: Разработка демонстрационных программ для применения в процессе преподавания физики

ш2.0

- 16 -

1_ 0 11.3 0 1Скин эффект в цилиндрической геометрии.

Скин-эффект (от англ. skin-кожа) - это явление затухания

электромагнитных волн по мере их проникновения в проводящую сре-

ду. Переменное во времени электрическое поле 3 0и связанное с ним

магнитное поле не проникают в глубь проводника, а сосредоточены

большей частью в относительно тонком приповерхностном слое толщи-

ной 7 d 0, называемом 1 глубиной скин-слоя 0. Происхождение скин-эффекта

объясняется тем, что под действием внешнего переменного поля в

проводнике свободные электроны создают токи, поле которых компен-

сирует внешние поле в объеме проводника. Скин-эффект проявляется

у металлов, в плазме и в других средах с достаточно большой про-

водимостью[12,15].

Глубина скин-слоя существенно зависит от проводимости 7s 0, цик-

лической частоты электромагнитного поля 7 w 0, от состояния поверх-

ности. На малых частотах 7 d 0 велика, убывает с ростом частоты и для

металлов на частотах оптического диапазона оказывается сравнимой

с длинной волны 7 l` 010 5-5 0 см. При еще больших частотах, превышающих

1плазменную частоту 0, в проводниках оказывается возможным распрост-

ранение электромагнитных волн. Их затухание определяется как

внутризонными, так и межзонными электронными переходами.

Теоретическое описание скин-эффекта сводится к решению кине-

тического уравнения для носителей заряда с целью определения свя-

зи тока с полем и последующему решению уравнений Максвелла. Наи-

более просто описывается нормальный скин-эффект, который имеет

место, когда 7 d 0 велика по сравнению с эффективной длиной 7 0 пробега

l электронов. Величина l определяется расстоянием, проходимым

- 17 -