Обоснование. В настоящей статье рассматриваются взаимные действия специфических эффектов среды на распространяющиеся в ней электромагнитные волны. Объектом исследования стал движущийся диэлектрик, который в состоянии покоя проявляет бианизотропные свойства, т. е. является синтетическим материалом, в частности киральным с Ω-частицами. Бианизотропные материальные уравнения являются наиболее общими для описания эффектов взаимодействия сложной среды с электромагнитным излучением. Их изучение и анализ оказываются заметной научной проблемой. Естественная бианизотропия является свойством природных сред, находящихся в особых условиях (состояние движения, внутренние токи и диффузионные процессы), тогда как искусственная бианизотропия суть неотъемлемое свойство самого синтетического материала (композитного материала, материала с различными метачастицами).
Цель. Обобщение уже имеющихся данных и на их основе получение аналитических выражений, которые могут быть затем эффективно использованы для планирования натурного эксперимента, а также создания новых вычислительных техник для решения прямых и обратных задач дифракции электромагнитных волн.
Методы. В данной работе применяются аналитические методы для получения результирующих выражений общего вида.
Результаты. Было выделено три класса эффектов, которые обладают заметным взаимным действием друг на друга: гиротропия, пространственная и временная дисперсии. В статье было показано, что гиротропность среды обладает не только простым аддитивным эффектом, но и при некоторых, специфических условиях может быть связана с эмерджентностью системы.
Заключение. Взаимное действие пространственной дисперсии движущейся киральной среды в целом имеет разные масштабы по дальности. Была исследована временная дисперсия, которая не обладает простым аддитивным свойством, потому что даже изотропная среда при ее движении приобретает принципиально новые материальные свойства бианизотропии.
Background. The present article investigates the reciprocal action of specific medium effects on electromagnetic waves propagation. The object of study is a moving dielectric, which at rest already demonstrate bianisotropic properties, i. e., it is a synthetic material, e. g., chiral media with Ω-particles. Bianisotropic material equations are the most general for describing the effects of electromagnetic waves interaction with complex medium. Studying and analyzing them is proving to be a notable scientific problem. Natural bianisotropy is a property of simple media under special conditions (state of motion, internal currents and diffusion processes), whereas artificial bianisotropy is an inherent property of the synthetic material itself (composite material, material with different metaparticles).
Aim. The main goal of the work is to generalize the already available data. On it basis, then, obtain analytical expressions, which can be effectively used for the experiments designing, creating new computational techniques for solving direct and inverse electromagnetic diffraction problems.
Methods. In this paper, analytical methods are applied to obtain the resulting close-form expressions.
Results. Three classes of effects have been identified that have a significant reciprocal effect on each other: gyrotropy, spatial dispersion, and temporal dispersion. In this article it was shown that the gyrotropy of the medium has not only a simple additive effect, but under some, specific conditions, can be related to the system emergence.
Conclusion. The reciprocal action of the spatial dispersion of the moving chiral medium, generally has different scales in range. Temporal dispersion was investigated, which does not have a simple additive property, because even an isotropic medium acquires fundamentally new material properties of bianisotropy when it moves.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.18469/1810-3189.2024.27.1.9-18
- eLIBRARY ID
- 64520695
