CHƯƠNG 5: HỘP CỘNG HƯỞNG
5.4. Điều chỉnh tần số cộng hưởng của hộp cộng hưởng
Từ các mục trướ c, chúng ta đã biết rằng tần số cộng hưởng có liên quan đến kích thước của hộp cộng huở ng qua biểu thức của điều kiện cộng hưởng. Do vậy, khi thay đổi kích thướ c của hộp ta nhận được các giá trị khác nhau của tần số cộng hưởng hay bước sóng cộng hưởng. Điều này thường hay thực hiện bởi pittông dịch chuyển đuợc. Tuy nhiên trong một số trường hợp chỉ cần điều chỉnh tần số cộng hưởng của một dạng dao động đã cho trong hộp ở phạm vi nhỏ, mà cấu trúc của hộp đỡ phứ c tạp và giảm tiêu hao do có dòng mặt ở chỗ tiếp xúc của pittông với thành hộp, người ta không dùng pit tông dịch chuyển mà dùng phương pháp nhiễu loạn nhỏ. Việc điều chỉnh tần số cộng hưởng của hộp theo phương pháp này được thực hiện bằngc ách đư a vào bên trong hộp một vật thể có kích thước nhỏ hơn nhiều so với kích thướ c hộp. Vật thể đưa vào trong hộp có thể là điện môi, ferit hay kim loại dẫn điện lý tưở ng. Phương pháp điều ch ỉnh cộ ng hưởng này cho phép ta khắc phục đượ c các nhược điểm khi chế tạo hôp không chính xác và bù được một số sai sót do bất đồng nhất gây ra làm ảnh hưởng đến điều kiện cộng hưởng và cách thực hiện khá đơn giản. Vì thể tích của vật thể đưa vào rất nhỏ so với thể tích của hộp nên nó không gây ra méo đáng kể đến cấu trúc trường của dạng dao động trong hộp, từ đó ta coi vật thể đưa vào như một nhiễu loạn nhỏ.
Giả sử ta có hộp cộng hưởng dạng tùy ý có thể tích V, bên trong chứa không khí với hằng số ε0, μ0 đang làm việc với một dạng dao động nào đó ở tần số ω. Bây giờ ta đưa vào trong hộp một vật thể rất nhỏ có thể tích là V0 với hằng số ε, μ, γ.
Theo kết quả của phương pháp nhiễu loạn nhỏ thì sự thay đổi tần số tương đối trong hộp được xác định bởi biểu thức sau:
ω = WH− WE (5.4.1) ω 2W (V ) Ở đây: W (V ) =1 ε0∫E2dV=1 μ0∫H2dV 2 V 2 V
Là năng lượng tích lũy cực đại của điện trường hoặc từ trường trong hộp cộng hưởngkhông nhiễu loạn (chưa đưa vật thể vào).
(i) Trường hợp vật thể đưa vào là kim loại thì: