CHƯƠNG 3: SÓNG ĐIỆN TỪ PHẲNG
3.7.1. Sóng phẳng trong mơi trường không đẳng hướng
Ở các phần trước, chúng ta đã tìm hiểu sóng điện từ phẳng trong các môi trường đẳng hướng. Trong các môi trường này, các tham số điện từ như ε, μ, σ là các hằng số và các vector của trường điện từ E song song với D , B song song với H qua các phương trình chất.
Trong tự nhiên, ngồi các mơi trường đẳng hướ ng cịn tồn tại những mơi trường mà theo các hướng khác nhau các tham số điện từ của chúng có các giá trị khác nhau. Những môi trường như vậy được gọi là môi trường không đẳng hướng. Độ từ thẩm và điện thẩm của môi trường không đẳng hướng gồm một số các giá trị khác nhau tạo thành một bảng gọi là tenxơ độ từ thẩm
μ và ε . Chúng có dạng sau: μ xxμ xyμ xz ε xxε xyε xz μ =μyx μ yy μ yz ,ε =ε yxε yyε yz (3.7.1) μ μ μ ε ε ε zx zy zz zx zy zz
Các phương trình chất trong mơi trường khơng đẳng hướng sẽ là:
D = ε E, B = μH (3.7.2)
Triển khai (3.7.2) cho các thành phần theo các trục tọa độ của hệ tọa độ Descartes được: Dx = εxxEx + εxyEy + εxzEz
Dy = εyxEx + εyyEy + εyzEz
Dz = εzxEx + εzyEy + εzzEz (3.7.3) Bx = μxxHx + μxyHy + μxzHz
By = μyxHx + μyyHy + μyzHz Bz = μzxHx + μzyHy + μzzHz
Từ (3.7.3), ta thấy trong môi trường không đẳng hướng các vector của trường E không song song với D , B không song song với H .
Trong thực tế chỉ tồn tại các môi trường mà độ từ thẩm và điện thẩm đều là các tenxơ, chỉ có các mơi trường khơng đẳng hướng loại như sau:
- Mơi trường có ε và σ là các hằng số mà độ từ thẩm và điện thẩm là tenxơ μ được gọi là môi trường khơng đẳng hướng từ quay. Ferit bị từ hóa bởi từ trường không đổi là môi trường từ quay đối với sóng điện từ. Nó được ứng dụng trong kỹ thuật siêu cao tần làm các thiết bị điều khiển sự truyền sóng.
- Mơi trường có ε và σ là các hằng số, còn độ điện thẩm là tenxơ ε được gọi là mơi trường khơng đẳng hướng điện quay. Chất khí bị ion hóa (cịn gọi là plazma) dưới tác dụng của từ trường khơng đổi cũng biểu hiện tính khơng đẳng hướng của mơi trường điện quay đối với sóng điện từ. Tầng ion hóa của khí quyển trái đất cũng là plazma dưới tác dụng của từ trường trái đất cũng là
mơi trường điện quay. Khi truyềnsóng vơ tuyến trong tầng ion hóa cần xét đến tính chất khơng đẳng hướng của nó. Điều này được nghiên cứu kỹ trong các tài liệu về truyền sóng vơ tuyến.