Взаимодействие излучения радиочастотного диапазона

Радиоволны представляют собой распространяющееся в простран­стве электромагнитное поле с длиной волн в интервале 10⁵-10¹⁴ нм. Характер взаимодействия радиоволн с веществом определяется его электрическими и магнитными свойствами. При попадании в элект­ромагнитное поле какого-либо объема вещества в нем возникают два физических процесса: ток сквозной проводимости (индукцион­ный или вихревой), вызванный движением свободных зарядов, и по­ляризация, механизм которой связан со смещением центров электри­ческих зарядов частиц, поворотом осей дипольных моментов и на­коплением объемных зарядов в веществе, что определяет в данном случае специфику протекания тока (ток смещения).

Выражение для полного тока, возникающего в объеме помещен­ного в электромагнитное поле вещества, имеет вид:

, (1.2.4.1)

где I_пр, I_см - ток соответственно проводимости и смещения; -плотность тока соответственно проводимости и смещения; S - пло­щадь поверхности вещества. Вещества, в которых преобладает ток
проводимости, являются проводниками, а вещества, у которых ос­новное значение имеет смещение, а токи проводимости ничтожны, называются диэлектриками [22].

Электрические свойства веществ характеризуются удельным сопротивлением р (или электропроводностью σ) и диэлектрической проницаемостью , а магнитные свойства - магнитной проницаемо­стью , или магнитной восприимчивостью k_м. Электрические и маг­нитные свойства веществ зависят от многих факторов: химического и минерального состава, структуры, текстуры, влажности и пористо­сти, а также от частоты воздействующего на вещество электромаг­нитного поля. Удельное сопротивление р может изменяться в преде­лах от 10^-6 до 10¹⁶ Ом, - от 2 - 3 до 200 - 300, а k_м - от 10^-7 до 10^-2.

При взаимодействии электромагнитного поля радиочастотного диапазона с веществом происходит потеря энергии электромагнит­ного поля в тех веществах, с которыми оно взаимодействует, и пере­распределение энергии самого поля в зоне создающего его источни­ка, и наблюдающиеся при этом количественные соотношения опре­деляются свойствами вещества.

Вопросы для самопроверки знаний по главе 1

1. Какие виды излучений эффективно используются для контроля металлов, сплавов, лома и руд?

2. какой тип излучения является в природе наиболее сильным взаимодействием?

3. Каков механизм взаимодействия нейтронов с веществом?

4. Какие Вам известны заряженные частицы?

5. Что является переносчиком электромагнитного излучения?

6. Объясните механизм фотоэффекта при взаимодействии γ-фотонов с веществом.

7. Чем отличаются рентгеновское излучения от гамма-излучения?

8. какие важнейшие спектральные характеристики совйственны люминесценции? Объясните механизм поглощения, возбуждения и излучения.

9. Укажите спектральные диапазоны ультрафиолетового, инфракрасного и видимого излучения.

10. Какими свойствами определяется взаимодействие с веществом излучение радиочастотного диапазона?