Физическая энциклопедия

ОБРАТНАЯ ВОЛНА

- волна спротивоположно направленными фазовой и групповой скоростями. Впервые термин"О. в." введён в ВЧ-электронике, где на взаимодействии О. в. с электроннымипучками основано действие широкого класса СВЧ-приборов -ламп обратнойволны.Волны с подобными свойствами известны также в пространственно-периодич. Простейшими примерами О. в. являются системыс плоскими волнами, в частности в линиях передачи, где распространениеволн возможно только вдоль к.-л. определённого направления. В однородныхлиниях передачи для гармонич. процессовkx),когда фазовая скорость равна а групповая скорость существует О. в. при

Здесь - дисперсионная характеристика (см.Дисперсия волн), k- волновоечисло.
По существуvгрявляетсяскоростью перемещения волнового пакета - набора гармонич. волн с частотами из узкого интервала так что поток энергииSи её погонная плотностьWсвязанысоотношениемS = Wvгр.ПосколькуW, вообщеговоря, положительна, то в О. в. направление переноса энергии противоположнонаправлению перемещения фаз.
Условие ( * ), согласно к-рому может выполняться только в системах с т.н. аномальной дисперсией, когда На рис. 1 приведено несколько примеров дисперсионных характеристик: дляволн в полых волноводах с замагниченной плазмой (1)и в волноводах, .

Рис. 1. Дисперсионные характеристики обратныхволн (сплошные линии); пунктирные линии соответствуют прямым волнам.

В периодич. структурах, когда волновыепроцессы можно представить в виде набора (ряд Флоке) пространств. гармоник
гдеD -период, обратными являются гармоники с поскольку направление их фазовых скоростей противоположно направлению потокаэнергии волны. При синхронном взаимодействии одной из таких пространств. Напр., для цепочки связанных маятниковдисперсионная характеристика состоит из отд. ветвей (рис. 2), к-рые в областиk< 0 соответствуют обратным гармоникам, т. к. их фазовые скоростиотрицательны, а направление групповой скорости, общей для всех пространств. гармоника, расположенная в интервале -ID<k<ID.
Как известно, в потоках частиц, в линияхпередач с активными элементами и вообще в неравновесных средах возможнораспространение волновых возмущении с т. н. отрицательной "псевдоэнергией",т. с. волн, возбуждение к-рых приводит к уменьшению энергии системы. Еслитакая волна обратная,то направление переноса энергии в ней будет совпадать с направлением фазовой, волнами. Если в первом случае возникает полоса запирания (рис. 4, а), т. где Imk0даже при отсутствии тепловых потерь, то во втором - система становитсяабсолютно неустойчивой и амплитуды обеих взаимодействующих волн в полосе (рис. 4,б)нарастают во времени экспоненциально; причём в волнес отрицат. "псевдоэнергией" это происходит за счёт уменьшения энергии, В однородной и изотропной среде групповаяскоростьvгри волновой векторk, определяющийперемещение фаз могут быть только параллельными (прямые волны) или антипараллельными (О. < 0 и <0, осуществимой в принципе с помощью искусств. рассеивателей. В анизотропнойже среде понятия прямых и О. в. строго применимы лишь к вполне определённымнаправлениям, связанным с гл. осями тензоров восприимчивости или деформации.

Рис. 2. Дисперсионная характеристика волны, < 0) соответствует обратной пространственной гармонике.

Рис. 3. Электрическая схема фильтра высокихчастот (а) и дисперсионная характеристика распространяющейся в нём волныс отрицательной групповой скоростьюvгр< 0 (б).

Рис. 4. Дисперсионные характеристики связанныхпрямой и обратной волн: обе волны с положительной энергией (а), одна изволн с положительной, а другая с отрицательной анергиями (б).

Лит.: Бриллюэн Л., Пароди М., Распространениеволн Б периодических структурах, пер. с франц., М., 1959; Силин Р. л.,Сазонов В. П., Замедляющие системы, М., 1966; Веселаго В. Г., Электродинамикавеществ с одновременно отрицательными значениями. "УФН", 1967, т. 92,с517.

Н. Ф. Ковалев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.


  1. обратная волна—волна с противоположно направленными фазовой и групповой скоростями т.е. волна в крой направление переноса энергии противоположно направлению переноса фаз. Впервые термин...Естествознание. Энциклопедический словарь
  2. обратная волна—кер толын...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
  3. обратная волна—onde inverse...Политехнический русско-французский словарь
  4. обратная волна—backward mode back wave backward wave return wave reversetraveling wave backward wave...Русско-английский политехнический словарь
  5. обратная волна—backward wave...Русско-английский словарь по нефти и газу
  6. обратная волна—идущая в обратном направленииem back wave backward wave return wave инвертированнаяem inverse wave...Русско-английский словарь по физике
  7. обратная волна—back wave backward wave backwardtraveling wave...Русско-английский словарь по электронике
  8. обратная волна—inverse wave return wave...Русско-английский строительный словарь
  9. обратная волна—return wave...Русско-английский технический словарь
  10. обратная волна—backward wave...Русско-английский химический словарь
  11. обратная волна—onda retrograda...Русско-итальянский политехнический словарь
  12. обратная волна—Rckwrtswelle...Русско-немецкий политехнический словарь
  13. обратная волна—onde rtrograde...Русско-французский словарь по химии
  14. обратная волна—zptn vlna...Русско-чешский словарь