Электромагнитные поля во вращающихся интерферометрах и гироскопах
Покупка
Издательство:
Горячая линия-Телеком
Автор:
Петров Борис Михайлович
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 208
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-9912-0434-7
Артикул: 490416.01.01
На основе ковариантных уравнений электродинамики получены
строгие решения поставленных граничных задач о возможности су-
ществования электромагнитных волн и колебаний во вращающихся
открытых и закрытых направляющих системах и резонаторах, яв-
ляющихся математическими моделями вращающихся интерферо-
метров и гироскопов; определены и проанализированы параметры
электромагнитных полей, обнаружены эффекты появления крити-
ческих частот вращения в направляющих системах и проявления
серии собственных частот вращения в резонаторах; дан анализ при-
меняемого в настоящее время приближенного многомодового спосо-
ба измерения частоты вращения; уточнены расчетные формулы,
предложены одномодовый (резонансный) и одноволновый способы
измерения; показаны преимущества применения электромагнитных
полей частот радиодиапазона.
Для инженеров, магистров, аспирантов и научных работников
радиотехнических, радиофизических и телекоммуникационных спе-
циальностей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Москва Горячая линия – Телеком 2015
УДК 538.3 ББК 32.841 П29 Р е ц е н з е н т ы : доктор техн. наук, профессор Б. Д. Мануилов; доктор физ.-мат. наук, профессор А. М. Лерер Петров Б. М. П29 Электромагнитные поля во вращающихся интерферометрах и гироскопах. – М.: Горячая линия – Телеком, 2015. – 208 с.: ил. ISBN 978-5-9912-0434-7. На основе ковариантных уравнений электродинамики получены строгие решения поставленных граничных задач о возможности существования электромагнитных волн и колебаний во вращающихся открытых и закрытых направляющих системах и резонаторах, являющихся математическими моделями вращающихся интерферометров и гироскопов; определены и проанализированы параметры электромагнитных полей, обнаружены эффекты появления критических частот вращения в направляющих системах и проявления серии собственных частот вращения в резонаторах; дан анализ применяемого в настоящее время приближенного многомодового способа измерения частоты вращения; уточнены расчетные формулы, предложены одномодовый (резонансный) и одноволновый способы измерения; показаны преимущества применения электромагнитных полей частот радиодиапазона. Для инженеров, магистров, аспирантов и научных работников радиотехнических, радиофизических и телекоммуникационных специальностей. ББК 32.841 Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU Научное издание Петров Борис Михайлович Электромагнитные поля во вращающихся интерферометрах и гироскопах Монография Редактор Ю. Н. Чернышев Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышева Обложка художника В. Г. Ситникова Подписано в печать 08.12.14. Формат 90×88/16. Усл. печ. л. 24. Тираж 500 экз. (1-й завод 100 экз.). Изд. № 150424 ООО Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» ISBN 978-5-9912-0434-7 Б. М. Петров, 2015 Издательство «Горячая линия–Телеком», 2015
. . . ! !" #$%" &$ %'%$'(' ) *%&+, $$L $++' %-./0" &%%+ $') +) ''' '+ +%Ω " #%+$ %'+%1$ '"" 2' '%$" 3 -40 $$ + $+1c $'%%" 5$ + ' '%' ) $%' 6$7 %1 $%%Δt 8 9πFS/c F 8 Ω/ /π ) %$$ S ) +%: *$, " ; + %'%$ Δ2 8 ω Δt 8 9πSΩ/cλ , 3.ω λ ) %' $%%" 5<" =+-:0" 6$-40 %'%Δ2 + 1+ %$%$ +%+$ $'''" >'1%' %'-/4?@90" 5+ $ $+'+'$+ $$%1'$$ 1%" >$ %' ' '" 3 '3.%%$%*, *%, *%', + %Δω 8 9πSΩ/λL, 3/λ 8 :π / ω A ω ) 'ω ω ) %' +*, -/0" #1%$$%+ %*, %%'Δω 8 /ℵ ℵ ) ' %' *'%, " *; %+1$ '+ +$, %-/0" $+' %$%''$%-./0" #'%''3.3/$''7 1%%' %'+ +1%' + Δ2 '%" %%'+++
? %'' ' ' + " B+1$ Δ2" " '" 3 '' '%'$ $+'$1%'% $%%%%" $ -/40" 3 " : ? ''%' ($$ ($ ' %' '$1%'% $%%+''%%+1''" >$%''+ $'$+ ' ' '%%%$%+ 'Δ 2 $%%' + %$$ " 3$ + ' $%' +*, &"#" 3'" 3'++ $ " $$$ C$ D%$ $ "" $6$ <$ %$ $$ + # 5!$) + $"
<' -./0$ 1'E &+>-40'%%' +$%$7 .%%&F%&F/%&F%*, +&F4%*, +&F%&F" >' $%$$%$ $$ $$%$) $' $%%" >+$%$ $%%%' $" ; " 3+$$ &F K′ x′, y′, z′, ict$%$ P ′ x′, y′, z′, ict8 P ′ p′, ictp′ 8 p′ x′, y′, z′ i 8 √− . t @ " >$ + V P ′ $%Ω ' G "#$% &'!V j '!V j ( ( %'$" ."." 5!" &%&F K′ + z′ + " 3$&F K x, y, z, t8 K p, tp 8 p x, y, z + V " ."/" F%%P x, y, z, t8 P p, t%$ $&F K " 5%$ $%K′ K $ $%K′ " D%&F K′ $ K $ + $ ' "#$ ! K %K′. '!V ′ j "$% >$ + + V ′ K′ " ."4' %'$%" 5%K ' $ $K′ K $ $%K′ " F%%$+K′ +'%'-H0" >$ 1%&F K 9 K′ %$ + $ ' +' K′ $&F K " <$ 1%'% +'&F" 3&F ++ ''" >$ 1%'+'''+$1%%" >$ + $$" " $ $%) %$ x , x , x , x ' xi " >$ $ x ′, x ′, x ′, x ′ ' xi′ 7 xi′ 8 xi′ xi xi′ ) '$" C$ +%+ Δ 8 IJK ∂xi′/∂xi $ +" 3 xi′ ' $-.L0 dxi′ 8 ∂xi′ ∂xk dxk. ...B'%''$xi %' Ai .$' dxi " " $ ."." &+Ai′ 8 ∂xi′ ∂xk Ak. ../C$ %+%('%'$ $ ) '%'%$' i, k, j " " '%./4L" F('$ $ '%'%$' %α, β, σ " " %./4" Mϕ ) ' %'%' ∂ϕ/∂xi $$ ∂ϕ ∂xi′ 8 ∂xk ∂xi′ ∂ϕ ∂xk .
H 3$+ %Ai '$xi $''!" &+Ai′ 8 ∂xk ∂xi′ Ak. ..43 '$$'''$ $ " !$%$'" Aik Aik Ai k %' ) ' ' 1' ' $ k ' $ i $$ %'.".@."47 Ai′k′ 8 ∂xl ∂xi′ ∂xm ∂xk′ Alm N Ai′k′ 8 ∂xi′ ∂xl ∂xk′ ∂xm Alm N Ai′ k′ 8 ∂xi′ ∂xl ∂xm ∂xk′ Al m. ..:O '+''+ ' & & $17 Ai k A Bi k 8 Ci k, Ai kBml 8 Ci kml. ..?O ' '+ 7 Ai iml 8 Bml, ..P'(Ai iml '(Bml " M' ' %' *, $ <" 1" O '!+$− . '$7 Aik 8 −Aki Aik 8 −Aki " #$%+ !+" F'$7 ' %N N Q '$ + ' %'$$ $ + %'.L ' %$%'N Q " R%$+ ' $'" >N 8 / + A ik 8 . /Q Aik − Aki . ..GM%$ + " M$ $ $" '!'1' !δk i 8 . i 8 k δk i 8 L i ̸8 k " 5Ai ) Aiδk i 8 Ak ) " " δk i ) %' " !' ds + %$dxi " " −ds 8 gikdxidxk, ..9gik ) !#(!$ -.L0N gik ) %i k 7 gik 8 gki " )!gik '' $ gik " " gik 8 glk 8 δl i " x ′ 8 x′ x ′ 8 y′ x ′ 8 z′ x ′ 8 ict gi′k′ 8 gi′k′ 8 δk′ i′ " x ′ 8 x′ x ′ 8 y′ x ′ 8 z′ x ′ 8 ct %' gα′β′ 8 gα′β′ 8 δα′ β′ g ′α′ 8 g ′α′ 8 −δ ′ α′. F.":gik %gi′k′ ' +$ $ $-..0$%IJK gik 8 g 8 |Δ|− g′ N g′ 8 IJK gi′k′ . ..HF('+ $ ''' %7 Aik 8 gilgkmAlm N Ai lk 8 glmAim k . . ...L>%' AiAi 8 gikAiAk. SA q -./0 %SA′ 8 |Δ|−q SA, ...... 1$%+ (xi′ " 6'+ $$+ q " O $%q +' q " =q /.SAi′k′ l′ 8 |Δ|−q ∂xi′ ∂xp ∂xk′ ∂xj ∂xn ∂xl′ SApj n . .../D%+$ S $" '1%A. − . :'(' εiklm 8 √−geiklm εiklm 8 . √−geiklm, ...4' ''$" >e 8 . e 8 − .%'$ ' eiklm ' A. − . %'%'%$'+ ' %i, k, l, m +./4L" MAik ) %' Aik Bik 8 . /εiklmAlm ...:'!$$$ " F%%γαβ $ + γ 8 Detγαβ " O '''xα !!εαβσ 8 √γeαβσ N εαβσ 8 . √γ eαβσ N e 8 e 8 .. ...?3$ +' %$ $ aβσ aβσ ' bα 8 . /εαβσaβσ N bα 8 . /εαβσaβσ ...P) aαβ 8 εαβσbσ N aαβ 8 εαβσbσ. ...G./ 3 '!$ %'''" )!!Aik Aik -.L@./0 Aik l 8 ∂Aik ∂xl A i mlAmk A k mlAim N Aik l 8 ∂Aik ∂xl − m il Amk − m klAim, ...9%Aik l Aikl %' ''(' i kl ')((" >' %1i kl 8 . /gim ∂gmk ∂xl A ∂gml ∂xk − ∂gkl ∂xm . ...HD%' $%+ $ $ ")((' $$+ $ ' %.".9+%' $ ' ''" O $%i kl 8 m′ n′p′ ∂xi ∂xm′ ∂xn′ ∂xk ∂xp′ ∂xl A ∂ xm′ ∂xk∂xl ∂xi ∂xm′ . & +$ ' + -4:0%%$ '+ %' i kl + $ +" O '%" F!$ + '+ $gik $ $$ " F%'∂Ai/∂xk−∂Ak/∂xi + %' " 3 '+ Aik − Ak i " #$ %i kl 8 i lk $%.".9Aik − Ak i 8 ∂kAi − ∂iAk 8 ∂Ai ∂xk − ∂Ak ∂xi 8 /∂ iAk , ../L+ %∂m 8 ∂/∂xm " !" #$%%&'(C$ '+ t "!-.L..0" &+ $ x ' xi 't $ ++ %'.4 %" ds &"!+ cdtdt ) $$ '" >dxα 8 L ."9ds 8 −c dt 8 g dx " " t 8 . c √−g dx . ../.dl + %' gik dxα + %P $Δx $ %$P %$ $ $%$ P -.L..0" >%dl 8 γαβdxαdxβ γαβ 8 gαβ − g αg β g . ..//1$ + $ %'" D' g γ ' 1g 8 g γ. ../43 &F K′ x′, y′, z′, ict' ' %' gik gik " .". ''7 gi′k′ 8 gi′k′ 8 δk′ i′ N ++ '%' r′, ϕ′, z′ " " x ′ 8 r′ x ′ 8 ϕ′ x ′ 8 z′ x ′ 8 ict+$ ' .": ' gi′k′ gi′k′ &F K′ r′, ϕ′, z′, ict7 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 .N g ′ ′ 8 r′N g ′ ′ 8 r′− N gi′k′ 8 gi′k′ 8 L i′ ̸8 k′. ../:D%x ′ 8 R′ x ′ 8 θ′ x ′ 8 ϕ′ x ′ 8 ict ' %K′ R′, θ′, ϕ′, ict.":%'$ ' 7 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 g ′ ′ 8 .N g ′ ′ 8 R′, g ′ ′ 8 R′− N g ′ ′ 8 R′ TUV θ′ N g ′ ′ 8 R′ TUV θ′ − . ../?D&F K r, ϕ, z, t+' '' x 8 r x 8 ϕx 8 z x 8 t$.: '' K′ r′, ϕ′, z′, ict7 r 8 r N ϕ 8 ϕ′ − ΩtN z 8 z′, ../P."/:.":%'$ ' gik gik 7 g 8 g 8 g 8 g 8 .N g 8 r N g 8 . − β r− N g 8 −c . − β N g 8 −c− N g 8 g 8 Ωr N g 8 g 8 Ωc− , ../Gβ 8 vc− N v 8 Ωr ) $ + %" ."." !' %γαβ '%x 8 r x 8 ϕx 8 z +'."//."/G7 γ 8 γ 8 .N γ 8 r . − β − N γαβ 8 L α ̸8 β. ../9F+ %γ 8 IJK γαβ 8 r / .−β 8 8 cr −g − +."/4gik 7 g 8 IJKgik 8 − cr . !' %γαβ '+ + $ γαβ 8 Gαβ γ − Gαβ + %γαβ $+-.40" #+$ ."/9γ 8 γ 8 .N γ 8 . − β r− N γαβ 8 L α ̸8 β. ../HD&F K R, θ, ϕ, t+$'' x 8 R x 8 θ x 8 ϕx 8 t'% ' K′ R′, θ′, ϕ′, ict'R 8 R′ N θ 8 θ′ N ϕ 8 ϕ′ − Ωt, ..4L$%+$ ."4L.":%'$ ' gik gik 7 g 8 g 8 .N g 8 R N g 8 R− N g 8 R TUV θ N g 8 . − β R TUV θ − N g 8 −c . − β N g 8 −c− N g 8 g 8 ΩR TUV θ N g 8 g 8 Ωc− , ..4.%β 8 ΩR TUV θ/c" F+ g 8 IJK gik 8 − cR TUV θ . %γαβ '%x 8 R x 8 θ x 8 ϕ
.? ."4.."//7 γ 8 .N γ 8 R N γ 8 R TUV θ . − β − . ..4/F+ %γ 8 R TUV θ . − β − . !' %γαβ 8 8 Gαβ γ − +$ ."4/7 γ 8 .N γ 8 R− N γ 8 . − β R TUV θ − N γαβ 8 L ..44α ̸8 β " 3 $&F K '."/G."4.! #*$ $ -.L0" F%%V Ω %R $*, &F K′ " 3 '."/9."/H."4/."44! + !#!$ V " F%1% '+ -./0" &(",%-.:0" &$ &F ++ -..0 %'M -0 !/M -0 ) $8 -0 8 -0) + M " >%'U 8 − L, ?Ωr U 8 − L, ?ΩR TUV θ U + +-.?0" O $ g %$%+ g 8 −c . A /U/c %$ g %-.L0" O g + $ 't %' t ) '-.L0 ) + ."/.t 8 . c √−g t′, ..4:" " %%+1%" 3 $.P 1&F + +$$ M -:.P0" >$ %'!+ " M%+ t'g α g α " E'$%''" &$ V Ω %+ -.G0 $%" W%gik " M+ K %P +K′ %;′ v 8 Ωr → c v 8 ΩR TUV θ → c."/G."4.g → L" >."4:$ " >v > c g +t ) '" $'%&F '+ $+'++ v +1-.L0" >$ + V '+ %' '%'+1N +$%$'+ ' ' -.90" $'V $$ -.P0" F+ +r < cΩ− R TUV θ < cΩ− -.90" &$ %K xi K′ xi′ ) *, +%) " !"#$#%)# "*" #3 ++'' %$' '++%') (3 %$'' $'+%%%%*, " >+$ 1'%'%
.G ''+ +$$ + $ " C$ %+%%%$$$V xα " >$ + $+%'V " O $&F K xα, t-.../0 ∂ Sf ,ik ∂xk 8 Sj ,i N ∂F ik ∂xl A ∂F li ∂xk A ∂F kl ∂xi 8 L, ..4?Sf ,ik ) + F ik ) ' 'Sf ,αβ 8 − Sf ,βα 8 SHαβ N Sf ,α8 − Sf , α 8 − SDα N Sf ,αβ 8 LN F αβ 8 −F βα 8 −Bαβ N F α8 −F α 8 −Eα N F αβ 8 L α 8 β, ..4PEα 8 8 E , E , E ) + %) ' N SHαβ 8 S 8 SH , − SH , SH ) + ) + A.N SDα 8 S 8 SD , SD , SD ) %$) + A.N Bαβ 8 S 8 B , −B , B ) $) ' N Sj ,i ) + %%':) + A." >SDα 8 √γDα N SHαβ 8 √γHαβ N Sj ,i 8 |Δ|− j ,i 8 √−gj ,i. ..4G>Hαβ Bαβ $ +'Hα 8 H , H , H Bα 8 B , B , B +$ .".?@.".G7 Hα 8 . /εαβσHβσ N Bα 8 . /εαβσBβσ N SBα 8 √γBα . ..49&+ $ ''$+%γαβ γαβ 7 Eα 8 γαβEβ Hα 8 γαβHβ " " 3 ."4?."4P$$ %%'(-./0" #$$-.L@.H0+$ '" O ."4?."4P' $.9 +%%'" 5."4?."4P$+$+'('" !+'($$ '1$ %'(" R''%%$$ %7 %+ ) $%+ ) +'$'" O ++-:.L..0$$ $+'$$$ + $$ ''" #%'" " +'1+ + $$" 3 +'$+$+'$ ' -?.H0" >$ -./0%(#" R."4?."4P' '+ ' +'$" &%%'%ε μ V %$ε μ ε 8 8 .L− / 4Pπ 2Xμ 8 :π· .L− EX" + %1%% +++" &%%*, &F $ '%'-./0 +'$SDα′ 8 ε√γγα′β′Eβ′ N Bα′β′ 8 μγ′−/γα′σ′γβ′ρ′ SHσ′ρ′. ..4HO +$ + .".L$ ''Sf ,ik 8 icε√ggimgkpF mp. ..:LF' Sf ,ik .":L+$ ."4P$%+'$&F K xα, t.H xα 8 r, ϕ, z xα 8 R, θ, ϕ7 S 8 ε η ⊥ A ∥ A Wη S β0N 8 μη S ⊥ A S ∥ A W − η -β 0, ..:.η 8 . − β − /N ' ∥ ⊥ %' $ $8 -0 8 -0β 8 c− W 8 μ/ε ) %" 3'.":.' R " #+'$.":.$ %$%Ωr ≪ c ΩR TUV θ ≪ c" " β ≪ .β S ≈ ε A W S β0N ≈ μS A W − -β 0. ..:/'+' -?@90 $%'1" F%.":.$'+ $%' '''' $" '$'%-/L0" " (+(M$."4?+ xi $%'%+ Sf ,ik $%$'%'%-/.07 ∂ Sj ,i ∂xi 8 L. ..:4; %:Sj ,i %" %1+'% + '%$$'" C$ %+%++'%+ " >."./Sj ,i 8 √−gj ,i N + j ,i +(%ρ " >+
/L $ %(-.L/.0" Mde ) (√γ dd8 dx dx dx de 8 ρ √γ d. O (:V Ω $-.L0" F(dedxi + ' '+ dedxi 8 ρ √γ √−g ddx √−g dxi dx 8 ρ γ g dxdxi dx , dx8 √−g ddx ) ' (V Ω " =%(:+ (:' j ,i 8 dedxi dx8 ρ −γ g dxi dx N Sj ,i 8 ρ √γ dxi dx 8 Sρ dxi dx , ..::Sρ 8 ρ √γ ) + (%V " F%%' K xα, tSρ + %'+ ++" M%+ %vi 8 dxi/dt + %t%vi c 8 dxi/dt′ ) + t′ ."::."/4."4:j ,i 8 ρ c− vi c N Sj ,i 8 Sρ vi. ..:?,+%&" M+ %%++ $+ %'+ Sρ 8 e Sδ p, p p xα ) %%V N p 8 p xα ) %V Sδ p, p ) '%+ $-//07 V j Sδ p, p d8 ., p ∈ V j N L, p /∈ V j " >Sδ p, p d+ $ Sδ p, p + + A." #+$ Sδ $:.":?%%%7 Sj ,i 8 e′vi Sδ p, p 8 I ,i Sδ p, p , ..:PI ,i 8 evi ) %'' "
/. -' "=+ '+ " M%%ω t7 Sj ,α p, t8 JYZiω tSj ,α p N Sρ p, t8 JYZ iω tSρ p , %%p t '+ ω′ 8 ω η " " %" 3 %$%$%$ 1+ " 5%%+'$$% " >$ -! " & $%%'."4:'K $'+ '' +" O &F K xα, txα 8 r, ϕ, z xα 8 R, θ, ϕ+%:+ (Sj ,i 8 Sj ,α, Sρ +%) (Sj ,α 8 S 8 Sρ v , Sρ v , Sρ v ' 'Sj ,i " 3Sj ,i +%7 Sj , 8 Sρ " .)# " /01 F%*, &F +xα " +%' '++1'" 3 &F K′ xα, ict%."4P7 F ′ α′β′ 8 −B′ α′β′ N F ′ α′ ′ 8 −E′ α′ ic N Sf ′α′β′ 8 SH′α′β′ ic N Sf ′α′, ′ 8 − SD′α′. 2"&3&D'$."4?."4P.":LV Ω -.L0 %'' ' %A i // +1F ik 8 /∂ iA k 8 ∂A k ∂xi − ∂A i ∂xk . ..:G>'$."4?$%%$ " 5+ $ A i ' $."4?F ik $ " <%-H0" 3 $%8 A α %'$ 667 [U\ A εμ∂ϕ ∂t 8 L, ..:9ϕ ) ' %" R 6V Ω '+ " %' A i ' '+ 1'$'$'" >$ $ 6V Ω $%-.L.:/.0 .":9''7 gikA ik 8 L. ..:H4'" %$R."4?+."4P$'+ ' '8 Eα S 8 SHαβ S 8 SDα 8 Bαβ S 8 Sj ,α 7 ]^K S 8 ∂ S ∂t A S N ]^K 8 −∂ ∂t N [U\ S 8 Sρ N [U\ 8 L, ..?L' $" >Eα SHαβ SDα, Bαβ '+ +'."4.":."./-./0" +'$$.":." &'( ( *" #3 '" " 6@>+/4 -.H0 ) '+'%+$1%'%'% -H0" R$ ''-.H0$ " &%%(V j ' ''%' ' $ " M+R $7 ]^K ′ 8 ∂ ′ ∂t N ]^K ′ 8 −∂ ′ ∂t − ′N [U\ ′ 8 LN [U\ ′ 8 ρ′ N ′ 8 ε ′ N ′ 8 μ′, ..?.′ ) %(N ρ′ ) %(" >+$ '+ $+'%" .":'$+ '+ +A.$) 'Bαβ " O ' $'$'+ '" " ' ' + 8 j αβ 8 j , −j , j , ..?/ρ ."?.+ %' :' '$+ $ j ik " D%' $ + '$%'+$ $."4?" ; ' f ik, F ,ik $ +'f ,ik, F ik " >.".4.".:7 f ik 8 . /εiklmf ,lm N F ,ik 8 . /εiklmF lm. ..?4O f ik SF ,ik