Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным инструментом для разработки электронно- и ионно-оптических систем. Принцип подобия траекторий, впервые применённый Ю. К. Голиковым, позволяет с помощью полей, принадлежащих этому классу, целенаправленно синтезировать корпускулярно-оптические системы с идеальными спектрографическими свойствами. До сих пор предполагалось само собой разумеющимся, что однородные по Эйлеру электрические и магнитные поля описываются потенциалами, представляющими собой однородные по Эйлеру функции. В данной работе этот вопрос исследуется математически строго. Важным результатом является то, что для полей, однородных по Эйлеру с нулевым показателем однородности, утверждение об обязательной однородности скалярного потенциала не является справедливым (возможно присутствие аддитивной логарифмической добавки, не являющейся однородной функцией), но это является единственным исключением из рассмотренного правила. Однако для векторного потенциала утверждение о существовании у однородного по Эйлеру поля однородного же векторного потенциала, обладающего соответствующим порядком однородности, будет справедливым при всех порядках однородности, включая нулевой.
Electric and magnetic fields which are homogeneous in Euler terms are a useful instrument to design the systems of charge particle optics. The similarity principle for charged particle trajectories in these fields which was realized by Yu. K. Golikov for the first time enables to create spectrographic charge particle optical systems in a more systematic and intelligence way by using the fields which are homogeneous in Euler terms. It is custom to assume that electric and magnetic fields which are homogeneous in Euler terms are characterized by the potentials (scalar and/or vector ones) which are the homogeneous functions by themselves as well. This paper analyzes and proves mathematically strictly the corresponding theorems. An important result is that for the fields which are homogeneous in Euler terms with zero order of homogeneity the statement that the scalar potential is a homogeneous function of zero order by itself is not true since the fatal additive logarithmic corrector can appear for this case. It is amusing that for a vector potential the statement that a vector field which is homogeneous in Euler terms has a homogeneous vector potential of corresponding order is true for any order of the homogeneity.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 28409423
Список литературы
1. Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и инте-
грального исчисления. Т. 1. – М.: Физматлит, 2001.
2. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Т. 1. – М.:
Наука, 1974.
3. Голиков Ю. К., Краснова Н. К. // Журнал технической
физики. 2011. Т. 81. № 2. С. 9.
4. Голиков Ю. К., Краснова Н. К. Теория синтеза элек-
тростатических энергоанализаторов. – Санкт-Петербург: Из-
дательство Политехнического университета, 2010.
5. Краснова Н. К. Теория и синтез диспергирующих и фокусирующих электронно-оптических сред: дис. ... докт. физ.-мат. наук: – СПб, 2013.
6. Голиков Ю. К., Краснова Н. К. // Прикладная физика. 2007. № 2. С. 5.
7. Голиков Ю. К., Краснова Н. К., Абрамёнок О. А. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 69.
8. Голиков Ю. К., Краснова Н. К. // Научное приборостроение. 2014. Т. 24. № 1. С. 50.
9. Аверин И. А., Бердников А. С., Галль Н. Р. // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43. Вып. 3. С. 39.
10. Аверин И. А. // Научное приборостроение. 2015. Т. 25. № 3. С. 35.
11. Краснова Н. К. // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. Вып. 6. С. 97.
12. Аверин И. А. / Тез. докл. VII Съезда ВМСО и VI Всероссийской конференции, 02–17 октября 2015 г., Москва: – М.: ВМСО, 2015. С. 132.
13. Бердников А. С., Аверин И. А. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 1. С. 89.
14. Бердников А. С., Аверин И. А., Голиков Ю. К. // Массспектрометрия. 2015. Т. 12. № 4. С. 272.
15. Бердников А. С., Аверин И. А., Голиков Ю. К. // Массспектрометрия. 2016. Т. 13. № 1. С. 11.
16. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. – М.: Наука, 1988.
17. Стрэттон Дж. А. Теория электромагнетизма. – М.- Л.: ГИТТЛ, 1948.
18. Вольник Г. Оптика заряженных частиц. – СПб.: Энергоатомиздат, 1992.
19. Хокс П., Каспер Э. Основы электронной оптики. Т. 1-2. – М.: Мир, 1993.
20. Yavor M. I. Optics of charged particle analyzers. – Amsterdam: Academic Press, 2009.
21. Бердников А. С., Аверин И. А. // Масс-спектрометрия. 2016. Т. 13. № 1. С. 62.
22. Аверин И. А., Бердников А. С. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 1. С. 5.
23. Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. // Научное приборостроение. Т. 26. № 4. С. 13.
24. Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. // Научное приборостроение. Т. 26. № 4. С. 31.
25. Томсон У. (лорд Кельвин), Тэт П. Г. Трактат по натуральной философии. Часть I. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010.
26. Гобсон Е. В. Теория сферических и эллипсоидальных функций. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1952.
27. Donkin W. F. // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1857. Vol. 147. P. 43.
28. Donkin W. F. // Proceedings of the Royal Society of London. 1856–1857. Vol. 8. P. 307.
29. Голиков Ю. К. // Вестник Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова. Физико-математические науки. 2016. № 2(54). С. 59.
30. Голиков Ю. К. // Вестник Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова. Физико-математические науки. 2016. № 2(54). С. 165.
31. Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. // Вестник Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова. Физико-математические науки. 2016. № 2(54). С. 17.
32. Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. // Вестник Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова. Физико-математические науки. 2016. № 2 (54). С. 147.
33. Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Физические и математические науки. 2017. № 1.
34. Кочин Н. Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления – М.: Наука, 1965.
35. Голиков Ю. К., Уткин К. Г., Чепарухин В. В. Расчет элементов электростатических электронно-оптических систем: учебное пособие. – Ленинград: Издательство ЛПИ, 1984.
36. Уиттекер Э. Т., Ватсон Дж. Курс современного анализа. Часть 2: Трансцендентные функции. – М.: ГИФМЛ, 1963.
37. Габдуллин П. Г., Голиков Ю. К., Краснова Н. К., Давыдов С. Н. // Журнал технической физики. 2000. Т. 70. № 2. C. 91.
38. Габдуллин П. Г., Голиков Ю. К., Краснова Н. К., Давыдов С. Н. // Журнал технической физики. 2000. Т. 70. № 3. С. 44.
39. Калибровка векторного потенциала – Википедия, URL: http://ru.wikipedia.org.
40. Jackson J. D. // American. Journal of Physics. 2002. Vol. 70. No. 9. P. 917.
41. Джексон Дж. Классическая электродинамика. – М.: Мир, 1965.
42. Векуа И. Н. Новые методы решения эллиптических уравнений. – М.: ОГИЗ, 1948.
43. Программа Wolfram Mathematica, URL: www. wolfram. com.
1. G. M. Fikhtengolts, Course of Differential and Integral Calculus. Vol. 1. (Fizmatlit Publ., Moscow, 2001) [in Russian].
2. V. I. Smirnov, Course of Higher Mathematics. Vol. 1. (Nauka Publ., Moscow, 1974) [in Russian].
3. Yu. K. Golikov and N. K. Krasnova, Tech. Phys. 81 (2), 9 (2011) [in Russian].
4. Yu. K. Golikov and N. K. Krasnova, Theory of Synthesis of Electrostatic Power Analyzers (Polytechnical university Publ., Saint-Petersburg, 2010) [in Russian].
5. N. K. Krasnova, Theory and Synthesis of the Dispersing and Focusing Electron-Optical Environments. Dr. Sci. thesis. (Saint-Petersburg, 2013.) [in Russian].
6. Yu. K. Golikov and N. K. Krasnova, Prikl. Fiz., No. 2, 5 (2007).
7. Yu. K. Golikov, N. K. Krasnova, and O. A. Abramyonok, Prikl. Fiz., No 5, 69 (2011).
8. Yu. K. Golikov and N. K. Krasnova, Nauchnoe Priborostroenie. 24 (1), 50 (2014).
9. I. A. Averin, A. S. Berdnikov, and N. R. Gall, Tech. Phys. Lett. 43 (3), 39 (2017).
10. I. A. Averin, Nauchnoe Priborostroenie, 25 (3), 35 (2015).
11. N. K. Krasnova, Tech. Phys. 81, 97 (2011).
12. I. A. Averin, in Proc. Congress of VMSO and VI All-Russian conference. 02–17 October 2015, (Moscow, VMSO “Trovant” Publ). P. 132.
13. A. S. Berdnikov and I. A. Averin, Usp. Prikl. Fiz., 4, 89 (2016).
14. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, and Yu. K. Golikov, Mass-spektrometria, 12 (4), 272 (2015).
15. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, and Yu. K. Golikov, Mass-spektrometria, 13 (1), 11 (2016).
16. L. D. Landau and Ye. M. Lifshits, Field Theory (Nauka Publ., Moscow, 1988).
17. J. A. Stretton, Theory of Electromagnetism (GIFML Publ., Moscow, 1948) [in Russian].
18. H. Wollnik, Optics of Charged Particles. (Orlando: Elsevier, Academic Press, 1987).
19. P. W. Hawkes and E. Kasper, Principles of Electron Optics. Vol. 1-3. (Elsevier, Academic Press, 1989).
20. M. I. Yavor, Optics of Charged Particle Analyzers. (Amsterdam: Elsevier, Academic Press, 2009).
21. A. S. Berdnikov and I. A. Averin, Mass-spektrometria. 13 (1), 62 (2016).
22. I. A. Averin and A. S. Berdnikov, Usp. Prikl. Fiz., 4 (1), 5 (2016).
23. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev, Nauchnoe Priborostroenie, 26 (4), 13 (2016).
24. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev, Nauchnoe Priborostroenie, 26 (4), 31 (2016).
25. W. Thomson (Lord Kelvin), P. G. Teht, The Treatise on Natural Philosophy, Part I. (NIC “Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika” Publ., Moscow-Izhevsk, 2010) [in Russian].
26. E. V. Gobson, Theory of Spherical and Ellipsoidal Functions (Izdatel’stvo inostrannoj literatury, Moscow, 1952) [in Russian].
27. W. F. Donkin, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 147, 43–57 (1857).
28. W. F. Donkin, Proceedings of the Royal Society of London, 8, 307–310 (1856–1857).
29. Yu. K. Golikov, Vestnik Aktyubinskogo regional’nogo gosudarstvennogo universiteta im. K. Zhubanova. Fiziko-matematicheskie nauki, No. 2(54), 59 (2016).
30. Yu. K. Golikov, Vestnik Aktyubinskogo regional’nogo gosudarstvennogo universiteta im. K. Zhubanova. Fiziko-matematicheskie nauki, No. 2(54), 165 (2016)
31. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev, Vestnik Aktyubinskogo regional’nogo gosudarstvennogo universiteta im. K. Zhubanova. Fiziko-matematicheskie nauki. 2016. No. 2(54). P. 17.
32. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev, Vestnik Aktyubinskogo regional’nogo gosudarstvennogo universiteta im. K. Zhubanova. Fiziko-matematicheskie nauki. 2016. No. 2(54). P. 147.
33. A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev, St. Petersburg Polytechnic University Journal: Physics and Mathematics. 2017. No. 1.
34. N. Ye. Kochin, Vector Calculus and Beginning of Tensor Calculus (11th edition) (Nauka Publ., Moscow, 1965) [in Russian].
35. Yu. K. Golikov, K. G. Utkin, and V. V. Cheparuhin, Calculation of Elements of Electrostatic Electron-Optical Systems. Education book. (LPI Publ., Leningrad, 1984) [in Russian].
36. E. T. Whittaker and G. Watson, Course of the Modern Analysis. Part 2: Transcendental Functions (GIFML Publ., Moscow, 1963) [in Russian].
37. P. G. Gabdullin, Yu. K. Golikov, N. K. Krasnova, and S. N. Davydov, Tech. Phys., 70 (2), 91 (2000).
38. P. G. Gabdullin, Yu. K. Golikov, N. K. Krasnova, and S. N. Davydov, Tech. Phys., 70 (3), 44 (2000).
39. Gauge Fixing, (Wikipedia. URL: http://www. en.wikipedia.org).
40. J. D. Jackson, Am. J. of Phys., 70 (9), 917 (2002).
41. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (3rd ed.). (John Wiley & Sons, 1999).
42. I. N. Vekua, New Methods for Solving Elliptic Equations. (OGIZ, Moscow, 1948) [in Russian].
43. Wolfram Mathematica, Program (URL: http://www. wolfram.com.)
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Якубович Б. И. О трехуровневом случайном сигнале 5
Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. Об однородности скалярных и векторных потенциалов электрических и магнитных полей, однородных по Эйлеру 10
Никитин А. И., Величко А. М., Никитина Т. Ф., Степанов А. И., Степанов И. Г. Условия существования связанных структур из тел, имеющих электрический заряд одного знака 28
Наумов Н. Д., Никольский В. А. Влияние дождя на искажение радиоимпульса 41
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Юрков Д. И., Дулатов А. К., Лемешко Б. Д., Андреев Д. А., Голиков А. В., Михайлов Ю. В., Прокуратов И. А., Селифанов А. Н., Фатиев Т. С. Установка плазменного фокуса с током до 2 МА как источник жесткого рентгеновского излучения 45
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Войцеховский А. В., Кульчицкий Н. А., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. Aдмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) в широком диапазоне температур 54
Козлов К. В., Патрашин А. И., Бурлаков И. Д., Бычковский Я. С., Дражников Б. Н., Кузнецов П. А. Современные инфракрасные фотоприемные устройства для сканирующей аппаратуры дистанционного зондирования Земли (обзор) 63
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Гамкрелидзе С. А., Кондратенко В. С., Стыран В. В., Трофимов А. А., Щаврук Н. В. Влияние разработанных базовых методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния на выход годных нитридных СВЧ монолитных интегральных схем 79
ИНФОРМАЦИЯ
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2016 г. 86
Правила для авторов 89
Подписка на электронную версию журнала 92
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
B. I. Yakubovich The threelevel random signal 5
A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev Theorems on the homogeneity of scalar and vector potentials for 3D electric and magnetic fields which are homogeneous in Euler terms 10
A. I. Nikitin, A. M. Velichko, T. F. Nikitina, A. I. Stepanov, and I. G. Stepanov The conditions for existing the structures consisting the bodies with electric charge of the same sign 28
N. D. Naumov and V. A. Nikolsky The effect of a rain on the radiowave pulse distortion 41
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
D. I. Yurkov, A. K. Dulatov, B. D. Lemeshko, D. A. Andreev, A. V. Golikov, Yu. V. Mikhailov, I. A. Prokuratov, A. N. Selifanov, and T. S. Fatiev The plasma focus device with the 2-MA discharge current as a hard X-ray source 45
PHOTOELECTRONICS
A. V. Voitsekhovskii, N. A. Kulchitsky, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh Admittance of MIS structures based on MBE Hg1-xCdxTe (x = 0.22–0.23) in a wide temperature range 54
K. V. Kozlov, A. I. Patrashin, I. D. Byrlakov, Y. S. Bychkovsky, B. N. Drazhnikov, and P. A. Kyznetsov Analysis of the modern scanning infrared FPA for remote sensing (a review) 63
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
S. A. Gamkrelidze, V. S. Kondratenko, V. V. Styran, A. A. Trofimov, and N. V. Shchavruk Effect of cutting methods designed instrument plates sapphire and silicon carbide yields nitridgallievyh Microwave monolithic integrated circuits 79
INFORMATION
The list of articles translated and published in English language journals in 2016 86
Rules for authors 89
Subscription to an electronic version of the journal 92
Другие статьи выпуска
Материалами подложки приборных пластин в современной сверхвысокочастотной (СВЧ) электронике на основе GaN/AlGaN выступают сапфир и карбид кремния, которые обладают высокой твердостью и одновременно являются хрупкими. Методы разделения таких приборных пластин на отдельные кристаллы недостаточно изучены в совокупности свойств материала подложки и особенностей изготовления современных монолитных интегральных схем (МИС). В настоящей работе рассматривается разработка базовых производственных маршрутов, повышающих эффективность существующих методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния применительно к приборным пластинам с изготовленными на них современными СВЧ МИС на нитридных гетероструктурах, а также изучение влияния резки на технико-эксплуатационные параметры МИС.
Представлен обзор литературы по многорядным инфракрасным (ИК) фотоприемным устройствам (ФПУ) космического базирования, предназначенным для дистанционного зондирования Земли. Рассмотрены виды устройств, их назначения, основные спектральные диапазоны и принципы работы. Приведены наиболее распространенные схемы цифровых и аналоговых ячеек большой интегральной схемы (БИС) считывания фотосигналов многорядных ИК ФПУ, для каждой схемы указаны условия применимости. Рассмотрены три способа реализации режима временной задержки и накопления (ВЗН): аналоговое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование в блоке цифровой обработки. Представлены структурные либо принципиальные схемы ВЗНсуммирования. Рассмотрены наиболее распространенные топологии фоточувствительных элементов (ФЧЭ) многорядных ИК ФПУ космического базирования. Проведен анализ математических моделей многорядных ИК ФПУ.
Рассмотрены особенности электрофизических свойств n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с диэлектриками Al2O3 или SiO2/Si3N4. Пленки HgCdTe были выращены методом молекулярнолучевой эпитаксии на подложках из GaAs(013) и Si (013). Обсуждены возможности определения основных параметров МДП-структур на основе n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с варизонным слоем и без варизонного слоя из адмиттанса структур, измеренного в широком диапазоне температур и частот.
В статье описана установка на основе генератора импульсных токов с емкостным накопителем энергии, работающего на нагрузку в виде камеры плазменного фокуса (ПФ). Установка обеспечивает амплитуду разрядного тока до 2 МА в камере ПФ при запасаемой энергии в конденсаторной батарее до 150 кДж. Камера ПФ разработана для изучения жесткого рентгеновского излучения (ЖРИ), она имеет окна на корпусе для вывода ЖРИ в сторону катода, а также специальную вставку для вывода ЖРИ внутрь анода. Проведено исследование работы камеры в составе установки с использованием различных рентгеновских мишеней на аноде. При разрядном токе 1,5 МА в камере ПФ генерируется импульс ЖРИ со средней длительностью 16 нс, энергетическим спектром от 10 до 200 кэВ, который обеспечивает поглощенную дозу в облучаемых образцах порядка 1 Зв.
Рассматривается задача о распространении радиоимпульса в дожде с заданным распределением интенсивности вдоль трассы. Сформулирована процедура расчетной оценки трансформации радиоимпульса с учетом дифракции и ослабляющего влияния дождя. Рассмотрена антенна с прямоугольным излучающим раскрывом, параболическая антенна и рупорная антенна. Показано, что на оси однородно возбужденной прямоугольной антенны и на оси параболической антенны зависимость поля от времени определяется производной начальной временной формы импульса. Предлагаемый метод оценки влияния дифракции на искажение импульса применим в случае любой слабопоглощающей среды.
В литературе и интернете имеется много свидетельств о наблюдении в атмосфере сферических светящихся объектов, представляющих собой взаимно связанные структуры – пары, треугольники, четырёхугольники и т. д. В статье проведён теоретический и экспериментальный анализ условий существования связанных структур из тел, обладающих электрическим зарядом одного знака. Показано, что сила кулоновского расталкивания таких объектов может быть скомпенсирована их отталкиванием от периферического облака зарядов того же знака, возникающего из-за стекания части заряда шара в атмосферу.
Проанализирован трехуровневый случайный сигнал. Вычислены выражения для спектра сигнала в различных случаях. Определен вид спектра сигнала при равномерном распределении вероятностей изменения амплитуды сигнала для каждого значения амплитуды. Сделаны выводы о возможности широкого применения полученных результатов для исследований физических процессов, имеющих вид трехуровневого случайного сигнала. Показано, что результаты статьи могут быть использованы для изучения взрывного шума и изучения электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных ловушками. Отмечена возможность применения результатов анализа трехуровневого случайного сигнала при проведении как фундаментальных, так и прикладных исследований.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400