Устройство для моделирования преломления электромагнитных волн в неоднородных сферически-слоистых средах

БО 1054830 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) 6 09 В 23/06 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ РЕТЕ ЕЛЬСТВ ирующий действие среды, и регистриее устройство, отличающееся тем, что, ью повышения точности воспроизвезакона преломления электромагнитолн и обеспечения устойчивости рабофрактор выполнен в виде линзы, изгонной из оптически однородного материолщина которой от центра к периферии яется по закону) Н-совр(Р) Минак номии ки А в ИнститН Украи Черкунова Г. П. зной конферендиоволн. Ч. 1. 7(Р) - толщина линзы;+(Р) - заданный угол отклонения лучей в сферически-слоистой сре- д(54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ М РОВАН ИЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЭЛ МАГНИТНЫХ ВОЛН В НЕОД НЫХ СФЕРИЧЕСКИ-СЛОИСТЫ ДАХ, содержащее источник излуче товых электромагнитных волн, ре 1,ПИСАНИЕ И ВТОРСКОМЪ( СВИДЕ(71) Отделение радиоастрота радиофизики и электронской ССР, г. Харьков(56) 1. Мировицкий Д. И.,Тезисы докладов,Х 11 Всесоюции по распространению рТомск, 1978, с, 250-251. ОДЕЛИЕК, РОНО РОДХ СРЕ- ния свефрактор,модел рующ с цел дения ных в ты, ре товле ала, т измен е,рицельный параметр луча;оказатель преломления мате фнала линзы.Изобретение относится .к учебным приборам и наглядным пособиям и предназначено для моделирования преломления световых электромагнитных волн в неоднородных сферически-слоистых средах, например, таких, как атмосфера и ионосфера планет, короны Солнца, поля тяготения звезд.Известно устройство для моделирования преломления электромагнитных волн в неоднородных сферически-слоистых средах, содержащее источник излучения световых .электромагнитных волн, рефрактор, моделир) югций действие среды, и регистрируюгцее устройство 11.Недостатком данного устройства является невысая точность воспроизведения закона преломления электромагнитных волн из-за неустойчивости работы рефрактора, представляющего собой подогреваемую или охлаждаемую металлическую сферу, окруженную газовой средой.Для получения заданного закона изменения показателя преломления необходимо получение соответствукнцего градиента температур в газе, что достигается подбором среды и подогревом металлической сферы,а для воспроизведения среды с немонотонным ходом показателя преломления необходимо производить кратковременный (импульсный) подогрев сферы, что часто сопровождается случайными турбулентными неоднородностями среды, вызывающими флуктуации показателя преломления и, следовательно, неточности воспроизведения среды и неустойчивости работы рефрактора.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения закона преломления электромагнитных волн и обеспечение устойчивости работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования преломления электромагнитных волн в неоднородных сферически-слоистых средах, содержащем источник излучения световых электромагнитных волн, рефрактор, моделирующий действие среды, и регистрирующее устройство, рефрактор выполнен в виде линзы, изготовленной из опгически однородного материала, толшина которой от центра к периферии изменяется по закону2(р) сопям 1(Р)С 1ф -г.о 5 1(Р)где 2(Р) - толщина линзы;ФЯ - заданный у гол отклонения лучей в сферически-слоистой среде;- прицельный параметр луча;ф - показатель преломления материала линзы.На фиг. 1 изображено устройство для демонстрации преломления электромагнитный волн (света) в неоднородных сферически-слоистых средах; на фиг. 2 - ход лучей в сферически-слоистой среде и в моделируюшей линзе; на фиг, 3 - рефрактор-линза, моделирующая преломление лучей вкороне Солнца; на фиг. 4 - рефрактор-линза, моделирующая преломление лучей в поле тяготения звезды; на фиг. 5 - демонстрация зависимости угла преломления от 5величины прицельного параметра луча Р; нз фиг, 6 - демонстрация фокусируюшего действия сферически-слоистой среды; на фиг. 7 - демонстрация изображений источника, наблюдаемых сквозь сферическислоистую среду.10 Предложенное устройство состоит изисточника 1 излучения (фиг. 1), рефрактора 2 и регистратора 3. В качестве источника 1 излучения может использоваться лампа накаливания с оптической системой, даюшей коллимированный пучок света, например демонстрационный диапроектор.Рефрактор 2 выполнен в виде линзы, изготовленной из оптически однородного материала. Форма поверхности линзы выполнена таким образом, чтобы закон преломления лучей 1(Р) в линзе был точно таким же, как и в сферически-слоистой среде. С целью упрошения изготовления одна из поверхностей линзы делается плоской. Уравнение второй поверхности Х=Х(Р) определяется из закона преломления лучей25 Х з 1 п 6 = з 1 пУ. (1)Учитывая, что Ч(Р) = б (Р) + Ф (Р), а (дЫ(Р) 35 7(Р): соп 51ып 1(Р)йРЯ-со 5 Ф(Р) 30где Х (Р) - толщина линзы;Ч(Р) - угол преломления луча в моделируемой сферически-слоистойсреде;Р - прицельный параметр луча;И - показатель преломления вещества, из которого изготовлена линза.Значение константы в этом выражении выбирается таким образом, чтобы во всей области изменения прицельных параметров 40 лучей выполнялось условие Х(Р 0 .Выполнение линь, моделирующих преломление электромагнитных волн в таких сферически-слоистых средах, как солнечнаякорона и поле тяготения звезды, может бытьопределено для короны Солнца как 5 (Р) = - А ( - 1 -- )"; РК 1, (3)где А = 1 - константы, зависящие от длиныэлектромагнитной волны и распределения электронной плотности;50 Р - радиус Солнца;знак - указывает на отрицательную рефракцию в коронеСолнца.Согласно выражению (2) находим уравнение поверхности линзы, обечпечиваюшей 55 заданное 13) отклонение лучей1054830 тель Б. АндреИ. Верес88 венного коми ретений и о 35, Раушская г. Ужгород,Состав Техред Тираж Государе лам изоб ква, Ж - Патент,А. Дзя едактор М. Бандурааказ 9108/54ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП юпЬеюифекл РерраоюрПУНЗОФиг. Регыо 77 рапюр Корректо Подписи ета СССР крытий .наб., д. 4 л. Проектна