.
Применим формулу
(10.78)
где
означает интеграл в смысле главного
значения. В результате (10.77) представим в виде
. (10.79)
Это представление было получено Ю.В. Чугуновым (1969 г.), оно является решением уравнения (10.76). Это решение удовлетворяет принципу причинности.
Третий
способ вычисления интеграла в (10.77) сводится к введению малой мнимой добавки
в волновое число, например в составляющую волнового
вектора:
. Заранее знак добавки
не известен. Знак
должен
выбираться так, чтобы потенциал
удовлетворял принципу
причинности. Используем приближенное представление
и применяя формулу (10.78), получим
. (10.80)
Условие совпадения формул (10.79) и (10.80):
.
Отсюда получаем правило выбора знака добавки
. (10.81)
Из
условия получаем
или
. Это означает, что для компонент групповой
скорости имеем представление
.
Следовательно, условие (10.81) можно представит в виде
.
Аналогичные
рассуждения для малых мнимых добавок к компонентам
приводят к правилу
,
Используя
эти соотношения, выясним связь между направлением вектора (радиус – вектор между точками источника и
наблюдения) и вектором групповой скорости
в
волнах, составляющих поле
, которое удовлетворяет
принципу причинности. С этой целью рассмотрим входящий в (10.77) интеграл
. (10.82)
При
отсутствии потерь полюсы лежат на вещественной оси
, а при
они
смещаются с вещественной оси. Замыкая контур интегрирования в (10.82) в верхней
полуплоскости на бесконечности при
, и в нижней
полуплоскости при
, имеем
1).
, при
,
, при
,
2).
, при
,
, при
.
Таким образом, при вклад в
поле
дают волны, у которых выполнены условия
. В области
вклад в
поле дают волны, обладающие свойством
. В
обоих случаях эти волны удовлетворяют условию
.
Рассматривая аналогично интегрирование по
,
получим следующий результат. Поле
, удовлетворяющее
принципу причинности, состоит из волн, для которых выполнено неравенство
.
Следовательно,
в этих волнах угол между векторами и
должен быть острым. Именно к такому же
условию приводит и принцип Мандельштама: решение
должно
строиться на основе волн, уносящих энергию на бесконечность, т.е.
удовлетворяющих условию
, где
- скорость переноса энергии, или
. Это соотношение получается потому, что в
средах без потерь скорость переноса энергии монохроматической волны совпадает с
групповой скоростью.
В
то же время, в средах с дисперсией векторы и
не параллельны, поэтому в таких средах
одновременно могут выполняться условия
и
.
В таком случае использование принципа излучения Зоммерфельда приведет к выбору неправильного решения.
Можно
показать (делать это здесь не будем), что решение, обладающее свойством
причинности, удовлетворяет и принципу погашения поля на бесконечности. При этом
имеем ограничение на :
. (10.83)
Конечно,
должно иметь место неравенство .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.