Досліджено ефекти динамічної локалізації класичних хвиль і квантових частинок у неупорядкованих системах зниженої вимірності. Розв'язано проблему просторової локалізації та флуктуаційного хвилеводного каналювання хвиль, випромінюваних точковими джерелами у випадкових слабко шаруватих середовищах. Передбачено геометричні осциляції електропровідності та модулів пружності одновимірних неупорядкованих металів, взаємопов'язані зі стрибковим транспортом носіїв струму між далеко рознесеними квазілокалізованими станами. Побудовано теорію температурної залежності провідності неупорядкованих 1D систем в області температур, малих у порівнянні з енергією активації локалізованих електронів. Виявлено новий фізичний механізм розсіювання квантових частинок на випадково-шорсткуватих поверхнях і побудовано теорію статичного кондактансу одномодових металевих дротів зі статистично-шорсткуватими бічними межами. Розроблено метод розділення мод поперечного квантування для відкритих систем хвилеводного типу за наявності у них довільного статичного потенціалу. Розраховано кондактанс двовимірних слабко неупорядкованих фермі-систем за нульової температури та доведено відсутність у них локалізаційного режиму електронного транспорту. Побудовано теорію квантового фазового переходу "метал-ізолятор" у квазідвовимірних фермі-системах за зміни у них поверхневої концентрації носіїв струму та під дією класично слабкого паралельного магнітного поля.

  Скачати повний текст

В дисертації розглянуто задачі дифракції хвиль на напівнескінченій послідовності ідентичних перешкод, що знаходяться на рівних відстанях( діелектричні шари, стрічкові гратки і т.д.). Запропоновано чисельний метод часткового обернення оператору задачі: в напівнескінченій перешкоді відокремлюється проста складова частина з відомим оператором розсіювання, а повний оператор, що шукається, будується з використанням специфічної напівнескінченної структури на основі відомого оператора, враховуючи взаємодію хвиль, розсіяних складовими частинами перешкоди.

  Скачати повний текст

Удосконалено й апробовано мікрофізичний підхід щодо моделювання розсіяння електромагнітного випромінювання окремими частинками та випадковими дисперсними середовищами. Кардинально поліпшено T-матричний метод строгого розв'язання рівнянь Максвела. Розроблено та розміщено на загальнодоступному електронному сервері пакет ефективних T-матричних програм. Виконано детальний аналіз оптичних властивостей несферичних частинок та ефектів багаторазового розсіяння у випадкових дисперсних середовищах. У межах рівнянь Фолді - Лакса досліджено граничний випадок дуже великої кількості та дуже малої об'ємної упаковки частинок та одержано загальне рівняння переносу та загальне формулювання теорії слабкої локалізації електромагнітних хвиль. Узагальнено класичну теорію переносу для випадку довільного анізотропного плоскопаралельного розрідженого дисперсного середовища. Визначено точність скалярної форми рівняння переносу та виявлено, що похибки скалярного наближення стають несуттєвими для розмірних параметрів частинок, більших за 3. Теоретично вивчено залежність характеристик слабкої локалізації від оптичної товщини дисперсного шару та фізичних параметрів розсіюючих частинок і передбачено поляризаційний опозиційний ефект. Факт одночасного існування опозиційних ефектів у яскравості й поляризації для ряду високоальбедних безатмосферних тіл Сонячної системи пояснено у межах слабкої локалізації електромагнітних хвиль. Встановлено кількісні вимоги щодо кліматичної програми супутникового дистанційного зондування аерозольних частинок у земній атмосфері. Виявлено істотне падіння глобальної оптичної товщини тропосферних аерозолів за останні 20 років, яке супроводжується суттєвими регіональними змінами.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Зроблено розрахунок усталених фізичних полів, що описуються змішаними нелінійними диференціальними рівняннями з частинними й звичайними похідними. Методи аналізу грунтуються на розв'язанні двоточкових ItD-періодичних крайових задач. У результаті ітераційних циклів обчислюються такі початкові умови, що виключають перехідну реакцію й уможливлюють увійти безпосередньо в усталений періодичний процес. Просторова дискретизація вихідних рівнянь здійснюється за методами скінченних різниць або скінченних елементів, часова дискретизація - за явним або неявним методами. Розв'язуються одно- й двовимірні просторові задачі квазістаціонарного електромагнетного поля в суцільних і кусково-однорідних нелінійних середовищах.

  Скачати повний текст

Встановлено, що двопотоковому релятивістському електронному пучку можлива реалізація п'яти різних типів параметрично-резонансних взаємодій хвиль просторового заряду. Проведено аналіз інкрементів зростання хвиль, визначено умови, коли реалізуються мультигармонічні режими взаємодії. Побудовано кубічно-нелінійну теорію параметричних електронно-хвильових двопотокових лазерів на вільних електронах з Н-убітронною накачкою. Проведено аналіз інкрементів зростання, рівнів і механізмів насичення хвиль. Показано перспективність використання даних систем як високоефективних підсилювачів потужності мм-ІЧ діапазонів з високим рівнем монохроматичності.

  Скачати повний текст

Розвинуто метод скінченних об'ємів та розроблено нові математичні моделі для числового розрахунку тривимірних квазістаціонарних електричних полів у діелектричних і слабкопровідних середовищах з гетерогенними включеннями складної просторової конфігурації, яка може змінюватися у часі. З використанням нової різницевої схеми для розв'язання систем тривимірних еліптичних рівнянь розроблено нову наукову концепцію числового розрахунку електричних полів у неоднорідних середовищах, яка базується на ітераційному визначенні розподілу поля біля провідних включень за припущення, що вони є ідеальними провідниками та подальшому розрахунку поля всередині включень у разі припущення, що зовнішнє середовище є ідеальним діелектриком. Запропоновано метод поглинаючих межових шарів для розв'язання задач впливу однорідного електричного поля на гетерогенні включення, розташовані у середовищах з відкритими межами. Одержано аналітичні вирази для параметрів, які характеризують анізотропні властивості середовищ біля розгалужених тонких провідних каналів, що забезпечує здійснення розрахунків електричних полів за методом скінченних об'ємів з кроком розрахункової сітки, що є на кілька порядків більший, ніж діаметр каналів. Для проведення аналізу тривимірних електричних полів під час протікання електричного струму через провідні включення з урахуванням нелінійних змін параметрів зовнішнього середовища розроблено та числово реалізовано новий метод, що використовує ітераційні розрахунки електричних полів і перехідних процесів у нелінійних електричних полях з урахуванням зміни електричного опору середовищ розтіканню струму. Базуючись на теорії фракталів та даних про електричне старіння полімерів, розроблено метод і статистичну модель для розрахунку електричного поля у твердих полімерних середовищах біля тонких провідних розгалужених каналів (дендритів), конфігурація яких може стохастично змінюватись у часі. На базі запропонованої концепції розрахунку електричних полів у неоднорідних середовищах створено метод і програму числового розрахунку.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичного аналізу процесів поширення та розсіяння електромагнітних хвиль в просторово неднорідних середовищах. За допомогою методу скаляризації одержано розв'язок векторної задачі розсіяння плоскої електромагнітної хвилі на одномірно-неоднорідному довільному анізотропному феритовому шарі. Досліджено вплив анізотропії та неоднорідності шару у разі інтерпретації даних радіохвилевого контролю. Показано можливість керування поляризаційними характеристиками розсіяного поля за рахунок зміни профілю неоднорідності шару. З використанням теорії функцій Гріна одержано наближений числово-аналітичний вираз для коефіціентів відбиття плоскошаруватого середовища для основної моди прямокутного хвилеводу. Розроблено алгоритм розрахунку коефіцієнтів матриці розсіяння, неоднорідної анізотропної вставки прямокутного хвилеводу.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано й обгрунтовано фізичну числово-аналітичну модель надвисокочастотної (НВЧ) ефективної діелектричної проникності (ЕДП) дисперсних середовищ, що базується на оцінюванні резонансної частоти та добротності об'ємного регуляторного резонатора з частковим заповненим багатошаровим гетерогенним середовищем за умов існування суттєвої долі нормальної до площини шарів електричної складової електромагнітного коливання робочого контуру та відповідності товщини й електричних параметрів шарів розмірам і параметрам складових дисперсної системи. Установлено якісну відповідність залежностей ЕДП запропонованої моделі від вологовмісту, щільності, НВЧ електричних властивостей частинок та їх розміру даним відомих експериментів і основних наближених теорій. Запропоновано й досліджено три фізично відмінних варіанти побудови резонансних вимірювальних перетворювачів (РПВП) з коаксіальною вимірювальною апертурою для вимірювання вологості без спеціальної підготовки проби; малих об'ємів проби з низьким вологовмістом; середовищ на потоці. Установлено залежності фундаментальних сигналів вимірювальної інформації від параметрів конструктиву РПВП та діелектричних властивостей вологовмісних середовищ. Показано доцільність їх використання з метою оптимізації НВЧ вологовмісних систем та їх теоретичного градуювання.

  Скачати повний текст