Реактивные модуляторы в преобразователях высокочастотной энергии и спектроскопических экспериментах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ
Белов, Александр Александрович
АВТОР
|
||||
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1994
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА
'8
М '
уи ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
3
На правах рукописи
БЕЛОВ Александр Александрович
РЕАКТИВНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЭНЕРГИИ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ
• (Специальность 01.04.03 — радиофизика)
Автор е ф е р ат
диссертации на соискание ученой-степени доктора физико-матеМатических наук
Москва — 1994
Работа выполнена на физическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова
^ Официальные оппоненты:
академик РАН Ю. В. Гуляев,
доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник В. И. Панов,
доктор химических наук, профессор Г. К. Семин Ведущая организация: Институт общей физики РАН
в ауд. им. Р. В. Хохлова на заседании Специализированного совета Д.053.05.39 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при МГУ им. М. В. Ломоносова по адресу: 119899, ГСП, Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.
Автореферат разослан « 1994 г.
Защита состоится
»
часов
Ученый секретарь -Специализированного совета Д.053.05.39, профессор
I Ц1иА) ю. А. Пирогов
АННОТАЦИЯ
В реферируемой диссертации обобщали результаты исследований автора, выполненных на физическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова в период с 1965г. по 1933г.
Диссертация содержит решение комплекса задач, связанных с созданием чувствительных реактивных модуляторов, их исследованием и применением в прецизионных спектроскопических экспериментах, а также в преобразователях энергии высокочастотных электромагнитных колебаний в механическую работу, в пей предложены и реализованы метода повышения коэффициьнта передачи, расширения полосы пропускания и повышения стабильности работы реактивных ью дуляторов. На основе использования свойств реактивных модуляторов создан асинхронный емкостный электродвигатель, а также предложена совокупность экспериментальных мотодак исследования взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Рассмотрено как резонансное взашадйствиз электромагнитного излучения с • разреженным газом, так и нерезонанснов (релаксационное) взаимодействие электромагнитных колебаний инфранизкой частоты с веществом а конденсированном (жидком) состоянии. Разработанные методики прдмешны для исследования явления электрического резонанс.} в газе, ранее набладавшегося только в экспериментах с молекулярными пучками, о также в целях ипфраннзкочастотаой диэлектрической спектроскопии. Созданы радиоспектрометры электрического резонанса, регистрирундае спектры по измеионию ди8лвктряческой щхшицяемости или диэлектрической восприимчивости исследуемых газов в обльсти спектральных линий.Получены спектры аяиктраческого розонеиса некоторых газов. Обнаружены и объяснены юэфрвнизкочастотсше области
аномальной дисперсии эффективной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков, содержащих небольшие количества посторонних примесей.
Актуальность исследований в данном направлении обусловлена обширным кругом фундаментальных и прикладных проблем, которые решаются на основе использования высокочувствительных реактивных ,модуляторов. В частности, перспективы развития газовой радиоспектроскопии определяются тем, насколько аффективными окажутся ее приложения к исследованию все более сложных проблем, связанных с изучением либо новых объектов, либо известных объектов в новых условиях, например при исследовании смесей газов, состоящих из молекул с существенно различающимися параметрами (вращательными константеми, дяпольными моментами и т.д). Большое значение имеет тайке универсальность методик получения спектров, позволяющая исследовать спектры широкого круга веществ одним комплексом аппаратуры без существенных изменений и перестроек при смене объекта исследования.
Подобно атому перспективы развития диэлектрической шоктрос, копии зависят от создания эффективных методов изучения диэлектрических спектров веществ в новых участках спектра, например в области инфранизких частот, представляющей значительный интерес при исследовании многих проблем, возникающих в физике, химии, биологии, медицине.
Актуальной является также проблема .преобразования энергии высокочастотных электромагнитных колебаний в механическуь работу.
Использование реактивных модуляторов позволяет существенно продвинуться в ретешши агнх задач. Работа автора над перечисленными проблемами составляет содержание настоящей диссертации.
Цель работа и задачи исследования
1. Создание и исследование чувствительных реактивных модуляторов, обладающих большим коэффициентом передачи, широкой полосой пропускания, высоким входным сопротивлением я стабильностью.
2. Разработка прецизионных методик исследования спектров электрического резонанса разреженных газов в диапазоне СВЧ с помощью чувствительных реактивных модуляторов. Теоретическое обоснование метода газовой радиоспектроскопии электрического резонансе применительно к молекулам типа симметричного волчка, а тага» к линейным молекулам, находящимся в вырожденных-колебательных состояниях. Создание аппаратуры, необходимой для наСлвд&ния спектров электрического резонанса в разреженных газах. Исследование неоднородного уширения спектральных линий в радиоспектрометрах электрического резонанса.
3. Разработка методик и соответствующей аппаратур! для исследования диэлектрических инфранизкочастотных спектров жидкостей, а также развитие физических представлений о медленных молекулярных процессах, проявляющихся в инфранизкочастотных диэлектрических спектрах жидких диэлектриков, содержащих небольшие количества посторонних примесей.
4. Создание асинхронного высокочастотного емкостного электродвигателя. . •
Научная новизна и практическая ценность работы
Разработаны новые методики проведения спектроскопических экспериментов в области газовой радиоспектроскопии, существенными чертами которых являются получение и исследование спектров электрического резонансе в разреженных газах с помощью чувствительных реактивных модуляторов. Ранее явление
&
электрического резонанса удавалось наблвдать только в экспериментах с молекулярными пучками.
Получены основные расчетные соотношения для определения положения и интенсивности спектральных линий электрического резонанса применительно к газам, состоящим из молекул типа симметричного волчка и линейных молекул, находящихся в вырожденных колебательных состояниях изгиба, с учетом квадрупольного взаимодействия.
Проведен анализ неоднородного упшрения спектральных линий в газовых радиоспектрометрах электрического резонанса, поэволящяй оценить изменение формы и интенсивности спектральных линий вследствие неоднородного уширения.
Разработаны методы получения и анализа инфранизкочастотных диэлектрических ' спектров жидких диэлектриков. Обнаружены неизвестные ранее - интенсивные области аномальной дисперсии аффективной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в области инфранизких частот от 10"3 до I Гц. Предложено объяснение природы медленных молекулярных процессов, вызывающих появление интенсивных областей аномальной дисперсии в цнфранизкочастотных диэлектрическим - спектрах жидких диэлектриков, . содержащих небольшие количества посторонних примесей.
Предложен и реализован асинхронный емкостный электродвигатель, позволявдий осуществить непосредственное преобразование энергии высокочастотных электрических колебаний в механическую работу.
Предложены и реализованы методы повышения коэффициента передачи реактивных модуляторов, расширения их полосы пропускания и улучшения стабильности работы.
В работе содержится подробное описание устройств, реализупцдх
предлагаемые методики. На этих устройствах выполнен ряд экспериментальных исследований, подтвердивших основные выводы теоретического анализа.
Основные положения, вшосишв на защиту
I. Созданы две методики наблюдения резонансного взаимодействия электромагнитного излучения с разреженными газами на частотах, соответствующих переходам между соседними подуровнями, получившимися в результате штарковского расщеплония одного и того же вращательного уровня энергии. Разработка 8тих методик открывает возможности для развития нового метода газовой радиоспектроскопии - спектроскопии электрического резонанса. 2. Разработана аппаратура, реализующая предложенные методики нас'падения спектров электрического резонанса в разреженных газах: газовый радиоспектрометр электрического резонанса, регистрирующий квантовые перехода по изменению диэлектрической проницаемости газа на частоте квантовых переходов;
- газовый радиоспектрометр электрического резонанса с регистрацией квантовых переходов об изменении статического компонента поляризации газа в штарковском поле при насыщении спектральных линий.
Аппаратура, необходимая для получения спектров электрического резонанса в разреженных газах, отличается простотой и универсальностью, позволяет исследовать широкий круг веществ одним комплексом приборов без. перестройки, переключения или замени высокочастотных узлов.
3. Создана аппаратура для исследования диэлектрически свойств жидкостей в области шфраниэких частот 10"4 Пд - 100 кГц.
4. Обнаружены и объяснены интенсивные инфраиизкочастотные области аномальной дисперсии диэлектрической проницаемости жидких
диэлектриков, содержащих малые примеси посторонних веществ.
5. Предложен и реализован асинхронные емкостный электродвигатель, осуществляющий преобразование анергии высокочастотных электрических колебаний в механическую работу.
6. Разработаны методы повышения коэффициента передачи, расширения полосы пропускания и улучшения стабильности реактивных модуляторов.
Публикации и апробация работы
Результаты работы над диссертацией отражены в 31 публикации и 2 авторских свидетельствах, докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры физики колебаний физического факультета МГУ, Институте общей физики РАН, на Ломоносовских чтениях ИГУ (в 1989 г.), на Третьей всесоюзной межвузовской конференции по теории и методам расчета нелинейных электрических цепей и систем (Ташкент 1967г.), на Четвертой всесоюзной научно-технической конференции по методам и средствам измерений. электромагнитных характеристик радиоматериалов на ВЧ и СВЧ (Новосибирск 1979г.)
Диссертация в целом докладывалась на семинарах физического факультета МГУ и Института общей физики РАН.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 238 наименований. Общий объем диссертации составляет 348 стр., из которых 272 стр. составляют основной текст, 53 стр. отведены под иллюстрации и таблицы, па 23 стр. щшведен список цитированной литературы.
В начале к ездой главы дано небольшое введение, а в конце приведено краткое резкме, содержащее наиболее существенные результаты данного раздела.
Во введении на большом числе примеров показана эффективность
использования реактивных модуляторов при решении широкого круга фундаментальных и прикладных проблем, сформулированы основные цели диссертации, обоснована актуальность выбранной теш исследования.
В первой главе изложены результаты теоретического и экспериментального исследований свойств реактивных модуляторов с резонансной нагрузкой, 8 также предложены методы повышения ков-Дящ.юнто передачи реактивных модуляторов, расширения их полосы пропускания и улучшения стабильности.
1.2. После краткого введения и обзора литературы (раздал 1.1) теоретически и экспериментально исследовано явление насыщения реактивного модулятора, обусловленное ростом мощности, потребляемой от генератора накачки при увеличетш амплитуды входного сигнала. Получено уравнение для амплитуда напряжения накачки, учитывающее затраты мощности на образование комбинационных колебаний. Предложена методика графического построения амплитудной характеристики реактивного модулятора. Описано экспериментальное исследование насыщения реактивного модулятора. Проведено сравнение результатов теретичэского и экспериментального исследований насыщения. Показано, что результаты эксперимента хорошо согласуются с теоретическим анализом.
1.3. Рассмотрены нестационарные процессы в реактивных модуляторах. Подучены выражения для переходных функций, описывающих реакции амплитуда и фазы высокочастотных колебаний на выходе модулятора На входной сигнал в виде единичной функции. Показано, что в зависимости от вида характеристики нелипойпого реактивного элементе модулятора, режима его работы, а тага» от добротности резонансной нагрузка модулятора и ее рассторойхи относительно частоты накачки переходная функция модулятора может
бить либо монотонной, либо осциллирующей. Описано экспериментальное исследование нестационарных процессов в реактивном модуляторе, подтверждающее результаты теоретического анализа.
1.4. Проведен анализ шумовых свойств реактивных модуляторов. Получено вираж&нда для дифференциального коэффициента шума. В отличие от работ других авторов в теоретическом анализе учтен энергообмен колебаний комбинационных частот с компонентом спектра йэдздаейного реактивного элемента, изменяющимся с частотой второй гармоники накачки. Показано, что учет этого фактора позволяет обнаружить минимум на зависимости коэффициента шума от расстрог:;и резонансной нагрузки модулятора относительно частоты нвкачки. Результаты теоретического анализа сопоставлены о экспериментальными данными. Показано, что некоторое превышение экспериментально измеренных значений коэффициента шума над рассчитанными теоретически может объясняться влиянием шумов нотеплового происхождения,не учтенных в расчете.
1.5. Исследована работа реактивного модолятора о негармонической нвкачкой. Рассмотрен случай, когда в спектре накачки присутствует вторая гармоника, и проанализировано влияние сдвига фаз между первой и второй гармониками накачки на коэффициент передачи, полосу пропускания и входное сопротивление роактшзного модулятора. Показано, что значительный интерес для практических приложений представляют такие фазовые соотношения между гармониками накачки, которые соответствуют слабому параметрическому резонансу, так как при этом условии коэффициент передачи модулятора теоретически может быть увеличен до бесконечности при равной нулю проводимости, вносимой во входную цепь модулятора. Такш образом, указанный режим работы реактивного
модулятора позволяет сочетать большое знвчешю коэффициента передачи с высоким входным сопротивлением.
1.6. На основании результатов предыдущего раздела предложена конструкция реактивного модулятора, имеющего высокие значения коэффициента передачи и входного сопротиплогая. Получены выражения для амшштудно - частотных характеристик модулятора, исследованы нестационарные процессы в нем, его стабильность и шумовые свойства. Описан экспериментальный макет модулятора и приведены результаты его исследования.
1.7. Предложенный в разделах 1.5 и 1.6 метод повышения коэффициента передачи реактивного модулятора за счет регенеративного параметрического усиления комбинационных колебаний обладает общим для всех случаев использования регенерации недостатком: при увеличении коэффициента передачи приходится жертвовать полосой пропускания и стабильность!) модулятора. В данном разделе предложен метод существенного увеличения коэффициента передачи при одновременном расширении полосы пропускания и улучшении стабильности. Метод основан на использовании сверхрегенерации. Для практической реализации попользован описанный выше реактивный модулятор с накачкой двумя гармоническими напряжениями. сдвиг фаз мазду которыми соответствует слабому параметрическому резонансу. Для перевода модулятора в сверхрегеноратшзгшй режим предложено модулировать амплитуду второй гармоники накачки последовательностью прямоугольных импульсов, следующих с частотой суперизащш. Проведен расчет коэффициента передачи модулятора в сверхрегенеротивпом режиме. Описан экспериментальный макет сворхрогенеративного модулятора. Показано, что использование сверхрегенврации позволяет повышать коэффициент передачи
модулятора приблизительно на два порядка без ущерба для его стабильности.
1.8. Исследованы амплитудно-частотные характеристика реактивного модуляторе в сверхрегенеративном режиме. Показано, что вид амплитудно-частотных характеристик сверхрегенеративного модулятора зависит от соотношения мевду средним значением затухания колебательного контура модулятора и величиной частота суперизации, нормированной к частоте нвкачки. Если среднее значение затухания меньше нормированной частоты суперизации, то амплитудою - частотная характеристика имеет вид многогорбой кривой. При атом максимумы достигаются на частотах сигнала, раЕГ_д частоте суперизации и кратных ей. С ростом частоты сигнала максимумы понижаются й сглаживаются. При снижении частоты суперизации или увеличении среднего значения затухания максимумы на амплитудою - частотной характеристике расплыввются и исчезают. Проведено экспериментальное исследование амплитудою - частотных характеристик сверхрегенвративного модулятора, подтвердившее результаты теоретического анализа.
Во второй главе рассмотрено применение реактивных модуляторов для . непосредственного превращения энергии высокочастотных электрических колебаний в механическую работу.
2.1. После краткого введения и обзора литературы описана конструкция асинхронного емкостного двигателя с линейной резонансной цепью накачки. Двигатель представляет собой колебательный контур с конденсатором переменной емкости, ротор которого может свободно вращаться. Контур связан с генератором накачки. Работа двигателя основана на том, что при вращении его ротора периодически изменяются емкость двигателя и амплитуда колебаний накачки, причем вмплитуда вынужденных колебаний накачки
следует за изменением емкости дсигателл с таким запаздыванием но фазе, при котором среднее знвченио вращающего момента, приложенного к ротору двигателя со стороны высокочастотного электрического поля, отлично от нуля. Получены выражения для оценки мощности, 1ШД и вращащего момента двигателя. Показано, что при малых скоростях его вращающий момент снижается пропорционально угловой скорости. Поэтому двигатель не может самостоятельно трогаться с места.
2.2. Предложен метод устранения этого недостатка, заключающийся в том, что в колебательный контур двигателя вводится нелинейный реактивный элемент, параметры которого подбираются таким образом, чтобы резонансная кривая колебательного контура двигателя имела неоднозначный учвсток в области частот ш>ш0, где ш0 - резонансная частота колебательного контура в линейном приближении. Ширина неоднозначного участка должна быть такой, чтобы при вращении ротора двигателя изменение его емкости происходило в пределах, лишь немного выходящих за границы неоднозначного участка. Показано, что при выполнении этих условий обеспечивается постоянство и значительная величина вращащего момента двигателя во всем диапазоне скоростей от нуля до таких величин, когда период изменения емкости двигателя сравнивается со временем релаксации амплитуда в колебательном контуре. Постоянство вращающего момента на малых скоростях делает возможным самозалуск двигателя. Кроме того, при этом существенно повышается мощность и КДЦ двигателя на малых скоростях.
2.3. Описаны экспериментальный макет двигателя в результаты его исследования. Проведено сравнение результатов теоретического расчета и эксперимента. Отмечено их удовлетворительное совпадение.
В третьей главе теоретически исследованы возможности
использования чувствительных реактивных модуляторов для регистрации явления электрического резонанса б гозо, т.о. резонансного взаимодействия электромагнитного поля с разреженными гозами вд ч&етотех, соответствующих квантовым переходам мэаду соседцима родуровнями, появившимися в результате штарковского расщеплений одного и того вращательного энергетического уровня. Ранее это явление могло наблюдаться только в экспериментах с молекулярными пучками.
3.1. После кроткого обзора работ по газовой радиоспектроскопии предложен метод наблюдения спектров электрического резонанса в газе, основанный на регистрации сопровождающих квантовый переход изменений диэлектрических характеристик. __ газа с помощью чувствительных реактивных модуляторов.
3.2. Проведон теоретический расчет изменений диэлектрической проницаемости, сопровождавших квантовый переход при электрическом розонансе в газах, состоящих из молекул типа симметричного волчка. В основу расчета положена система уравнений для средних значений <5х>, <2у>, <5г> операторов проекций дипольного момента молекул на оси декартовой системы координат. Получены соотношения, позволяющие по нэпряженностям штарковского и высокочастотного полой, параметрам молекул газа и его температуренайти положения спектральных линий и их интенсивности, выраженные через изменение диэлектрической проницаемости. Рассчитан спектр электрического . резонанса фтористого метила (СН3П. Показано, что при фиксированной частоте квантовых переходов характерной особенностью спектров электрического резонанса газов, состоящих из шлэкул типа симметричного волчка, является эквидистантность первых пяти спектральных линий, соответствующих резонансам нэ " уровнях с
J=|K|=I, 2, 3, 4, 5. Этим линиям соответствуют наинизшие значения напряженности штарковского поля. При дальнейшем увеличение интенсивности штарковского поля спектральнпе лииш1, соответствующие резонанса).» на уровнях с J= | К | и |К|. перемешиваются и эквидистантность нарушается.
3.3. Теоретически исследовано явление электрического резонанса в газе из линейных молекул. Если линейные молекулы совершают вырожденные изгибвыо колебания, то у них может наблюдаться линейный эффект Штарка и, следовательно, достаточно интенсивные спектры электритческого резонанса. Для этого случая получены соотношения, определяющие положения и интенсивности спектральных линий. Показано, что с ростом колебательного числа интенсивность спектральных линий должна быстро понижаться, что обусловлено снижением заселенности верхних колебательных состояний.
3.4. Проанализированы спектры электрического резонанса при наличии в молекулах газа ядер с отличным от нуля электрическим квадрудальным моментом. Показано, ■ что если квадрупольное расщепление вращательных уровней энергии мата по сравнению со штарковским, то штарковские подуровни имеют сверхтонкую структуру. В этом случае спектр электрического резонанса в общих чертах имеет тот же вид, что и в отсутствие квадрупольного взаимодействия, но вместо уединенных спектральных линий появляются соответствующие мультиплеты. Если же квадрупольное расщепление велико по сравнению со штарковским, то электрическому резонансу соответствует квантовый переход между штарковскими подуровнями одного из уровней тонкой структуры. В этом случав число ланий в спектр» увеличивается, их интенсивность уменьшается, а спектр в тжм имеет совершенно иной вид, чем в отсутствие квлдругкшлюго
взаимодействия. Для обоих случаев получены расчетше соотношения, опродоляпцив положения и интенсивности спектральных линий.
З.Б. С помощью соотношений, полученных в разделах 3.2+3.4, рассчитаны спектры электрического резонанса некоторых газов. Показано, что для таких веществ, как фтористый, бромистый, хлористый, иодистый мэтшш, ацетонитрил, синильная кислота, фосфщ и некоторые другие, интенсивности спектральных линий, вцраженные в изменении диэлектрической проницаемости на частоте 'квантовых переходов, равной 25 МГц, имеют величины порядка 10"0 + 10"10 пря напряженности штарковского расщешишцего поля порядка 102 В/си, Обоснован вывод о возможности регистрации спектров электрического резонанса в газе с помощью измерительных систем, созданных на основе реактивных модуляторов.
В главе 4 описаны эксперименты по наблвдени» спектров электрического резонанса некоторых газов с помощью чувствительных реактивных модуляторов, регистрирукщих спектральные линии по изменению диэлектрической проницаемости газа на частоте соответствувдих квантовых переходов.
4.1. Описаны принципы действия и устройство, газового радиоспектрометра электричесщго резонанса. Подробно рассмотрена его важнейшие узлы: газовая ячейка с электродам, формзррзщщйа шторковское и высокочастотное поля, п система рещсврацш» шигочапцая ревктшзщШ модулятор . - датчик диэлектрической проницаемости газа. Реактивный к-одулятор выполнен по мостовой схеме, что исключает снижение чувствительности датчика, обусловленное фдуктуацкямл амплитуды н частоты генератора накачка. В розультате при комнатной температуре достигнута чувствительность к относительным изменениям емкости измерительного конденсатора
v О 'мин
4.2. Изложено котодшса исследования спектров электрического резонанса с помощью описанного радиоспектрометра. Обоснован выбор величин напряженности высокочастотного поля и глубины модуляции штарковского поля, обеспечивающих максимум отношения сигнала к шуму.
4.3. Проанализированы впервые экспериментально полученные спектры электрического резонанса газообразных фтористого метила и ацетопитрила. Исследованы зависимости интенсивностей спектральных лилий электрического резонанса в газе и их насыщения от изменений давления исследуемого газа, напряженности высокочастотного поля, а также от квантовых чисел, определяющих вращательный энергетический уровень, которому соответствует наблюдаемая спектральная линия. Из анализа спектров электрического резонанса фтористого метила и ацетонитрила найдены соответствующие величины констант С0, определяющих уширение спектральных линий вследствие меамолекулярных взаимодействий. Показано, что характер спектра в целом, положения наблюдаемых спектральных линий, их относительные и абсолютные интенсивности находятся в соответствии о выводами теоретического анализа. Подтверждено преимущество спектроскопия электрического резонанса, заключающееся в возможности наблюдения с помощью одного спектрометра электрических резоцаясов ыа различных вращательных уровнях молекулы, а также в возможности исследования спектров различных веществ с помощью одного спектрометра, несмотря на существенное различив дипольных моментов и вращательных констант молекул этих веществ.
4.4. Исследовано неоднородное уширение спектральных ланий электрического резонанса, вызванное нарушениями однородности штарковского поля в рабочей области газовой ячейки. Рассмотрены такие причины неоднородности штарковского поля, как диск^тнссть
распределения потенциала на боковых гранях газовой ячейки, неточность подбора резисторов делителя напряжения, задащего ото распределение, а также краевые аффекты. Исследованы искаяения штарковсного поля под влиянием каждого из указашшх факторов. Получены выражения для усредненного по объему рабочей области газовой ячейки значения коэффициента поглощения, которое далее использовано для анализа неоднородного уширения в различных конкретных случаях. Показано, что при рациональном выборе геометрии электродов неоднородное уширение спектральных линий вследствие дискретности распределения потенциала па боковых гранях газовой ячейки может быть сделано практически несущественным. В частности, в газовой ячейке,используемой в радиоспектрометре, описанном в разделе 4.1, дискретность изменения потенциала на боковых грапях не препятствует наблвдешго спектральных линий с относительной шириной £ ^ ;> 10"6, что па несколько порядков
меньше величины, определяемой междалекулярпыми взаишдействшшн
при используемых в эксперименте давлениях газа. Установлено, что
искажения формы спектральных линий вследствие пепдеолыюсти
подбора резисторов делителя напряжения, задащего распределение
потенциале на боковых гранях газовой ячейки, зависят от вида
функции координат, оппсываыцей отклонение сопротивлений резисторов
от точных значений, причем чем больше пространственный период и
значение этой функции, тем существеннее искажения, рассмотрен один
из самых неблагоприятных случаев, когда указанная функция линейна.
Показано, что при этом условии искажения спектральных линий
г Аго 'Г1
определяется величиной произведения А- ^— J , где А
максимальное, значение относительного отклонения сопротивления резисторов от точного значения, у-2- - относительная ширина
наблюдаемой однородно уширенной спектральной лишш. В частности,
( Ч -г1
при A- ^ у— J а 1 форма спектральной линии искажается
незначительно, ее ширина увеличивается приблизительно на 20%. Ее™ г Avo I"1
se А-^ у—J » 1, то форма сигнала поглощения будет определяться
не спектральной линией, а главным образом распределением
электрического поля в газовой ячейке.
Показано, что при использовании газовых ячеек прямоугольной
формы краевые эффекты вблизи торцов ячейки могут быть доминирующей
причиной неоднородного уширения спектральных линий электрического
резонанса. В частности, краевые эффекты в газовой ячейке с
размерами 32x14x3 (см), описанной в разделе 4.1, позволяют
регистрировать без существенных искажений спектральные лишш с
, Av0
относительной шириной не менее чем ^ ^— j > 10 . Для исключения
неоднородного уширения, вызванного краевыми эффектами, предложено использовать газовую ячейку с коаксиальным измерительным конденсатором.
4.5. Приведены оценки уширения спектральных линий электрического резонанса вследствие взаимодействия молекул со стенками газовой ячейки, эффекта Дрпплера, а также вследствие насыщения. Показано, что столкновение молекул со стенками газовой ячейки и эффект Допнлера ограничивают ширину спектральных линий соответственно значениями Av^3 кГц и AvK>,6 кГц, что существенно ниже предела Ау0>10кГц, определяемого ыеаыолвкулярнши взаимодействиями. Насыщение может увеличивать ширину спектральных линий до значений, существенно превышающих этот предал.
4.6. Рассмотрены фундаментальные ограничения чувствительности и разрешающей способности , радиоспектрометров электрического резонанса. Поквзано, что требования вусокой
чувствительности и высокой добротности спектральных линий при регистрации спектров електрического резонанса противоречивы, так квк для повышения чувствительности реактивного шдулятора при регистрации спектральных линий по изменению диэлектрической щюшщаемости газа следует повышать напряженность высокочастотного электрического шля, что приводит к уширению спектральных линий вследствие пэсыщения. Проведен анализ фундаментальных ограничений чувствительности радиоспектрометров электрического резонанса. Показано, что наиболее существенное ограничение чувствительности накладывается электрическими флуктуациямп в колебательном коптуро реактивного модулятора и в связанном с ним усилителе сигнала. Г-Факторы ограничивают чувствительность на уровне .
Флуктуации амшштуды и частоты генератора накачки реактивного модулятора также играют значительную роль, по при использовапш мостовых схем их влияние существенно ослаблено. В чвстоности, в спектрометро, описанном в разделе 4.1, ога ограничивает чувствительность на уровне (^fh) ^ 6' Ю-13 •
Броуновское движение механических частой реактивного модулятора ограничивает чувствительность зпачешшка (тг)мшг(лг) ~ I0~16 + Ю-13- Флуктуации полярйзвция гезо накладывают на чувствительность рддаоспоктрокэтра
ограничение (ДШ= 4-Ю-14, о поцдэромоторныо саш
ограничивают чувствительность па уровне ~ Ю-10.
Сделаны оценки максимально возможной величины сигнала электрического резонанса. Показано, что при оптимальном выборе параметров радиоспектрометра и условий эксперимента изменения диэлектрической проницаемости в области спектральных линий для широкого круга веществ могут иметь величины порядка Ле'ц^^
О
Ае"макс= 10" + 10 . На основании сопоставления предельной чувствительности радиоспектрометров и максимальных возможных изменений диэлектрической проницаемости газа в области спектральных лилий показано, что возмоаиап величина отношения сигнала к шуму при регистрации спектров электрического резонанса с помощью реактивных модуляторов может иметь величину порядка 103 +
с
10 в полосе частот Лv=IГц.
4.7. Проанализированы причини, по которым чувствительность радиоспектрометра, описанного в раздело 4.1, оказалась существенно ниже фундаментального предела, пайдонпого в раздела 4.6. Установлено, что низкая чувствительность радиоспектрометра в основном является следствием ограничений на величины напряженности штарковского поля и частоту ого модуляции, присущих используемой в данном случае методике регистрации спектров. Покэзано, что устранение этих ограничений невозмошо без радикального изменения принципов регистрации пектров и конструкции радиоспектрометра.
В главо 5 теоретически и экспериментально исслвдовап одап пз возмогшее вариантов такого изменения, основанный па том, что для регистрации спектров вместо вариаций диэлектрической пршщаемости газа па частоте квантовых проходов используется изменение статической диэлектрической восприимчивости гоза в штарковском поле при насыщении спектральных лшшй.
5.1. Приведен краткий обзор работ, посвященных, исследованию и использованию в целях спектроскопии эффекта изменения статической диэлектрической восприимчивости газа при насыщении спектральных лшшй. Рассчитано изменение статической поляризации газэ в окрестности спектральных линий электрического резонанса. Показано, что при таком насыщении спектральных линий, когда их ширина
удваивается, изменение статической днэлектричской восприимчивости газа в окрестности спектральной линии соизмеримо с ее значением в области, далекой от резонанса, и достаточно велико для использования этого явления в целях регистрации спектров электрического резонанса.
5.2. Рассмотрены функциональная схема, устройство и принцип действия радиоспектрометра электрического резонанса, регистрирующего спектры по изменению статической диелектрической восприимчивое™ газа при насыщении спектральных линий. Подробно описаны конструкция и расчет электродов газовой ячейки и способ их механического закрепления, принцип создания .скрещенных штарковского и высокочастотного электрических полей с помощью одних и тех а» параллельных плоских электродов, а также работа системы регистрации спектров с датчиком изменений статической диэлектрической восприимчивости газа. Показано, что по сравнению с прибором, описанным в разделе 4.1, используемые в данном радиоспектрометра конструкция газовой ячейка и методика регистрации спектров позволяют на порядок погасить напряженность штарковского поля и в еще большей степени увеличить частоту его модуляции, в результате чего чувствительность радиоспектрометра возрастает приблизительно на два порядка.
5.3. Выполнен расчет амплитуда сигнала на выходе датчика статической диэлектрической восприимчивости газа при насыщении спектральных линий. Показано, что амплитуда сигнала более чем на порядок превышает аналогичную величину для радиоспектрометра с датчиком диелектрической проницаемости газа на частотах спектральных лшшй, описанного в разделе 4.1.
5.4. Исследовано неоднородное уширение спектральных линий алоктрического резонанса в спвктройетрв с датчиком, статической
диэлектрической восприимчивости газа в штарковском поле. Рассмотрели такие причины неоднородного уширения, как даскретпость структуры электродов в газовой ячейке, краовые эФ1ектц, а также непостоянство^ величины межэлектродпого промежутка вследствие установки электродов с порекосом или из-за искривления поверхности элктродов. Показано, что при выбранных в эксперименте геометрии и размерах электродов и газовой ячейки ударение спектральных лилий, обусловленное дискретностью структуры электродов и' краевыми эффектами, проявляется настолько слабо, что не может оказать существенного влияния даже при наблюдении спектральных линий с относительной шириной ко/у ~ 1СГ6. В отличие от этого нарушения параллельности электродов и искривления их поверхности могут приводить к значительным уширегата и искажениям формн спектральных линий. Установлено, что для регистрация без заметных искажений спектральпых лилий с относительной шириной ЛУ/к погрешность, с которой должно быть выдержано постоянство кк «электродного промежутка в газовой ячейке, может быть оценена с помощью соотношения
А(3/с1 < Лv/v.
При существенном нарушении этого условия вид регистрируемых сигналов электрического резонанса будет определяться не формой спектральных линий, а зависимостью от коорданат ширины гюяэлектродного промежутка в газовой ячейке. Показано, что на практике для наблвдения без искажения спектральных ¡линий, ширина которых ограничена межмолекулярными взаимодействиями, постоянство межэлектродного промежутка должно быть выдержано с точностью порядка 10_2мм, что вполне реально.
5.5. Описаны и проанализированы розулътви
экспериментального исследования спектров электрического резонанса
ацатошггрила по изменению статической восприимчивости газа в штарковском поло при насыщении спектральных линий. Показано, что интенсивность, ширина и степень насыщения наблюдаема спектральных линий, а также достигнутый выигрыш в чувствительности по сравнении с радиоспектрометром, описанным в раздело 4.1, хорошо согласуются с расчетными значениями.
5.6. Рассмотрен вопрос о предельной чувствительности методики регистрации спетров алектрического резонанса с помощью датчика статической диэлектрической восприимчивости. Показано, что использование в эксперименте высокочастотной модуляции штарковского поля позволяет устранить снижение чувствительности,
обусловленное сейсмическими и акустическими вибрациями. Вследствие
»
этого чувствительность радиоспектрометра шжет быть ограничена лишь фдуктуациями поляризации газа и электрическими фяуктуацняш в колебательном контуре датчика и усшштельн'й схеме. Исследовано влияние этих факторов на чувствительность радиоспектрометра и установлено, что определяющую роль играют электрические фшуктуации, ограничивающие минимальное обнарукимоа изменение поляризации газа величиной АР0ЮШ^ 10"18Кл/м. Для молркул СНдСЫ это соответствует коэффициенту поглощения в центре дшнша 7 « 3-1СГ9м_*, что по порядку величины близко к чувствительности ^"-рационных методов газовой радиоспектроскопии.
5.7. Проанализированы возможности практического использования метода электрического резонанса для исследования структуры и определения параметров молекул. Показано, что анализ спектров алектрического резонанса позволяет определять дипсльйые моменты молекул и характерные времена межмолекулярных взаимодействий, а также исследовать внутренние взаимодействия в молекулах (квадрупольное и магнитное взаимодействие спина ядра
молекулы с ео вращательным моментом) в тех случаях, когда они достаточно велики. • Раскрыты основные преимущества метода электрического резонанса по сравнении с другими методами газовой радиоспектроскопии: универсальность, т.е. возможность исследования широкого круга веществ, а также молекул в различных квантовых состояниях с помощью одного прибора без необходимости перестройки его высокочастотных узлов, а также малое допплеровское уширешга линий.
В главе 6 описано экспериментальное исследование медленных молекулярных процессов в жидких диэлектриках, выполненное методами диэлектрической спектроскопии, основанными на использовании чувствительных реактивных модуляторов.
6.3. После краткого обзора литературы и обсуждения требований, ' предъявляемых к . приборам для исследования диэлектрических характеристик вещества па инфраниэютх частотах (разделы 6.1-6.2), приведено описание дизлоктромотрг,, созданного дал исследования зависимости комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в полосе частот от Ю-3Ы до-ТООкГц. Рассмотрена блок-схема и принцип действия прибора, подробно описаны конструкции активного ' преобразователя, измерительной ячейки и системы термостабилизация. Изложено методика калибровки диэлактрометра и приведен анализ погрешностей. Показано, что суммарная погрешность диэлектрометро' при изшронки диэлектрической проницаемости не превышает 0,Z% ко все», диапазон» рабочих чвстот.
6.4. Описан прибор, созданный для исследования медленных процессов в жидкостях методом временной диэлектрической спектроскопии. Прибор предназначен для исследования процессов с характерными временами от единиц до тысяч секунд. Рассмотрена
блок-схема прибора, принцип ого действия, описаны основные узлы прибора: преобразователь заряд-напряжение, измерительная ячейка и стабилизатор температуры, автоматизированная система регистрации данных. Изложат! методики очистки исследуемых веществ от примесей и проведения измерений. Приведен анализ погрешностей. Показано, что суммарная погрешность при измерениях диэлектрической
о
проницаемости может составлять 1-10 за время измерений 1,3-103с.
6.5. Приведены результата контрольных исследований молекулярной поляризуемости четыреххлористого углерода и н-геитана, выполненных в диапазоне частот 1Гц-100кГц с помощь® приборов, описанных в разделах 6.3 и 6.4. Проведено сравнение полученных значений молекулярной поляризуемости исследованных жидкостей с литературными данными. Показано, что прибора, описанные в разделах 6.3 и 6.4, обспечиваюг то значения точности, которые были получены при оценках погрешностей, выполненных в разделах 6.3 и 6.4.
6.6. Изложены результаты исследования частотной зависимости эффективной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков (четыреххлористого углерода и н-гептана) в полосе частот от 10-3Гц до 100 кГц, полученные с помощью диэлектрометра, рассмотренного в расколе 6.3. Описано впервые обнаруженное явление, заключавшееся в значительном (на один-два порядка) увеличении как действительной, так и мнимой частей эффективной диэлектрической проницаемости исследованных жидкостей при понижении частоты в диапазоне от I до Ю-3Гц. Показано, что диэлектрические спектры такого вида могут быть результатом совместного проявления нескольких двбаевскнх областей дисперсии и проводимости исследованных жидкостей для постоянного тока. Проведен анализ полученных диэлектрических
)
спектров. При этом в спектрах чотнреххлористого улерода и н-гептвна обнаружено соответствегаю две и пять областей дисперсии дебаевского типа. Определены соответствующие им времена релаксации и релаксационные силы. Показано. что времена релаксации обнаруженных областей дисперсии лежат в интервале от единиц до тысяч секунд.
6.7. Описано экспериментальное исследование долговременных релаксационных процессов в жидких диэлектриках ( четыреххлористом углероде и н-гептапе), вшюлнетгое методом временной диэлектрической спектроскотш с помощью прибора, описанного в разделе 6.4. Изложен использованный в эксперименте алгоритм обработки функции отклика прибора, позволяющий без применения численного преобразования Фурье определять параметры релаксационных процвссов, паблвдаемых в исследуемом веществе. Алгоритм использован для определения времен релаксации и релаксационных сил. соответствующих процессам, п блвдаемым в четыреххлористом углероде и п-гептане.Показано, что результаты, получение методом временной спектроскопии диэлектриков п методом частотных измерений, хорошо согласуются мв:хду собой.
6.8. Описаны эксперименты по исследованию температурпой зависимости времени диэлектрической релаксации. По результатам этих исследований определеп8 стандартная энтальпия активации АН* процессов, наблюдаемых в диэлектрических спектрах п-гептана и четыреххлористого углерода. Показано, что. найдепше значения стандартной энтальпии активации &Н*=8,4±0,5 кДж/моль для одной из областей диэлектрического спектра четыреххлористого углерода по порядку величины соответствуют реакциям образования и разрыва слабих химических связей в жидкостях.
6.9. Описана методика и приведены результаты исследования
влияния примесей посторонних веществ на ипйранизкочостотлый диэлектрический спектр четыреххлористого углерода. Показало, что каждая из наблвдаемых в диэлектрическом спектре областей дисперсии. появляется вследствие наличия в исследуемом веществе примесей определешюго вида. В ■ частности, дво области дисперсии, наблюдаете в диэлектрическом спектре четыреххлористого углерода, появляются вследствие содержания в этом веществе примесей поверхностно-активных веществ и тетрахлорэтилена. Исследована зависимость параметров областей дисперсии в диэлектрическом спектре четыреххлористого углерода от концентрации соответствующей примеси. Обнаружено, что при малом содержании примесей увеличение их концентрации может оказывать чрезвычайно сильное влияние на интенсивность соответствующих областей дисперсии и эквивалентную диэлектрическую проницаемость исследуемого вещества напкфрапизких частотах. Например, увеличение концентрации примеси тетрахлорэтилена на 0,01% вызывает рост интенсивности соответствующей области дисперсии в пять раз, а увеличение концентрации поверхностно-активных веществ на 0,001% вызывает рост интенсивности соответствующей области дисперсии в 7 раз. При атом эффективная диэлектрическая прницаемость четыреххлористого углерода с этими примесями на частотах порядка 10_3Гц возрастает ии два порядка по сравнению с ее значением для области частот у>100Гц. При дальнейшем увеличении концентрации примесей их влияние на параметры диэлектрического спектра ослабляется.
6.10. После краткого обзора работ по исследованию медленных молекулярных процессов, которые могли бы вызывать наблвдаемыв ваш инфранизкочастотные области аномальной дисперсии в диэлектрических спектрах н-гептана и четыреххлористого углерода, изложена гипотеза, объчсняпцая всю совокупность экспериментально
наблюдаемых особенностей диэлектрических спектров. В соответствии с этой гипотезой при заполнении измерительного конденсатора исследуемой жидкостью некоторые примеси имеют тенденцию адсорбироваться на поверхности электродов, в результате чего вблизи электродов формируются слои жидкости с различными величинами диэлектрической проницаемости и проводимости. Таким образом, жидкость в конденсаторе становится пространственно неоднородной. Нарушение однородности диэлектрика в измерительном конденсаторе приводит в действие механизм объемной максвелловской поляризации, который и вызывает появление областей дисперсии дебаевского типа в диэлектрическом спектре. Показано, что предложенная гипотеза объясняет не только механизм появления инфранизкочастотных областей дисперсии в диэлектрических спектрах жидкостей, по и наблюдаемые в эксперименте зависимости параметров областей дисперсии от вида примесей и их концентрации, в также от температуры.
В конце раздела предложено использовать обнаруженные сильные зависимости параметров инфранизкочвстотного спектра от вида примесей и их концентрации в целях исследования явления адсорбции из растворов, для контроля чистоты химических веществ и химического анализа.
Основные результаты и выводы работы
1. Разработаны методы существенного (на один-два порядка) повышения коэффициента передачи, расширения полосы пропускания и улучшения стабильности работы реактивных модуляторов.
2. Предложен и реализован асинхронный емкостный электродвигатель с нелинейной резонансной цепью накачки, позволяющий осуществить непосредственное преобразование энергии высокочастотного электрического поля в механическую работу.
Получены выражения для оценки мощности» вращающего момента и коэффициента полезного действия двигателя.
3. Предложен новый метод газовой радиоспектроскопии - метод электрического резонанса, заключающийся в исследовании спектральных линий, соответствующих квантовым переходам мезду соседними штарковскими подуровнями, получающимися вследствие штарковского расщепления вращательных уровней энергии. Показано, что этот метод обладает широкой универсальность», ■ позволяя исследовать спектры различных веществ без перестройки высокочастотных узлов прибора.
4. Применительно к газам, состоящим из молекул типа симметричного волчка и линейных молекул, находящихся в выроаденши колебателышх состояниях изгиба, получены выражения для частотной зависимости комплексной диэлектрической проницаемости в области спектральных линий электрического резонанса. Показано, что спектра электрического резонанса в газе могут регистрироваться о помощью чувствительных емкостных датчиков. Найдены соотношения для расчета резонансных значений расщепляющего поля и интенсивностей данкй электрического резонанса через параметру молекул газа, напряженности внешних полей, давление и температуру.
5. Разработаны две методики экспериментального исследования явл-.-аяя электрического резонанса в газе. Одна из них основана на регистрации сопровождающих квантовый. переход изменений диэлектрической проницаемости газа на частоте квантовых переходов, другая - на регистрации сопровождающих квантовый переход изменений статической поляризаций газа в штарковском поле при насыщении спектральных линий. Использование этих методик дает возможность создавать радиоспектрометры электрического резонанса, позволяющие исследовать спектры различных газов или спектры молекул.
находящихся в различных квантовых состояниях, без перестройки высокочастотных узлов прибора.
6. Исследованы искажения сигналов электрического резонанса вследствие неоднородности электрических полей в газовой ячейке спектрометра. Проведена оценка факторов, определяющих фундаментальные ограничения на чувствительность радиоспектрометров электрического резонанса. Проанализированы возможности применения метода радиоспектроскопии электрического резонанса для исследования структуры и определения параметров молекул. Проведено сравнение возможностей метода спектроскопии электрического резонанса и других методов газовой радиоспектроскопии. Показано, что по сравнению с другими методами спектроскопия электрического резонвнса выгодно выделяется своей универсальность^.
7. Создан оригинальный автоматизированный измерительный комплекс, позволяющий получать информации о инфранизкочастотном диэлектрическом спектре жидких диэлэктриков тибо путем непосредственного исследования частотной зависимости e(w) в диапазоне частот 10 +10 Гц, либо методом временной спектроскопия диэлектриков в области частот 10 +1 Гц. Измерительный комплекс обеспечивает во всем диапазоне частот точность не хуже
<Ae/eW 2'10"3-
8. Исследованы диэлектрические спектры четыреххлористого
-3 5
углерода и н-гептана в полосе частот 10 +10 Гц. Впервые обнаружены области интенсивной аномальной дисперсии аф!8Ктивной диэлектрической проницаемости этих жидкостей на гофвнизких частотах v<I Гц. Показано, что наблюдаемые в этой области частот диэлектрические спектры могут быть описаны как совокупное проявление нескольких простых областей дисперсии дебаевского thlo и проводимости исследуемых жидкостей.
9. Исследовано влияние концентрации, диэлектрической проницаемости и проводимости примесей на наблвдаемый диэлектрический спектр четыреххлористого углерода и н-гептапа. Установлено, что наличие областей дисперсии в инфранизкочастотных диэлектрических спектрах этих жидкостей обусловлено присутствием в них примесей определенного вида. Показано, что области дисперсии с большой релаксационной силой вызываются только примесями, проводимость которых меньше проводимости основного вещества.
10. Предложено объяснение особенностей диэлектрических
спектров исследованных жидкостей (четыреххлористого углерода и
-3
н-гептана) в диапазоне частот 10 +1 Гц на основе представлений об адсорбции примесей на поверхности электродов измерительного конденсатора, что приводит к разделению жидкости на ряд слоев с различными электрическими свойствами и объемной поляризации, сопровождающейся появлением в диэлектрнчв',ком спектре . областей дисперсии дебаевского типа.
Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:
1. Белов A.A., Алем Л. О переходных процессах в парамэгрических видеоусилителях.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1969, Jfö, с.70-74.
Еэлов A.A. Исследование насыщения параметрических усилителей типа модулятор-демодулятор.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1968, J62, с.69-75. 3. Белов A.A. О коэффициенте шума трехчастотного реактивного модулятора на нелинейной емкости.-Третья всесоюзная межвузовская конференция по теории и методам расчета нелинейных электрических цепей и систем. Тезисы докладов. Изд. ФАН Уз.ССР,Ташкент, 1967,с.52-53.
4. Белов A.A..Карасев М.Д. О коэффициенте шума реактивного
модулятора на нелинейной емкости.-Радиотехника и электроника, 1987, T.I2, выпЛО, с.1830-1831.
5. Белов A.A. Исследование параметрических видеоусилителей с
негармонической накачкой.-Радиотехника и электроника, 1969, T.I4, вып.2, с.294-298.
6. Белов A.A. Параметрический видеоусилитель, использующий явление слабого параметрического резонанса.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1969, Jf2, с.31-37.
7. Белов A.A., Горковенко А.И. Исследование стабильности и
шумовых свойств параметрического видеоусилителя с. бигармонической накачкой.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1973, с.265-269.
8. Белов A.A. Сверхрегенеративный параметрический видеоусилитель. -Радиотехника и электроника, 1971, т. 16, вып. 10, с.1816-1821.
9. Белов A.A..Чернятин Ю.И. Сверхрегенеративный параметрический видеоусилитель, использующий нелинейный резонанс.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1970, М, с.426-431.
10. Белов A.A..Карасев М.Д. Модуляционный резонансный усилитель напряжения видеосигналов на нелинейной • емкости.- Вопросы радиоэлектроники, сер.IX - техника телевидения, 1966, вып.З, с.3-13.
11. Белов A.A. Емкостный электродвигатель.- ,А.С. СССР, >«250272, • опубл. 12.08.1969, Бюллетень Д26.
12. Белов A.A..Карасев М.Д..Русанов Н.В. Электрический резонвнс в гвзе.- Письма в ЖЭТФ, 1978, т.28, вып. II, с.669-672.
13. Белов A.A., Русанов Н.В.,Щетинин М.В. О возможности нвблвдения электрического резонанса в газе из линейных молекул.- Вестник
Московского Университета, сер.З, 1980, т.21, *4, с.73-76.
14. Белов A.A..Русанов Н.В. Чувствительный емкостный датчик.-Известия вузов. Радиоэлектроника, 1980, т.23, Ji7, с.101-103.
15. Белов A.A., Русанов Н.В. Электрический динольный резонанс в газе.-Вестник Московского Университета, сер.З, 1980, т.21, *3, с. 30-37.
16. Белов A.A..Русанов Н.В. Электрический резонанс в полярных диэлектриках.- 4-ая Всесоюзная научно-техническая "конференция по методам и средствам измерений электромагнитных характеристик радиоматериалов на ВЧ и СВЧ. Тезисы докладов., СНИИМ, Новосибирск 1979г.
17. Белов A.A., Ванюков С.П., Русанов Н.В, Система электродов для
создания однородных скрещенных электрических полей.- Вестник Московского Университета, сер.З, 1981, т.22, *5, с.26-31.
18. Белов A.A. Радиоспектрометр,- A.C. 1569684 СССР//Б.И. 1990,
J62I, с.180.
19. Белов A.A. Новый метод регистрации электрического резонанса в
газе.- МГУ, физический факультет, препринт J§6/I99Ir.-5c.
20. Белов A.A. Радиоспектрометр электрического резонанса.-Радиотехника и электроника, 1992, т.37, вып.Г, с.150-156.
21. Белов A.A., Бонч-Вруевич В.В., Яминский И.В. О возможности
наблюдения электрического дшюльного резонанса по изменению статической поляризации.- ЖФХ, 1985, т.59, *4, с.1049-1051.
22. Белов A.A., Яминский И.В. Эффект Штарка первого порядка в
спектрах двухатомных молекул, адсорбированных на. поверхности металла.- Поверхность: физика, химия, механика, 1985, Ю, с.147-149.
23. Белов A.A., Яминский И.В. Чувствительный радиоспектроскоп для
регистрации спектров поглощения по изменению статической
поляризации методом емкостного датчика.-Москва, 1985, деп. в ВИНИТИ $3758-85 от 30.05.85.
24. Белов A.A.. Хвостиков В.А. Широкополосный диэлектрический
спектрометр.- ПТЭ, 1984, JE4, с. 123-124.
25. Белов A.A., Хвостиков В.А. Емкостная ячейка для диэлектрического спектрометра.- Известия вузов. Радиоэлектроника. 1984, Т.27, Й9, С. 79-81.
26. Белов A.A., Хвостиков В.А. Широкополосный диэлектрический
спектрометр.- В сб. Новые приборы, устройства, методические материалы и технологические процессы, разработанные учеными МГУ, предлагаемые для внедрения в народное хозяйство и пауку.-М.: Изд. МГУ, 1984, с.13.
27. Белов A.A., Потемкин В.В.. Усанов A.A., Щетинин М.В. Инфранизкочастотный импульсный диэлектрический спектрометр.-Деп. ВИШНИ 8.08.1985г., № 5949-85, -28с.
28. Белов A.A., Сафонов В.А., Хвостиков В.А. Диэлектрические
свойства н-гептана в облэсти сверхнизких частот.- ЖФХ, T.LX, JS5, 1986, C.I253-I255.
29. Белов A.A., Бонч-Бруевич В.В. Мощный стабилизатор температуры
с низким уровнем помех.- ПТЭ, 1986, Ю, с.228-229.
30. Белов A.A., Усанов A.A., Щетинин М.В. Исследование механизмов
поляризации жидких диэлектриков в электрическом поле между проводящими электродами.- Вестник Московского Университета, сер.З, 1989, т.30, JH, с.54-57.
31. Белов A.A., Шахпаронов М.И. Сверхнизкочастотная диэлектрическая радиоспектроскопия жидкостей.- ЖФХ, 1987, T.LXI, ВЫП. 10, с.2848-2849.
32. Белов A.A., Бонч-Бруевич В.В. Природа аномальной диэлектрической дисперсии четыреххлористого углерода но
инфранизких частотах.- Радиотехника и электроника, 1991, т.36 №. с.1589-1592.
33. Белов A.A., Бонч-Бруевич В.В. Инфрапизкочастотный
*
диэлектрический спектрометр.- ПТЭ, 1991, JO, с.170-172.