Имитатор комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа ав

Полезная модель относится к системам управления и может быть использована в молекулярной физике и физической химии для расчета показателя преломления и дальнейшей визуализации молекулярно-атомарной структуры вещества. Задача полезной модели направлена на создание устройства имитации комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа AB для возможности расчета энергетических характеристик вещества. Решение задачи достигается за счет создания модели, которая представляет собой описание замкнутой линейной системы управления с основной отрицательной обратной связью и внутренними перекрестными связями. При этом кристалл представляется в виде совокупности взаимодействующих заряженных частиц, электрическая поляризация каждой из которых описывается уравнениями вынужденных гармонических колебаний с трением. Сущность полезной модели заключается в том, что имитатор комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа АВ включает блок генерирования входного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока суммирования, а выход последнего подключен ко входу блока усилителя со значением -1, где - диэлектическая проницаемость в видимой части оптического спектра, ко входу функционального блока со значением E₀ (s)/E(s), а так же ко входам каждого из двух параллельно соединенных блоков усилителей со значениями и соответственно, где q₁, q₂ - заряды ионов, m₁, m₂ - массы ионов, при этом выход блока усилителя со значением -1 подключен ко второму входу второго блока суммирования, в свою очередь выход блока усилителя со значением связан с первым входом пятого блока суммирования, выход которого соединен с входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи отрицательного иона, а выход последнего подключен к первому входу третьего блока суммирования и ко входу блока множителя со значением -, где A - постоянная Моделунга, ₀₂ - частота собственных колебаний отрицательного иона, причем выход этого блока усилителя подключен к первому входу четвертого блока суммирования, второй вход которого связан с выходом блока усилителя со значением , а выход - со входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи положительного иона, выход последнего, в свою очередь, подключен ко второму входу третьего блока суммирования, и ко входу блока усилителя со значением , где ₀₁ - частота собственных колебаний положительного иона, а выход этого блока усилителя подключен ко второму входу пятого блока суммирования, при этом выход третьего блока суммирования связан со входом блока усилителя с коэффициентом , где N эквивалентно концентрации частиц, выход которого соединен со входом блока усилителя с коэффициентом , где ₀ - электрическая постоянная, выход последнего подключен к первому входу второго блока суммирования, выход которого, в свою очередь, связан со вторым входом первого блока суммирования, при этом выход блока генерирования входного сигнала соединен с функциональным блоком со значением E₀(s)/E(s), выход которого подключен к функциональному блоку со значением , а выход последнего - ко входу осциллографа.

Полезная модель относится к системам управления и может быть использована в молекулярной физике и физической химии для расчета показателя преломления и дальнейшей визуализации молекулярно-атомарной структуры вещества.

В результате проведения патентно-информационного поиска аналогов выявлено не было.

Задача полезной модели направлена на создание устройства имитации комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа AB для возможности расчета энергетических характеристик вещества.

Решение задачи достигается за счет создания модели, которая представляет собой описание замкнутой линейной системы управления с основной отрицательной обратной связью и внутренними перекрестными связями. При этом кристалл представляется в виде совокупности взаимодействующих заряженных частиц, электрическая поляризация каждой из которых описывается уравнениями вынужденных гармонических колебаний с трением.

Сущность полезной модели заключается в том, что имитатор комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа AB включает блок генерирования входного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока суммирования, а выход последнего подключен ко входу блока усилителя со значением -1, где - диэлектическая проницаемость в видимой части оптического спектра, ко входу функционального блока со значением E₀ (s)/E(s), а так же ко входам каждого из двух параллельно соединенных блоков усилителей со значениями и соответственно, где q₁, q₂ - заряды ионов, m₁, m₂ - массы ионов, при этом выход блока усилителя со значением -1 подключен ко второму входу второго блока суммирования, в свою очередь выход блока усилителя со значением связан с первым входом пятого блока суммирования, выход которого соединен с входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи отрицательного иона, а выход последнего подключен к первому входу третьего блока суммирования и ко входу блока множителя со значением , где A_М - постоянная Моделунга, ₀₂ - частота собственных колебаний отрицательного иона, причем выход этого блока усилителя подключен к первому входу четвертого блока суммирования, второй вход которого связан с выходом блока усилителя со значением , а выход - со входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи положительного иона, выход последнего, в свою очередь, подключен ко второму входу третьего блока суммирования, и ко входу блока усилителя со значением , где ⁰¹ - частота собственных колебаний положительного иона, а выход этого блока усилителя подключен ко второму входу пятого блока суммирования, при этом выход третьего блока суммирования связан со входом блока усилителя с коэффициентом , где N эквивалентно концентрации частиц, выход которого соединен со входом блока усилителя с коэффициентом , где ₀ - электрическая постоянная, выход последнего подключен к первому входу второго блока суммирования, выход которого, в свою очередь, связан со вторым входом первого блока суммирования, при этом выход блока генерирования входного сигнала соединен с функциональным блоком со значением E₀(s)/E(s), выход которого подключен к функциональному блоку со значением , а выход последнего - ко входу осциллографа.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре представлена блок-схема имитатора комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа AB, в которую входят: 1 - блок генерирования входного сигнала E₀, соответствующего напряженности внешнего поля (в общем случае это синусоидальный сигнал ; 2 и 3 - первый и второй блоки суммирования; 4 - блок усилителя с коэффициентом ; 5 - блок усилителя с коэффициентом N; 6 - третий блок суммирования; 7-8 - блоки множителей со значениями и соответственно; 9-10 - блоки формирователей передаточных характеристик ионной связи положительного и отрицательного иона соответственно; 11-12 - четвертый и пятый блоки суммирования; 13-14 - блоки множителей со значениями и соответственно; 15 - блок усилителя со значением -1, 16 - функциональный блок со значением E₀ (s)/E(s); 17 - функциональный блок со значением ; 18 - осциллограф; n(s) - сигнал на выходе системы, соответствующий комплексному показателю преломления.

Принимая во внимание, что динамика процесса упругой ионной поляризации описывается уравнениями:

где ₁(t), ₂(t) - наведенные дипольные моменты соответствующих частиц;

₀₁, ₀₂ и ₁, ₂ - частоты собственных колебаний и коэффициенты их затухания;

q₁, q₂ и m ₁, m₂ - заряды и массы ионов;

p - показатель степени в потенциале отталкивания Борна;

A_М - постоянная Маделунга кристаллической решетки;

E₀(t) и E(t) - функции напряженности внешнего и эффективного полей;

- диэлектическая проницаемость в видимой части оптического спектра;

₀ - диэлектическая проницаемость вакуума;

N - эквивалентно концентрации частиц. Система функционирует следующим образом.

Сигнал с выхода блока генерирования входного сигнала 1 поступает на первый вход первого блока суммирования 2 и на вход функционального блока 16 со значением E₀ (s)/E(s). Сигнал с выхода первого блока суммирования 2 поступает на входы каждого из двух параллельно соединенных блоков множителей 13 и 14 со значениями и соответственно, на вход блока множителя 16 со значением E₀(s)/E(s), а также на вход блока усилителя 15 со значением -1. Сигнал с выхода блока усилителя 15 поступает на первый вход второго блока суммирования 3. Сигнал с выхода блока усилителя 14 со значением подключен к первому входу пятого блока суммирования 12, сигнал с выхода которого направлен на вход блока 10, формирующего передаточные характеристики ионной связи отрицательного иона, а сигнал с его выхода поступает на первый вход третьего блока суммирования 6 и на вход блока усилителя 8 со значением .

Сигнал с выхода этого блока поступает на первый вход четвертого блока суммирования 11. На второй его вход поступает сигнал с выхода блока усилителя 13 со значением . А сигнал с выхода четвертого блока суммирования 11 поступает на вход блока 9, формирующего передаточные характеристики ионной связи положительного иона, выход которого подключен ко второму входу третьего блока суммирования 6 и ко входу блока усилителя 7 со значением, сигнал с выхода которого подключен ко второму входу пятого блока суммирования 12. Сигнал с выхода третьего блока суммирования 6 поступает на вход блока усилителя 5 с коэффициентом ТУ, а сигнал с его выхода поступает на вход блока усилителя 4 с коэффициентом , выход которого подключен ко второму входу второго блока суммирования 3, а его выход соединен со вторым входом первого блока суммирования 2. Сигнал с выхода функционального блока 16 поступает на вход функционального блока 17 со значением , а сигнал с его выхода - на осциллограф.

Технический результат использования полезной модели заключается в создании устройства имитации комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа AB, сформированной на базе кибернетического описания их упругой ионной поляризации. На основании представленной полезной модели возможен расчет энергетических характеристик вещества.

Данное устройство может быть реализовано промышленным способом на основе стандартной элементной базы.

Имитатор комплексного показателя преломления электромагнитного поля света кристаллами типа АВ, включающий блок генерирования входного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока суммирования, а выход последнего подключен ко входу блока усилителя со значением где - диалектическая проницаемость в видимой части оптического спектра, ко входу функционального блока со значением а также ко входам каждого из двух параллельно соединенных блоков усилителей со значениями и соответственно, где q₁, q₂ - заряды ионов, m₁, m₂ - массы ионов, при этом выход блока усилителя со значением подключен ко второму входу второго блока суммирования, в свою очередь выход блока усилителя со значением связан с первым входом пятого блока суммирования, выход которого соединен с входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи отрицательного иона, а выход последнего подключен к первому входу третьего блока суммирования и ко входу блока множителя со значением , где А_M - постоянная Моделунга, ₀₂ - частота собственных колебаний отрицательного иона, причем выход этого блока усилителя подключен к первому входу четвертого блока суммирования, второй вход которого связан с выходом блока усилителя со значением , а выход - со входом блока, формирующего передаточные характеристики ионной связи положительного иона, выход последнего, в свою очередь, подключен ко второму входу третьего блока суммирования и ко входу блока усилителя со значением , где ₀₁, - частота собственных колебаний положительного иона, а выход этого блока усилителя подключен ко второму входу пятого блока суммирования, при этом выход третьего блока суммирования связан со входом блока усилителя с коэффициентом N, где N эквивалентно концентрации частиц, выход которого соединен со входом блока усилителя с коэффициентом где ₀ - электрическая постоянная, выход последнего подключен к первому входу второго блока суммирования, выход которого, в свою очередь, связан со вторым входом первого блока суммирования, при этом выход блока генерирования входного сигнала соединен с функциональным блоком со значением выход которого подключен к функциональному блоку со значением а выход последнего - ко входу осциллографа.