Распространение электромагнитных волн в полом волноводе постоянного сечения

липидов, толщина бислоя, величина давления в плоскости мембраны, необходимая для поддержания удельной площади на поверхность липида в пределах известных из эксперимента оценок. Использование данного МД-протокола позволяет получить стабильные структуры и приводит систему к квазиравновесному состоянию, что допускает дальнейшее изучение рассматриваемых систем.

Вычислительные расчеты выполнены с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса СВФУ «Ариан Кузьмин». Работа выполнена при финансовой поддержке Научно-образовательного фонда поддержки молодых ученых Республики Саха (Якутия) (№ 2014-01-0008) в рамках выполнения государственной работы «Обеспечение проведения научных исследований». Список использованной литературы:

1. T. J. Jegla, C. M. Zmasek, S. Batalov, S. K. Nayak, "Evolution of the human ion channel set.," Comb. Chem. High Throughput Screen., vol. 12, no. 1, pp. 2-23, Jan. 2009.

2. J. P. Overington, B. Al-Lazikani, A. L. Hopkins, "How many drug targets are there?," Nat. Rev. Drug Discov., vol. 5, no. 12, pp. 993-6, Dec. 2006.

3. G. Bernard, M. I. Shevell, "Channelopathies: a review.," Pediatr. Neurol., vol. 38, no. 2, pp. 73-85, Feb. 2008.

4. L. A. Pardo, C. Contreras-Jurado, M. Zientkowska, F. Alves, W. Stuhmer, "Role of voltage-gated potassium channels in cancer.," J. Membr. Biol., vol. 205, no. 3, pp. 115-24, Jun. 2005.

5. G. Hassaine, C. Deluz, L. Grasso, R. Wyss, M.B. Tol, R. Hovius, A. Graff, H. Stahlberg, T. Tomizaki, A. Desmyter, C. Moreau, X.D. Li, F. Poitevin, H. Vogel,. H. Nury, "X-ray structure of the mouse serotonin 5-HT3 receptor.," Nature, vol. 512, pp. 276-281, 2014.

6. H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. van Gunsteren, A. DiNola, J. R. Haak, "Molecular dynamics with coupling to an external bath," J. Chem. Phys., vol. 81, no. 8, p. 3684, 1984.

7. M. Gordon, M. Schmidt, "Advances in electronic structure theory: GAMESS a decade later," pp. 1167 - 1189, 2005.

8. B. Hess, C. Kutzner, D. van der Spoel, E. Lindahl, "GROMACS 4: Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation," J. Chem. Theory Comput., vol. 4, no. 3, pp. 435-447, Mar. 2008.

9. E. Fahy, S. Subramaniam, R. C. Murphy, M. Nishijima, C. R. H. Raetz, T. Shimizu, F. Spener, G. van Meer, M. J. O. Wakelam, E. A. Dennis, "Update of the LIPID MAPS comprehensive classification system for lipids.," J. Lipid Res., vol. 50 Suppl, pp. S9-14, Apr. 2009.

10. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, M. L. Klein, "Comparison of simple potential functions for simulating liquid water," J. Chem. Phys., vol. 79, no. 2, p. 926, 1983.

11 S. K. Kandasamy, R. G. Larson, "Molecular dynamics simulations of model trans-membrane peptides in lipid bilayers: a systematic investigation of hydrophobic mismatch.," Biophys. J., vol. 90, no. 7, pp. 2326-43, Apr. 2006.

12 J. F. Nagle, "Area/lipid of bilayers from NMR," Biophys. J., vol. 64, no. 5, pp. 1476-81, May 1993.

13 K. V. Shaitan, K. B. Tereshkina, a. S. Kitaev, E. B. Tereshkin, O. V. Levtsova, M. Y. Antonov, M. P. Akimov, I. N. Nikolaev, "Conformational transitions in the nootropic peptide semax (MEHFPGP) and its N-terminal modifications," Biophysics (Oxf)., vol. 53, no. 2, pp. 121-124, Aug. 2008.

© Антонов М.Ю., Прокопьев Г.А., 2015

УДК 537.86

Ермилов Николай Владимирович

студент 4 курса физико-математического факультета СФ БашГУ, г. Стерлитамак, РФ E-mail: ermilov. nikolai. vladimirovich@gmail. com

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫ1Х ВОЛН В ПОЛОМ ВОЛНОВОДЕ

ПОСТОЯННОГО СЕЧЕНИЯ

Аннотация

В статье описан процесс распространения электромагнитных волн в полом волноводе постоянного

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11/2015 ISSN 2410-700Х_

сечения. Подробно рассмотрен процесс попадания плоской волны в вакууме на идеальную отражающую металлическую плоскость. Проанализированы перспективы исследований в области разработки новых отражающих материалов для внутреннего покрытия проводящего канала.

Ключевые слова

Полый волновод, постоянное сечение, проводящий канал, электромагнитная волна,

плоская волна, диапазон волн.

Распространение электромагнитных волн в волноводе - это процесс, безусловно представляющий сегодня огромный научно-практический интерес.

Для того чтобы лучше понять и изучить явления в полых волноводах постоянного сечения, необходимо ясно представлять весь принцип распространения электромагнитных волн.

В начале XX века появилась необходимость в значительном увеличении частоты применяемых в радиотехнике волн. Это было нужно для получения излучения высокой направленности и повышения информационной емкости каналов связи. Помощью в решении этой проблемы стало появление металлических трубок прямоугольной, цилиндрической и других форм, называемых волноводами. Само существование процесса распространения волн в волноводах было доказано еще в конце XIX века, но практическое применение данное явление нашло несколько позже.

Наиболее часто под термином «волновод» подразумеваются металлические трубки, предназначенные для передачи энергии электромагнитных волн диапазонов СВЧ и КВЧ. Такой волновод — линия передачи, имеющая одну или несколько проводящих поверхностей, с поперечным сечением в виде замкнутого проводящего контура, охватывающего область распространения электромагнитной энергии [1, с. 21].

Главная особенность волновода заключается в том, что в нем могут распространяться электромагнитные волны, длина которых меньше или сравнима с характерным поперечным размером волновода. Это обуславливает применение волноводов главным образом в области сверхвысоких частот. Так же немаловажным плюсом волноводов, являются малые потери энергии.

Полый волновод - цилиндрический или изогнутый канал, внутри которого могут распространяться электромагнитные волны. Чаще всего используют волноводы прямоугольных и круговых сечений (прямоугольные и круглые волноводы).

Возможность существования волн внутри металлической трубки была теоретически установлена лордом Рэлеем (Джоном Уильямом Стреттом) ещё в конце XIX века. Широкое развитие волноводной техники связано с освоением сантиметрового диапазона волн в конце 30-х годов XX века [2, с. 95]. В настоящее время волноводы применяют также и для волн дециметрового и миллиметрового диапазонов. Механизм распространения волн в канале обусловлен их многократным отражением от его металлических стенок.

Пусть плоская волна падает в вакууме на идеальную отражающую металлическую плоскость x=0, причём электрическое поле E волны параллельно этой плоскости. Суперпозиция падающей и отражённой волн образует плоскую неоднородную волну, бегущую вдоль оси Oz, и стоячую волну вдоль оси Ox: exp(i^t — ikzz) sin(kxx). Здесь kx и kz - проекции волнового вектора k на оси Ox и Oz, ю - частота волны. Узлы стоячей волны (плоскости, на которых Еу=0) расположены на расстояниях x = nrckx 1 (n=0,1,2,3,..). В них можно помещать идеально проводящие тонкие металлические листы, не искажая поле. Подобными листами можно ограничить систему с боков, перпендикулярно линиям Ey [3, с. 174]. Таким образом удаётся построить распределение электромагнитного поля для волны, распространяющейся внутри трубы прямоугольного сечения (прямоугольный волновод). Построение поля путём многократного отражения плоских волн от стенок, поясняющее механизм его распространения в волноводе, называется концепцией Бриллюэна [4, с. 386].

Рисунок 1 - Фотография волновода Сегодня использование волноводов достаточно сильно облегчает задачу по передаче энергии сверхвысоких частот. Волноводы всегда применяются в современных радиолокационных станциях, ускорительной технике элементарных частиц. С помощью полого канала впервые было практически доказано существование реликтового излучения.

Волноводы нашли очень широкое применение в науке и технике. Дальнейшие исследования в данной области, в частности разработка новых отражающих материалов для внутреннего покрытия проводящего канала, могут привести к тому, что потери энергии сверхвысоких частот станут минимальными. Это в свою очередь приведет к качественно новому витку развития как теоретической, так и практической базы в изучении и применении знаний о волнах СВЧ. Список использованной литературы:

1. Лебедев И.В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, М.: Высшая школа, 1970. - 443с.

2. Лебедев И.В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 2, М.: Высшая школа, 1972. - 376с.

3. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П., Справочник по элементам волноводной техники, 2 изд., М.: Советское радио, 1967. - 651с.

4. Харавей А.Ф., техника сверхвысоких частот, т.1-2, пер. с англ., - М.: Советское радио, 1986. - 656с.

© Ермилов Н.В., 2015

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 572.08

Бугаева Кристина Денисовна

Аспирант СурГПУ, г. Сургут, РФ E-mail: kris4450@mail.ru

НАРУШЕНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА У СПОРТСМЕНОВ

РАЗЛИЧНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

Ключевые лова

Спортсмен, опорно-двигательный аппарат, мышечная ткань, физиолого-биомеханический анализ.

Keywords

Aathlete, musculoskeletal system, muscle tissue, physiological and biochemical analysis.

Анализу функционального состояния опорно-двигательного аппарата у представителей различных спортивных специализаций посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных специалистов (П.Ф. Лесгафт, 1905; A.A. Гладышева, 1989; Я.Б. Юдельсон, В.И. Нечаев, 2000; И.Н. Солопов, Е.П. Горбанева, С.Н. Юматова, Т.Ю. Кузнецова, 2007; И.В Суслинова, И.Н. Солопов, Т.Ю. Кузнецова, 2007.

В данный момент все же остается недостаточно изученным влияние занятий спортом на формирование опорно-двигательного аппарата у спортсменов различной специализации.

Однако, как заметил Е.И. Минц (2000), подавляющее большинство подобных работ направлено на расширение существующих представлений о механизмах функционирования мышечной ткани в специфических условиях различной спортивной деятельности (H.A. Бернштейн, 1966; Я.М. Коц, 1967; Дж. Бендалл, 1970; М.Е. Зимкин, 1975; B.C. Гурфинкель, Ю.С. Левин, 1985; Р.М. Городничев, В.И. Тхоревский, 1993; Дж.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл, 1997).

Те же исследования, касающиеся физиолого-биомеханического анализа функционирования опорно-двигательного аппарата у квалифицированных спортсменов с позиции обратимых нарушений положения позвоночника и костей таза, ограничения подвижности в различных регионах позвоночника, а также изменений тонусно-силовых характеристик отдельных мышц и мышечных групп носят единичный характер (Е.И. Минц, 2000).

О необходимости создания, отсутствующей в спортивной травматологии, мощной физиологической базы профилактики, имея в виду разнообразные варианты относительной слабости различных звеньев опорно-двигательного аппарата у спортсменов, писал и Н.А. Бернштейн в своей последней работе. (Е.И. Минц, 2000).

За последние годы в связи с обострением данной проблемы значительно расширился диапазон теоретико-методических работ как в медико-биологической, так и в физкультурно-педагогической сферах (Ф.А. Иорданская, 2000; Н.В. Рубштейн, 2001; Г.Б. Барданов, 2008).

В условиях спортивной тренировки, когда происходит долговременная адаптация организма к физическим нагрузкам, имеют место морфофункциональные сдвиги в состоянии опорно -двигательного аппарата

В ряде случаев нарушения опорно-двигательного аппарата возникают при многолетних занятиях определёнными видами спорта, когда учебно-тренировочные занятия проводятся без учёта анатомо -физиологических особенностей растущего организма с использованием большого количества однообразных физических нагрузок (В.А. Бороненко, 2002; Ю.Г. Татур, 2004).

Особенно неблагоприятно это сказывается в пубертатный период, когда и происходит формирование и рост опорно-двигательного аппарата (А.А. Потапчук, М.Д. Дидур, 2001).