Магнитостатические волны
Магнитостати́ческие во́лны, волны в магнитоупорядоченных веществах, связанные с колебаниями намагниченности , спектр которых определяется взаимодействием намагниченности с порождаемым ею магнитостатическим полем напряжённостью (магнитостатическое взаимодействие). Магнитостатические волны существуют в диапазоне длин волн где – параметр обменного взаимодействия, – намагниченность насыщения, – диэлектрическая проницаемость среды, – скорость света, – собственная частота магнитостатических волн.
Для описания свойств магнитостатических волн используют уравнение Ландау – Лифшица, в которое входит и постоянное стороннее магнитное поле напряжённостью : ( – магнитомеханическое отношение), и уравнения магнитостатики (при отсутствии сторонних токов): где – плотность объёмных магнитостатических «зарядов» (по аналогии с электростатикой). В ограниченных средах на границах учитывают также непрерывность тангенциальной и нормальной к поверхности образца составляющих напряжённости и индукции магнитного поля соответственно. Этим учитываются поверхностные «заряды» где – единичный вектор нормали к поверхности раздела. Таким образом, поля, обусловливающие свойства магнитостатических волн, отличны от нуля только при и .
В безграничной среде закон дисперсии магнитостатических волн (зависимость частоты от волнового вектора ) не зависит от , а зависит только от угла между векторами и . Частоты этих волн лежат в диапазоне , где ,
В плёнках (пластинах) в зависимости от взаимной ориентации векторов и существуют поверхностные и внутриобъёмные магнитостатические волны. Последние подразделяются на прямые внутриобъёмные и обратные внутриобъёмные магнитостатические волны. Все магнитостатические волны распространяются вдоль поверхности плёнки. Прямые внутриобъёмные магнитостатические волны возникают при и существуют в диапазоне частот , где ; их собственные частоты растут с ростом , так что их групповая скорость . Обратные внутриобъёмные магнитостатические волны возникают при и существуют в диапазоне частот ; их собственные частоты уменьшаются с увеличением , и групповая скорость отрицательна. Поверхностные магнитостатические волны (т. н. волны Деймона и Эшбаха) существуют в касательно намагниченной плёнке в области частот .
Магнитостатические волны возникают также в магнитоупорядоченных стержнях, а магнитостатические колебания (т. н. моды Уокера) – в малых частицах.
Магнитостатические волны могут взаимодействовать со спиновыми и звуковыми волнами. Затухание магнитостатических волн зависит от конкретных свойств магнитных материалов. Наилучшими в этом отношении являются плёнки иттриевого феррита-граната, где затухание может составлять 15–25 дБ/мкс. Для возбуждения и приёма магнитостатических волн применяют микрополосковые линии. Магнитостатические волны перспективны для использования в устройствах обработки СВЧ-сигналов.