Небольшое, но приятное дополнение к пункту 7 (см. выше):
7. Что ожидается от такой принудительной синхронизации N-го количества возбужденных в "катухе" собственных колебательных мод?
Следует отметить радикальное отличие условий работы резонатора в лазерных системах оптического диапазона и для случая (катушки/системы катушек) радиочастотного диапазона. Суть этого отличия состоит в отсутствии "активной" материальной среды. К чему это приводит?
В лазерной оптике количество возбуждаемых продольных мод задается максимальной шириной полосы усиления в "активной" среде. Если ширина такой полосы 3000 МГц, а частотное расстояние между продольными модами 300 МГц (резонатор длиной 0.5 м), то максимальное число возбуждаемых продольных мод не превышает 3000/300 = 10 шт.То есть "активная" среда является своеобразным ограничителем количества продольных колебаний, возбуждаемых в оптическом резонаторе. И ограничителем выступает спектральная ширина рабочих квантовых переходов, на которых выполняется лазерная генерация.
Для "катухи" ситуация в корне отличается. Здесь нет такого ограничения на количество возможных продольных гармоник. Как вы знаете, с ростом частоты, поле "вылезает" наружу провода. Поэтому, если условно разделить собственные резонансные колебания катушки на низкочастотную и высокочастотную часть, то резонатором для низкочастотных колебаний будет выступать сам провод намотки, а для высокочастотных колебаний в роли "резонатора" будет выступать уже весь внутренний объем катушки. Единственным "ограничителем" в таком случае является собственная добротность катушки, как для низкочастотной части собственных колебаний, так и для высокочастотной.
Дальше самое интересное.
Наша приемная "антенна" ("катуха/система катух") получает первоначальное воздействие (в случае с Авизо, это высоковольтный импульс ОЭДС с обмоток двигателя). Как уже говорилось в других пунктах, такое воздействие своими фронтами сформирует какое-то количество N собственных возбужденных гармоник, и практически все они будут принадлежать к "низкочастотной" резонансной части. Что даст принудительная амплитудная модуляция (shorting) нашей "антенны"?
Если в лазерных системах происходит синхронизация всех возбужденных гармоник, то для случая с "антенной", это только НАЧАЛЬНЫЙ этап. Как уже говорил Виктор Григ, амплитудная модуляция приводит к появлению комбинационных частот, отстоящих от основной, на величину частоты модуляции. Соответственно, у каждой возбужденной гармоники появятся частотные "спутники". С какой частотой выполняется амплитудная модуляция в методе синхронизации продольных мод? С частотой равной частотному интервалу между резонансными модами (f = ?? = с/2L) (см. пункт 5). Соответственно, частоты "спутников" для каждой гармоники будут совпадать по частоте с соседними продольными гармониками.
Таким образом, "спутники" будут играть роль вынуждающей силы, воздействующей на соседнюю гармонику. Идем дальше... Пусть нам первоначально удалось возбудить N гармоник. У N-ой гармоники при модуляции появится "спутник" с частотой, совпадающей по величине с (N+1)-ой, еще не возбужденной гармоникой. К чему это приведет? Правильно... В резонаторе будет возбуждена (N+1)-я гармоника. Ее модуляционный "спутник" совпадет по частоте с (N+2)-ой гармоникой, которая тоже возбудится... То есть начнется процесс последовательного возбуждения вышестоящих гармоник. Причем надо обратить внимание, что все вновь возбуждаемые гармоники будут синхронизированы по фазе с предыдущими (ведь для них тоже начинает работать метод синхронизации продольных гармоник). Вопрос: Имеет ли такой процесс предел? А вот здесь все будет упираться в "добротность" резонатора, которую надо стремиться сделать максимальной. Причем, не только на "низкочастотном" уровне колебаний в проводе намотки, но и на уровне "высокочастотных" колебаний в ОБЪЕМЕ резонатора.
Давайте проведем небольшую численную оценку. Известно, что стоячая волна формируется в резонаторе за первые 5-10 проходов волны. Пусть наша "катуха" будет иметь длину провода в 15 м. Соответственно 10 проходов произойдут за 10*(2*15 м)/3Е+08 м/с = 1 мкс. То есть, за каждую микросекунду будет добавляться очередная вышестоящая гармоника. При частоте следования импульсов ОЭДС в 500 гц ( 2 мс ), и при скорости возбуждения: 1 гармоника/1мкс, теоретически возможно возбудить за время 2 мс (500 Гц) 2000 продольных гармоник. Что в свою очередь, с учетом их синхронизации, приведет к тому, что длительность выходного импульса будет в 2000 раз короче, чем у первоначального импульса ОЭДС. Поэтому, если даже в начале нам удалось возбудить только 1-2 гармоники, амплитудная модуляция на межмодовой частоте поможет возбудить последующие вышестоящие гармоники. Длительность (и мощность) результирующего "синхроимпульса" будет определятся общим количеством последовательно возбужденных гармоник.
P.S.
При таком подходе уже не кажутся сказками описания опытов Тесла, в которых появлялся светящийся столб света, исходящий из его катушки, или возможность манипулирования температурой помещения, где установлена "катушка".
На основании вышеизложенного, можно было бы сказать, что процесс последовательного возбуждения резонансных гармоник в его опытах приводил к возбуждению вышестоящих гармоник на частотах светового или микроволнового диапазона...
С уважением,
halerman