Показано, что интенсивность электромагнитного излучения заряженной капли, обнаруживаемая в ана-литических расчетах первого порядка малости по безразмерной амплитуде ее осцилляций, определена изменением во времени квадрупольного момента капли. Сама задача о расчете интенсивности излучения от осциллирующей капли представляет интерес в связи с актуальностью проблемы пассивной радиолокации ме-теорологических объектов различных типов [7,8].Капли, входящие в состав облаков различных типов, туманов и смогов [9], находятся в приземном электроста-тическом поле. Весьма часто такие капли несут и элек-трический заряд [9][10][11]. В жидкости же всегда существу-ет капиллярное волновое движение, порождаемое уже тепловым движением молекул жидкости, и имеет место волновое искажение равновесной сферической формы капель. Характерная амплитуда такого волнового ис-кажения ξ ∼ √ κT /σ , где κ = 8.31 · 10 7 erg/(mol · K) -постоянная Больцмана, T -абсолютная температура в Кельвинах [12], σ -коэффициент поверхностного натяжения жидкости. При температурах порядка комнат-ной амплитуда тепловых колебаний для всех жидкостей меньше ангстрема. Однако это дает основание утвер-ждать, что свободная поверхность капель непрерывно осциллирует. Под влиянием внешних силовых воздей-ствий амплитуда осцилляций может расти и достигать десятков процентов от радиусов капель [13][14][15]. Для за-ряженных капель осцилляции их поверхности приводят к генерации электромагнитного излучения.Аналитическому решению указанной задачи и посвя-щена настоящая работа.
Физическая постановка задачиРассмотрим задачу об электромагнитном излучении равновесной сферической с радиусом R формы по-верхности капли идеальной, несжимаемой, идеально проводящей жидкости с плотностью ρ, коэффициентом поверхностного натяжения σ . Примем, что капля на-ходится в вакууме, ее полный заряд равен Q. Заряд распределяется по возмущенной капиллярным волновым движением поверхности капли.Интенсивность полного электромагнитного излучения для ускоренно движущейся системы зарядов состоит из трех независимых частей: дипольной, квадрупольной и магнитно-дипольной [16]:эффективного" заряда всей системы зарядов относительно выбранного начала отсчета. В рас-сматриваемом случае заряженной капли, на поверхно-сти которой реализуются осесимметричные осцилляции, естественно принять, что R q характеризует положе-ние центра " эффективного" заряда капли относительно центра капли. Легко показать, что в расчетах первого порядка малости по амплитуде осцилляций центр капли совпадает с ее центром масс.Из трех компонент излучения в формуле (1) самая интенсивная первая (дипольная), вторая и третья (квад-рупольная и магнитно-дипольная) имеют одинаковый порядок величины.
914