Волны необычные

Линейные короткие волны разных типов обычно распространяются с разными фазовыми скоростями. Однако иногда их скорости могут и совпадать. Например, встречаются поперечные и продольные плоские волны, бегущие в однородной анизотропной упругой среде с одной и той же фазовой скоростью в одном и том же направлении. Точнее, колебания среды в таких волнах имеют более одной степени свободы, а их разделение на продольные и поперечные в анизотропной среде условно. Другой аналогичный пример — световые волны различной поляризации в анизотропном кристалле, распространяющиеся с одинаковой скоростью в одном и том же направлении. Преломление таких волн необычно и называется в физике конической рефракцией Гамильтона. Математическое объяснение этого явления состоит в том, что направление распространения лучей в такой волне определено неоднозначно — всевозможные лучи, выходящие из данной точки, заметают конус. [c.302]

Существенный прогресс в истолковании явления интерференции связан с именами Френеля, Юнга и других выдающихся физиков, работавших в начале XIX в. Развитая ими волновая теория, согласно которой световые волны представляют собой возмущения, распространяющиеся в мировом эфире, в этот период достигла наибольшего успеха, хотя исследование некоторых проблем (например, интерференции поляризованных лучей) требовало очень сложных построений и необычных гипотез о свойствах эфира. [c.175]

Вывод о поперечности световых волн Френель решился опубликовать лишь через пять лет — в 1821 г. Слишком уж необычным представлялся такой вывод в применении к упругому эфиру, которому приходилось приписать теперь свойства твердого тела. Ведь только в твердых телах возможны поперечные упругие волны. [c.28]

Для показа необычности процесса отражения падающей нормальной волны от свободного торца существенной является зави- [c.266]

В классической оптике была неизвестна операция обращения волн. Свойства обращенных волн весьма необычны. В частности, изображение, созданное волной, обращенной с помощью голограммы, на которой была записана, например, ваза для цветов, имеет вид оттиска, полученного впечатыванием этой вазы в пластический материал. Все выпуклости вазы при этом будут казаться соответствующими впадинами. [c.697]

Генератор-усилитель волны совращенным фронтом (рис. 1.76) может рассматриваться как новый тип зеркала обращающее зеркало (ОВФ-зер-кало). ОВФ-зеркало отражает падающий на него сигнальный пучок строго в обратном направлении (Л4 = - Л3) и сопрягает его фазу (< 4 = - < з). Этим объясняются необычные свойства ОВФ-зеркал. От известных отражателей автоколлимационного типа, например уголкового отражателя, ОВФ-зеркало отличается именно сопряжением фазы отраженного пучка. [c.36]

Голография предоставляет необычную возможность трехмерного видения в звуковых [49] и радиоволнах [31, 64—66] ). Простая идея такой визуализации основана на том, что интерференционные картины различных волновых полей тождественны друг другу, если длины волн одинаковы. Однако, вообще говоря, для наблюдения неискаженного трехмерного изображения равенство длин волн необязательно. Если запись проведена с помощью излучения с большой длиной волны Xi, а восстановление с помощью светового излучения с малой длиной волны Яз, [c.311]

Итак, дорогой коллега, Вы закрыли последнюю страницу замечательной мудрой книги, прошли с автором большой и интересный Путь. Теперь я с полным правом называю Вас коллегой, потому что мы оба находимся в огромном, необычном, волнующем мире Синергетики. [c.214]

Цунами — японский термин, означающий необычно большую волну. Волны цунами возникают от внезапных перемещений обширных участков дна океана во время подводных землетрясений. Они, как правило, составляют группу из двух-трех волн, которые в открытом море являются очень длинными (длина 100 км) и пологими (высота 1 м), поэтому не опасны. Но при подходе к берегу их высота возрастает за счет уменьшения длины и может достигать 30 м (по словам очевидцев). Проникая в глубь прибрежной территории, они вызывают большие разрушения и человеческие жертвы. Например, [c.309]

Пузырьковые экраны для демпфирования и усиления ударных волн. Пузырьковые или пористые жидкости, как и всякая пористая среда, могут использоваться для гашения или поглощения ударных импульсов. Радиальная инерция несущей жидкости и тепловые процессы в пузырьках приводят к необычным эффектам. Дело в том, что, как будет показано ниже, иногда пузырьковые или пористые экраны могут не ослаблять, а усиливать импульсное воздействие на конструкцию. [c.102]

Принципиальный интерес связан с необычным характером ударного сжатия вещества, которое происходит чрезвычайно быстро и, в отличие от изэнтропического, сопровождается резким возрастанием энтропии газа. В рамках гидродинамики идеальной жидкости, когда не учитываются диссипативные процессы (вязкость и теплопроводность), ударные волны появляются как поверхности математического разрыва в решениях дифференциальных уравнений. Гидродинамические величины по обе стороны разрыва связаны между собой и со скоростью распространения разрыва законами сохранения массы, импульса и энергии. При этом необратимость ударного сжатия и возрастание энтропии газа, протекающего через разрыв уплотнения, вытекают из этих законов. На самом деле во фронте ударной волны, который представляет собой, конечно, не разрыв, а тонкий переходный слой, протекают диссипативные процессы, о чем и свидетельствует факт возрастания энтропии. И действительно, в рамках гидродинамики вязкой жидкости разрывы исчезают и превращаются в слои резкого, но непрерывного изменения гидродинамических величин. [c.208]

Эксперименты в области ударного сжатия твердых тел [1], поставленные в последние годы, дали необходимые сведения о холодных составляющих большого ряда металлов. Эти эксперименты связаны с применением ударных волн. Законы ударного сжатия обладают необычной общностью и не зависят от агрегатного состояния вещества. [c.156]

В главе 7 при всестороннем обсуждении решений волнового уравнения (1.1) мы обращаемся к двух- и трехмерным задачам. Пожалуй, в книге, посвященной распространению волн, необычно так долго откладывать этот вопрос и начинать со столь тщательного обсуждения нелинейных эффектов. Это следствие упорядочения, произведенного по числу измерешш, а не по сложности понятий или доступности математического аппарата. В главе 7 освещаются свойства решений уравнения (1.1), позволяющие судить о природе рассматриваемого волнового движения и дающие возможность обобщения на другие волновые системы. Главным примером служит геометрическая оптика, которая обобщается на линейные волны в неоднородной среде и является основой для аналогичных построений, связанных с распространением разрывов в нелинейных задачах. Мы даже не пытаемся дать хотя бы [c.14]

Корпускулярно-волновой дуализм. Исследования природы света привели к, казалось бы, противоречивым выводам. В явлениях интерференции и дифракции свет проявляет свои волновые свойства. В явлениях фотоэффекта, испускания и поглоще1шя света атомами (см. 7) свет проявляет свои корпускулярные свойства. Возникла довольно необычная с точки зрения нашего повседневного опыта картина один и тот же реальный объект ведет себя одновременно и как частица, и как волна. Свет имеет, как теперь принято говорить, двойственную — корпускулярно-волновую — природу. Это новый для науки единый объект—частица-волна 118 [c.118]

Необходимо сказать о том, что эти новые представления о природе света не сразу бьши приняты учеными. Уж очень необычными, отличными от человеческого опыта оказались свойства света. Однако в этом заключена глубокая философия процесса познания. Каждое новое явление всегда отличается от уже известных. Понятия частица и волна пришли в физику из окружающего нас видимого мира макроскопических тел (морские волны, биллиардные шары и т. п.). Недоступным нашему непосредственному восприятию явлениям микромира невозможно сопоставить какой-либо точный аналог из явлений макромира, понятия физики микромира должны быть принципиально иными. Сдвоенный образ частицы-волны, понятие корпускулярно-волнового дуализма есть следствие перенесения в мир микроявлений понятий, удобных и привычных нам в исследованиях макроявлений. Волновой и одновременно корпускулярный характер света—факт природы. Установление корпускулярно-волновой природы света является од11ИМ из громадных достижений науки. [c.119]

Постулаты Бора резко противоречили законам классической физики, поско.пьку он допустил возможность ускоренного движения электрона без излучения электромагнитных волн. Бор ввел также дискретные значения энергии электронов. Частота испущенного света в его теории свидетельствовала не об особенностях движения электронов, а об изменении энергии атомов. Оправдать эти необычные положения теории могло только совпадение теоретических выводов с экспериментальными данными. [c.164]

Большинство известных хим. элементов возникло через миллиарды лет после начала расширения Вселенной — в эпоху существования звёзд, галактик и кос-мич. лучей. Происхождение дейтерия, лития, бериллия, бора в общей проблеме Н. представляет самостоят. интерес, т. к. эти элементы легко разрушаются в термоядерных реакциях (их равновесные концентрации малы), и поэтому их эфф, цроизводство возможно лишь в неравновесных процессах. Такие неравновесные процессы предполагаются в рамках нек-рых моделей космология. Н., напр. образование дейтерия в реакции Ше с антипротонами р -Ь Не В 4 к. Однако наиб, распространённым является представление о динамичном образовании лёгких элементов с помощью реакций скалывания при взаимодействии галактич. космических лучей с мелсзвёздной средой быстрые протоны и альфа-частицы в составе космич. лучей бомбардируют ядра тяжёлых элементов межзвёздной среды и Солнечной системы, вызывая их расщепление на лёгкие ядра быстрые ядра углерода, азота, кислорода в составе космич. лучей, взаимодействуя с межзвёздными ядрами водорода и гелия, также могут расщепиться на ядра лёгких элементов. Расчёты показывают, что эти ядер-ные реакции могут ироизводить наблюдаемые обилия Ы, Ве, В. Трудности возникают лишь при объяснении необычного изотопного состава В и В (резко выраженное преобладание нечётных изотопов), а также при объяснении производства В и Не, к-рые в указанных выше механизмах разрушаются явно быстрее, чем создаются. Эффективным дополнит, источником синтеза лёгких элементов, кроме космич. лучей, могут служить взрывы сверхновых звёзд. Распространение ударной волны во внеш. оболочках сверхновой и последующее охлаждение могут привести к реакциям синтеза п- -р В4-у1Р+Ь—> Не 4- Т> реакции скалывания на ядрах углерода, азота и кислорода, инициированные ударной волной, производят ядра Ь1, Ве, В. [c.364]

Появление в спектре нормальных мод волновода волны с такими свойствами не является указанием на ограниченные возможности модели идеально упругого тела. Конечно, это означает не то, что энергия течет к источнику, а только то, что групповая и фазовая скорости имеют разные знаки. Для каждой точки дисперсионной кривой на плоскости (1, Q) существует двойник на плоскости (— I, Q). Если выдвинуть требование выделить и рассмотреть лишь те нормальные волны, которые переносят энергию вправо, то такой отбор произвести довольно просто. При этом, конечно, остается определенная необычность в поведении нормальной волны на некотором участке изменения частоты. В таком частотном интервале волна, перенося энергию, например, вправо, имеет систему возвышенностей и впадин, движуш,ихся влево. Иными словами, при некоторых оптимальных условиях возбуждения и приема волн в слое можно наблюдать довольно медленный волновой пакет ( g малб), в котором гребни и впадины (области сжатие — разрежение) волн движутся с достаточно высокой скоростью (Ср велико) в противоположном направлении (к источнику). Однако ситуация, когда фазовая и групповая скорости имеют разные знаки, не так уж необычна. В работах Мандельштама [86, 88] содержится несколько вполне реальных примеров, которые делают эту ситуацию в одинаковой мере наглядной и понятной. [c.141]

Результат, полученный при теоретическом анализе свойств дисперсионных соотношений и связанный с наличием нормальных волн с противоположными знаками групповой и фазовой скоростей, оказался довольно необычным в теории волноводного распространения, содержание и основные понятия которой формировались на базе изучения относительно простых ситуаций в акустике и электродинамике. В связи с этим проведены эксперименты [16, 228], целью которых была проверка возможности возбуждения такого типа волн. Эксперименты проводились для цилиндров и призм из различных материалов, возбуждаемых с торца пьезоэлектрическими преобразователями. Подводимый сигнал представлял собой узкополосный гауссов импульс с различными несущими частотами. Вследствие дисперсии первоначальный импульс искажался и на выходе наблюдались импульсы, соответствующие нормальным распространяющимся модам, возкюжным при данной частоте. По времени задержки приходящих импульсов вычислялась групповая скорость соответствующих мод. О степени согласования теоретических и экспериментальных данных можно судить по рис. 47, взятому из работы [228]. На нем приведены вычисленные (сплошные линии) и замеренные (точки) данные о групповой скорости для пластины из плавленого кварца 20,32 X 1,77 х 0,0381 см. При расчетах принималось Сз = 3,8 X 10 м/с, V = 0,17. Степень согласования теоретических и экспериментальных данных очень высокая. Кроме того, приведенные в работе [228] осциллограммы наглядно свидетельствуют о возможности эффективного возбуждения обратных волн. Приведенные экспериментальные данные достаточно интересны также с точки зрения оценки возможности модели бесконечного упругого слоя при анализе волновых процессов в конечных телах. [c.142]

Важно подчеркнуть, что диапазон длин волн, который могут теперь перекрыть лазеры, весьма широк (приблизительно 0,1—10 мкм, т. е. четыре порядка между границами спектрального диапазона). Помимо длины волны имеются и другие параметры лазеров, которые могут изменяться в широких пределах. Действительно, мы показали, что выходная мощность лазеров может изменяться от милливаттного уровня в маломощных непрерывных лазерах до нескольких мегаватт в мощных непрерывных лазерах и до 100 ТВт в импульсных лазерах. Аналогично можно получать длительности лазерных импульсов от миллисекунд (в импульсных твердотельных лазерах) до фемтосекунд (в лазерах с синхронизацией мод). Габариты различных типов лазеров изменяются также в необычно широких пределах от нескольких микрон до нескольких десятков метров (один из самых длинных лазеров, который использовался в геодезии, имел длину 6,5 км ). Огромное разнообразие типов лазеров и их выходных параметров представляет собой, возможно, одну из наиболее удивительных особенностей лазерной отрасли и приводит к большому разнообразию их современных применений. [c.438]

Существует много веществ, оптические свойства которых зависят как от направления распространения, так и от поляризации световых волн. К оптически анизотропным материалам относятся кристаллы, например кальцит, кварц и KDP, а также жидкие кристаллы. Эти материалы характеризуются многими необычными оптическими свойствами, такими, как двойное лучепреломление, оптическое вращение плоскости поляризации, поляризационные эффекты, коническая рефракция, электрооптические и акустооптические эффекты. Анизотропные кристаллы используются во многих оптических устройствах, например в призменных поляризаторах, поляризационных пластинах и в двулучепреломляющих фильтрах. Анизотропные нелинейные вещества используются также для достижения фазового синхронизма при генерации второй гармоники. Таким образом, очевидно, сколь важным для практического применения этих свойств является четкое представление о процессе распространения света в анизотропных средах. Данная глава целиком посвящена изучению распространения электромагнитного излучения в этих средах. [c.78]

Эффективным методом получения приближенных уравнений, описывающих распространение короткого волнового пакета, является метод медленно меняющихся амплитуд (ММА) [6, 18]. В его основе лежит естественное предположение о медленности изменения комплексной амплитуды импульса на масштабах среднего периода колебаний 7о=2я/(Оо (юо — средняя частота импульса) и средней длины волны Xo— TJniwo)- Такой подход справедлив вплоть до длительностей импульсов т /Го 10. Метод ММА адекватен, таким образом, большинству задач линейной (и, как мы убедимся далее, нелинейной) оптики фемтосекундных импульсов. Вместе с тем в современной лазерной физике появился и такой необычный объект как лазерный импульс длительностью в один период [84]. Естественно, в этом предельном случае приближения, основанные на предположении о медленности изменения амплитуды, в принципе непригодны. [c.20]

Основанием для следующей важной попытки изучения распространения волн в твердых телах послужило обнаружение Джоном Гафом (Gough [1806, 1]) в 1802 г. необычных термических свойств резины под нагрузкой. В своем втором эксперименте Гаф заметил, что нагруженный резиновый образец укорачивается при нагревании. Во второй половине XIX века это открытие связывалось о предположением Кельвина 1855 г. Именно предположение Кельвина привело к экспериментам Джеймса Прескотта Джоуля (Joule [1859, П) 1859 г., показавшим такое поведение. Однако Джоуль заметил, кроме того, что существует начальная область деформаций, в которой образец резины слегка остывает, прежде чем он начинает нагреваться при больших деформациях. Этого не происходит почти ни с какими другими твердыми телами, для которых при растягивающих нагрузках наблюдается только остывание. [c.406]

Укажем теперь на некоторые применения ГОЭ в тех случаях, когда они действительно необходимы. Другие применения, обсуждаемые в данной главе, касаются выполнения произвольных очень точных преобразований волновых фронтов ( 10.5), изготовления высокодисперсионных решеток с малым рассеянием ( 10.9) и мультиплицирования изображений ( 10.11). Теме данного параграфа более соответствуют такие применения ГОЭ, как создание необычных оптических схем (голографическое устройство воспроизведения информации, устанавливаемое на шлеме оператора), изготовление большого оптического элемента с малым в<"гом (голографические приборы ночного видения), создание элементов высокой прозрачности и одновременно высокой отражательной способности в узком диапазоне длин волн (голографический экран для проектора, устанавливаемого на шлеме оператора), осуществление дополнительных оптических функций без введения новьь. поверхностей (формирование пучков). Эти примеры мы обсудим в разд. 10.8.6. [c.643]

Общие замечания. У лазеров на динамических решетках свойства резонаторов, и прежде всего шектр и свойства мод, столь же необычны, как и процесс усиления. Определяется это рядом эффектов, сопровождающих шешение волн перекачкой фаэы, сопряжением волнового фронта, изменением частоты и поляризации излучения. Проанализируем с этой точки зрения основные типы голографических активньгх нелинейных элементов (п. 1.2.1) с учетом основных свойств четырехволнового смешения. [c.36]

Советский физик Ю. Денисюк в 1958 году, тогда еще аспирант, предложил в качестве диссертационной тему Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения . Тема была настолько необычной, что ему не нашлось научного руководителя. Пришлось взяться за решение большой задачи самому. Рассуждал он примерно так. Если нет света, то мы не видим изображение предмета. Только когда на предметы падает свет, человек их видит. Он видит отраженные от предмета волны. Следовательно, человек благодаря свету видит не сами предметы, а их световые образы. И тогда у Юрия Николаевича возникла идея записать световое поле на фотопластинке. Если затем направить на пластинку плоскую световую волну, она отразится в форме, уже записанной. Тем самым будет воскрешен образ отсутствующего предмета. Появилась следующая схема эксперимента (рис. 35). Слева на рисунке расположен источник излучения S, от которого направлена волновая поверхность на объект. Сам объект расположен справа и обозначен буквой О. Дойдя до предмета, световая волна отразилась от него, и естественно, что форма ее исказилась, поскольку предмет был объемным. Теперь в этой искаженной волне присутствует в закодированной форме информация об объекте. Закодированная информация содержится в фазе отраженного излучения. В точке К отраженная волна встретилась с волновой поверхностью С, и образовались стоячие волны в результате интерференции. Стоячие волны имеют пучности в тех местах, где фазы волн от источника и от объекта совпадали. Теперь, если зафиксировать произвольный объект этой стоячей волны, то можно предположить, что в нем содержится не только спектральный состав отраженного предметом излучения, но и все компоненть волнового поля — амплитуда и фаза. Сведения об этих [c.106]

Довольно необычное применение ЛИТ связано с определением характеристик микросенсора теплового потока измерено время отклика консольной балки размером 350 х 150 мкм и толщиной около 9 мкм, изготовленной из арсенида галлия в подложке aAs [6.68]. Консоль облучают по нормали зондирующим лазерным пучком диаметром 6-Ь8 мкм на длине волны 1,3 мкм, регистрируют отраженное излучение, связанное с нагреванием консоли посторонним источником тепловой мощности. Получено значение термической постоянной времени микросенсора, равное 5 мс. Таким образом, областью перспективного применения ЛИТ может стать микромеханика. [c.179]

Существенно изменяется индикатриса рассеяния для крупных частиц. Они уже не имеют симметричного вида и с уменьшением дисперсности раствора рассеяние вперед, по направлению возбуж-даюш,его пучка, становится все более преимущественным (кривые 2—5 на рис. 533). Такого рода видоизменение не является чем-то необычным и сравнительно легко объясняется на основании простой теории дифракции. В самом деле, рассеянный свет есть результат наложения волн, исходящих из разных элементарных источников данной частицы. Разность фаз между этими волнами зависит от угла и, очевидно, будет минимальной в наирав-лении возбуждаюн1 его пучка и наибольшей в обратном направлении. Так, например, вынужденные электрические колебания [c.716]

Следует подчеркнуть необычность найденных автоколебаний, периодических по переменной Т, но не по физическому времени I. В соответствии с (15) время одного оборота линейно возрастает со временем, так что движение асимптотически становится квазиста-ционарным. Однако если ехр(4я/со)—1 < 1, то изменение периода за один оборот мало и волна бежит с почти постоянной угловой скоростью. [c.79]

Третья часть посвящена динамическим задачам теории упругости. В настоящей монографии эта часть занимает необычно много места. Это объясняется стремительным развитием указанного раздела в последние годы, главным образом в области распространения упругих волн. В этой части представлены основные теоремы и методы классической эластокинетики, теории неустановившихся температурных напряжений и связанной термоупругости. В последней главе как бы синтезируется все изложенное в третьей части она заключает в себе основы теории несимметричной термоупругости. Отсюда как частные случаи получаются остальные теории, рассмотренные в третьей части. [c.8]

В то же время не суш ествует экспериментальных методов, по-зволяюш их непосредственно наблюдать изменения ионной подсистемы при прохождении ударной волны, поскольку наряду с пространственной ( 10 А) необходима высокая временная (10 с) разрешающая способность. Таким образом, микроскопическое исследование поведения материала может быть проведено лишь на основе прямого моделирования методом молекулярной динамики, как например, в [31—41]. Характерно, что, несмотря на достаточно большое количество работ в рамках этого метода, прямого подтверждения необычного, с точки зрения традицхюнных механизмов, поведения материала получено не было. При этом почти во всех случаях авторы рассматривали ударную волну с плоским фронтом. На практике идеально плоская форма фронта недостижима даже в специально поставленных экспериментах. Это обусловлено характером нагружения, формой и размерами нагружаемого образца, а также наличием дефектов и неоднородностей различного типа я масштаба. [c.221]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...