Волновое поле. Частица среды

Волновое поле. Частица среды [c.14]

Область пространства, в которой при распространении волн частицы среды совершают - колебания, называют волновым полем. Множество точек среды, имеющих одинаковую фазу в рассматриваемый момент времени, называют волновой поверхностью. Плоскость, касательную волновой поверхности в данной точке, называют фронтом волны. В волновом поле можно выделить множество волновых поверхностей, проходящих через положения равновесия частиц, колеблющихся в одинаковых фазах. [c.202]

Пусть в упругой среде распространяются плоские синусоидальные продольные волны. Выделим мысленно в волновом поле столь малый объем с У, что деформацию в каждой части этого объема, а также скорости частиц в не.м мо.ъмо приближенно считать одинаковыми. При прохождении волны этот объем среды приобретает кинетическую и потенциальную энергии. Если р — плотность среды, [c.209]

Это объясняется тем, что в каждой точке волнового поля происходит сложение колебаний частиц среды, обусловленных каждой из волн в отдельности, создающее устойчивую пространственную периодичность в распределении амплитуд результирующих колебаний [c.212]

Это показывает, что в волне, описываемой функцией ф, не происходит вращение частиц среды, т. е. каждая из них движется поступательно. Поэтому такие волны называются продольными. Следует подчеркнуть еще раз, что если Ф =0 и в некоторый момент волновое поле имеет продольный характер, то оно остается продольным всегда, т. е. продольные волны в изотропной однородной и безграничной среде при своем распространении не генерируют поперечных. [c.250]

Понятие В. с. переносят и на произвольное распределение волновых полей любой природы, в т. ч. и на отношение их амплитуд в бегущих волнах сложной структуры, Напр., в электродинамике это отношение напряжённостей электрич. и магн. полей, в акустике — отношение давления к скорости частиц среды и т. д. При этом равноправно используют также термин поверхностный (полевой) импеданс. м. А. Миллер. ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ — линейное однородное ур-пие в частных производных гиперболич. типа [c.312]

Введение. В практической деятельности возникает много проблем, решение которых связано с исследованием динамических процессов в жидкости. Во многих технологических процессах, основанных на системе жидкость-частицы, используется акустическое воздействие, в связи с этим определенный интерес представляют исследования динамики частиц в жидкости. В промышленности распространены технологические процессы (использующие коагуляцию частиц в жидкости с последующей их седиментацией), в которых определяющую роль играют постоянные во времени (средние) силы акустического воздействия. Исследование движения частиц под действием средних во времени сил представляет сложную задачу. Более точное прогнозирование их поведения требует при теоретическом исследовании учета ограниченности пространства, занятого жидкостью. Наличие же в жидкости границ существенно влияет на протекание процесса. Твердые частицы, расположенные около границы жидкости, находятся в интерференционном поле первичной и отраженных волн, которое через посредство среды и определяет взаимодействие границы с частицами. Интерференционное волновое поле создает среднюю во времени силу, величина и направление которой зависят от многих факторов угла падения волны на поверхность границы, отношения длины волны к расстоянию частицы до границы, формы границы и т. д. [c.342]

Из (13) и (14) следует, что возмущение Ь магнитного поля и скорость у частиц среды перпендикулярны волновому вектору к, а п коллинеарно у. Что касается соотношения (15), то, умножая его скалярно на к и используя (13), найдем [c.519]

ПОМИМО продольного характера поляризации (го1 ц=0), ничем не отличается от произвольного макроскопического поля (разумеется, имеются в виду одинаковые значения ш и к). Кроме того, деление поля на продольное и поперечное в общем случае анизотропной среды и произвольного направления волнового вектора ни в какой мере не является естественным, так как в соответствующих нормальных волнах поле Е не является ни поперечным, ни продольным. Наконец, если речь идет о рассмотрении длинноволнового поля, то это рассмотрение (даже если нормальные волны делятся на продольные и поперечные) производится единым образом для полного поля на основе использования уравнений электродинамики. В связи со сказанным и вводятся механические экситоны, которые при отсутствии внешних источников распространялись бы лишь при пренебрежении действием не только длинноволнового поперечного электромагнитного поля, но и безвихревого макроскопического (длинноволнового) электрического поля. С точки зрения решения механической задачи это означает, что в уравнениях движения частиц среды при отсутствии внешних источников безвихревое макроскопическое поле (если оно не равно нулю) отбрасывается, [c.24]

Идеальным следует считать такой приемник, который обеспечивает выходной сейсмический сигнал, точно отвечающий некоторой особенности сейсмической волны и не искажающий волновое поле. Следует ожидать, что устройства, размеры которых малы по сравнению со всеми длинами волн, а плотность и упругие константы мало отличаются от констант среды, незначительно искажают волновое поле. Задача состоит в том, чтобы получить выходной сигнал, пропорциональный некоторой характеристике волны, например смещению, скорости- или ускорению частиц, нормальному или касательному напряжению, давлению, удлинению или деформации сдвига, изменению объема, вращению или, возможно, каким-то нелинейным комбинациям, например интенсивности. Рассмотрим кратко регистрацию перечисленных особенностей сейсмических волн, [c.241]

На фиг. 553 представлено распределение относительной плотности частиц в моменты времени О, 21 и 43 сек. для аэрозоля, состоящего из частиц диаметром 1 р.,в ультразвуковом поле с частотой 10 кгц и плотностью энергии 1000 эрг]см (что соответствует интенсивности ультразвука 3,3 вт см ). Коэффициент вязкости среды был принят равным т)=1,85-10 . Таким образом, кривые, рассчитанные для идеального аэрозоля, отчетливо показывают, что при легко достижимой интенсивности ультразвука под действием волнового давления частицы концентрируются в пучностях колебаний стоячей звуковой волны, где и происходит дальнейшая коагуляция. [c.492]

Пример гауссова пучка служит прекрасной иллюстрацией к диффузионной интерпретации дифракционных явлений, изложенной в 38. Согласно этой интерпретации, дифракцию можно рассматривать как результат диффузии амплитуды поля вдоль волнового фронта по мере его распространения в среде. Картина дифракционного расширения гауссова пучка, изображенная на рис. 9.8, действительно копирует пространственное распределение плотности диффундирующих частиц, если последовательным положениям [c.189]

В этом случае строгое решение задачи, основанное на волновой теории, практически не отличается от решения, найденного методом геометрической (лучевой) оптики. Установив, как зависит показатель преломления от свойств среды, т. е. от силовых полей, в которых движется электрон, мы можем рассчитать его движение по правилам геометрической оптики. С другой стороны, можно рассчитать движение электрона по обычным законам механики, зная силы, действующие на электрон. На возможность рассмотрения механической задачи с оптической точки зрения указывалось уже давно. Более 100 лет назад Гамильтон (около 1830 г.) показал, что уравнениям механики можно придать вид, вполне аналогичный уравнениям геометрической оптики. Первые можно представить в виде соотношения, выражающего принцип наименьшего действия (принцип Мопертюи, из которого можно получить уравнения ньютоновой механики), а вторые — в виде соотношения, выражающего принцип наименьшего оптического пути (принцип Ферма, из которого следуют законы геометрической оптики, см. 69). Оба эти принципа имеют вполне тождественное выражение, если подходящим образом ввести понятие показателя преломления. Блестящим результатом современной теории является то обстоятельство, что устанавливаемый ею показатель преломления связан с параметрами, характеризующими силовые поля, в которых движется частица, именно так, как требуется для отождествления принципа [c.358]

НЕЙТРОННАЯ Оптика — раздел нейтронной физики, в к-ром изучаются волновые свойства нейтрона, процессы распространения нейтронных волн в разных веществах и полях. К числу таких процессов относятся дифракция и интерференция нейтронных волн, преломление и отражение нейтронных пучков на границе раздела двух сред. В силу принципа корпускулярно-волнового дуализма нейтрон может проявлять себя как частица с энергией и импульсом р или как волна с частотой ю 2я /Л, длиной волны X — h/p и волновым вектором к = 2яр/Л. Волновые свойства отчётливо проявляются у нейтронов низких энергий, длина волны к-рых порядка или больше межатомных расстояний в веществе см). [c.273]

В той части волнового поля, в тгаторон происходит наложение волн, в соответствии с принципом суперпозиции волн в каждой точке имеет место сложение колебании частиц среды, вызванных каждой из волн в отдельности. В результате сложения колебаний при определенных условиях (см. 45) может возникнуть явление интерференции. [c.211]

ЧАСТОТА (биений циклическая — частота негармонических колебаний, получающихся в результате наложения двух одинаково направленных гармонических колебаний с близкими частотами волны — частота гармоническая (синусоидальная), соответствующая упругой волне колебаний частиц среды вращения — величина, равная отношению числа оборотов, совершенных телом, ко времени вращения линейная— частота гармонических колебаний обращения—частота периодического движения точки по замкнутой траектории несущая — частота модулируемой волны резонансная — частота колебаний, при которой наступает явление резонанса собственная—частота гармонических колебаний системы, не подвергающейся действию внешних сил характеристическая—частота колебаний определенной группы атомов в молекулах, соответствующая определенной химической связи щжлическая — частота гармонических колебаний, умноженная на два пи циклотронная — частота обращения заряженных частиц в постоянном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной к вектору напряженности этого поля) ЧИСЛО [Авогадро — число молекул (или атомов) в одном моле вещества (6,022136 10 моль ) волновое — отношение циклической частоты к скорости волны вращательное квантовое определяет энергию ротатора квантовое (главное—целое число, определяющее энергетические уровни водородного атома в стационарном состоянии магнитное— целое число, определяющее проекцию вектора орбитального момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля орбитальное — целое число, определяющее орбитальный момент импульса электрона в атоме спиновое определяет спиновой момент импульса электрона в атоме) координационное — число ближайших к данному атому соседних атомов в кристаллической решетке] [c.296]

Рассмотрим наиболее простой случай возбуждения волн в полупространстве при действии поверхностных нагрузок. Он характерен тем, что происходит генерация только сдвиговых горизонтально поляризованных SH-волн. При их распространении смещения частиц среды параллельны граничной поверхности. Такая задача описывается одним скалярным уравнением Гельмгольца и во многих аспектах подобна задаче для акустической среды. Относительная простота характера движения здесь обусловлена специальным выбором типа внешнего нагружения. Нагрузка схематически изображена на рис. 29 и состоит из единственного компонента вектора усилий qg= Gf (х) exp (—i at). Иные типы нагрузки q x) ядх (х), которые также приводят к двумерным задачам, возбуждают значительно более сложные волновые поля. [c.81]

Поскольку уравнение переноса выведено эвристически на основе энергетических соображений, волновые характеристики поля, по-видимому, не входят в эту эвристическую картину, за исключением разве что характеристик рассеяния и поглощения частиц. Однако, поскольку при вычислении сечений и амплитуд рассеяния использовалось волновое уравнение, лучевая интенсивность не может быть найдена без знания взаимодействия полей со средой. В ряде последних работ рассматривалась связь теории переноса со строгой аналитической теорией некоторые аспекты этих интересных разработок обсуждаются в гл. 14. Там показано, что соотношение (7.57) можно обобщить, выразив функцию взаимной когерентности как фурье-образ лучевой интенсивности. [c.186]

Волновые процессы — нелинейные и линейные — в na TOi время интенсивно изучаются в различных областях физ1 электродинамике, физике плазмы, оптике, радиофизике, акуст гидродинамике и т. д. Механизмы распространения возмуще) естественно, сильно отличаются друг от друга. Например, у гие волны в жидкостях и газах существуют вследствие того, коллективное движение частиц среды создает чередующиеся i тия и разрежения, которые вызывают движение в следую слое жидкости (газа). Возмущение передается от слоя к слою имущественно в направлении, вдоль которого происходят кол ния частиц, т. е. волны в жидкостях и газах являются продольн] Твердые тела обладают сдвиговой упругостью, и в них м распространяться поперечные волны. Распространение электро нитных волн происходит вследствие того, что появляющееся i кой-либо точке пространства переменное электрическое возбуждает в соседних точках магнитное поле и.наоборот. [c.10]

Будем характеризовать волну непрерывным распределением в среде давления, скорости частиц, плотности и температуры (иногда и некоторыми другими величинами например, в твердых телах вместо давления рассматривают тензор напряжений). В каждой волне эти величины и их изменения связаны друг с другом. Озвокупность всех этих величин называют волновым полем. Распространение волны — это изменение волнового поля с течением времени. [c.14]

При большом различии волновых сопротивлений в среде и в слое, т. е. при > 1 (как в примере со стальной плитой в воздухе, когда С 10 ) или при С <С 1 (как было бы, например, при полном прохождении звука из стального полупространства в стальное полупространство через воздушный слой толщиной в полволны С = 10" ), поле в слое близко к стоячей волне с узлами давления или скорости на границах слоя. Амплитуда этих колебаний (давления — в первом случае и скорости частиц — во втором) весьма велика по сравнению с соответственными величинами в падающей волне это резонансное колебание слоя. [c.160]

Электрическое поле распространяющейся в веществе световой волны взаимодействует с частицами среды и вызывает переизлучение энергии. Если среда не вполне однородна, возникает рассеяние, то есть разброс направлений волновых векторов к при сохранении полной энергии световой волны. При этом световой поток в первонача 1ьном направлении ослабевает (рис. 15.1). [c.235]

Возбуждение упругих волн рассматривается вначале с наиболее элементарного источника, а именно с точечных сосредоточенных сил, действующих в однородной среде. Иа основе изучения -волновых полей от таких простых источников рассматривается задача излучения волн, когда силы приложены к цилиндрическим, сферическим и плоским границам. Для расчета некоторых более сложных источников используется принцип взаимности. При излучении волн точечным источником, действующим в поперечно-изо-тропной среде, возможны регистрация нескольких вступлений S-волны и пояплеяпе каустик. Коротко обсуждаются характеристики некоторы.х устройств, возбуждающих сейсмические волны применительно к упрощенны.м математическим моделям источников. Аналогичным образом рассматриваются вопросы, относящиеся к регистрации волн. Предполагается, что такие характеристики волн, как с-корость движения частиц, напряжение или дилатация, могут быть в принципе измерены. Поэтому приводятся некоторые экспоримепты, в которых были сде.таны попытки измерить указанные параметры существуюихими датчиками. [c.10]

Полученный результат означает, что к любому вектору к, характеризующему состояние электронов в среде с периодическим потенциалом, всегда можно добавить любой вектор g обратно решетки, причем это изменение к не приводит к изменению состояния электрона. Мы еще раз показали, что вектор к в рассматриваемом случае определяется с точностью до вектора g. Итак, состояния электронов с векторами к, различающимися на вектора g, эквивалентны. Поскольку вектор к, характеризующий поведение, например, электронов при их взаимодействии с периодическим потенциальным полем, оказывается определенным несовсем однозначно, он приобретает свойства, которые отличают его от волновых векторов тех же электронов, но свободных, не взаимодействующих с периодическим полем. По этой причине к часто называют не волновым, а квазиволновым вектором. Соответственно связанный с ним импульс р называют квазиимпульсом, а частицы в твердых телах, распространяющиеся в периодическом, поле и характеризуемые векторами к, р и т. п., называют квазичастицами (эту приставку иногда все же опускают). [c.61]

ВОЛНА бегущая—распространение возмущения в среде ВОЛНА (световая — электромагнитное излучение, содержащее в своем составе синусоидальные электромагнитные волны с длинами волн в диапазоне 0,4...0,76 мкм синусоидальная—распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящих со строго определенной частотой спиновая — волна нарушений спинового порядка в магнитоупорядоченной среде (ферромагнетике, ферримагнетике и антиферромагнетике) ударная — распространение в среде области, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях уединенная — волна с устойчивым профилем в нелинейной диспергирующей среде, ведущая себя подобно частице цилиндрическая— волна, имеющая цилиндрический волновой фронт) ВОЛНЫ [вторичные — волны электромагнитные, излучаемые молекулами в процессе вынужденных колебаний той же частоты, что и падающий свет гравитационные — поверхностные волны, в которых основную роль играет сила тяжести или свободное гравитационное поле, излучаемое ускоренно движущимися массами де Бройля — волны, связанные с любой движущейся частицей и отражающие ее квантовую природу инфразнуковые — волны звуковые с частотой у<16Гц] [c.227]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

Ход лучей может быть описан также с помощью нек-рых вариац. методов (см. Наименьшего действия принцип), В этом обнаруживается аналогия между поведением полей и частиц, стимулировавшая в своё время развитие квантовой (волновой) механики.. Лучи в неоднородных средах ведут себя как траектории частиц в соответствующих силовых полях отсюда проистекает, в частности, сходство принципов действия оптических и электронных микроскопов, а также, в более широком смысле, сходство обычной оптики с электронной или оптикой любых др. частиц. [c.321]

ИОНОСФЕРНЫЙ ВОЛНОВОД — область пространства между поверхностью Земли и ионосферой, внутри к-рой происходит локализация радиоволн. Наряду с И. в., ниж. границей к-рого служит поверхность Земли, существуют приподнятые И. в. Локализация радиоволн в таких И. в. осуществляется как за счет пе.мопо-тонного распределения ионосферной плазмы по высоте, так и за счёт сферичности Земли. В лучевом приближении распространение радиоволн в И. в. подобно движению классич, частицы в поле с потенциалом —t (z = = м (z)-(-2z/7 , где e(z) — ди.электрич. проницаемость среды, Z — высота над поверхностью Земли, И — радиус Земли, 2<Л. Роль уровня онергни для излучателя на поверхности Земли играет величина ё — — соа а, гдо а— угол излучения, составляемый волновым вектором с горизонталью. Минимумы и (z) соответствуют И, в. Поведение u(z) изображено на рис. [c.215]

Наряду с туннельным переходом чисто квантовым эффектом является над барьерное отражение, происходящее при энергиях, превосходящих высоту барьера (и даже в отсутствие к.-л. барьера, напр, при прохождении частицы над потенц. ямой). Классич. частица в этом случае свободно проходит над барьером и лишь её кинетич. энергия изменяется от величины (6 — Vi) до величины ( —V. ) [при прохождении слева направо в поле с V(x), изображённой на рис. 6]. Волновым аналогом надбарьерпого отражения частиц является частичное отражение световой волны от границы раздела двух прозрачных сред. Для гладких [c.286]

В Н. с. даже в отсутствие случайных воздействий возможны чрезвычайно сложные, нерегулярные коле-бат. и волновые режимы, требуюнще для своего описания привлечения вероятностных методов, — т. н. стохастические колебания. Такие колебания может совершать, напр., частица в двумерном погенц. поле при нек-рых формах потенц. рельефа. Стохастическим является также взаимодействие квазимонохроматич. волн в нелинейной среде, когда возбуждено лгаого волн и каждая из них участвует во мн. элементарных взаимодействиях, удовлетворяющих условиям синхронизма,— т. н. слабая турбулентность (см. Турбулентность плазмы). [c.313]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...