marta_inj (marta_inj) wrote,
marta_inj
marta_inj

Categories:

Энергия волн



Есть ли у частицы в составе волны кинетическая энергия? Вроде нет, потому что ее центр масс никуда не двигается, значит, скорость равна нулю, равно как и кинетическая энергия (разумеется, только в этой система отсчета). Однако частица вращается. Ее потенциальная энергия меняется. Есть ли при этом трение - неизвестно, но какой-то аналог трения должен быть. Например, если молекула воды вот так вращается при прохождении волны, то она, возможно, устанавливает и рвет слабые водородные связи с соседними молекулами воды. Ну, опыт нам подсказывает, что энергия на такое движение все же должна расходоваться (дисперсия волны), а значит, ее нужно откуда-то брать... Впрочем, когда мы спускаемся на уровень молекул, все сразу начинает расплываться. Есть ли у молекулы масса? Вроде есть... ну, по крайней мере, ионы можно разогнать и шмякнуть об стенку и останется след. Чем след длиннее, тем тяжелей частица. А есть ли заряд у молекулы? Если рассматривать молекулу со стороны - нет, потому что протоны и электроны компенсируют друг друга, а внутри молекулы заряд очень даже есть. Хотя тут же приходит мысль, а что такое заряд? А заряд - это просто мера притяжения и расталкивания. Молекула, если она молекула, по химическим канонам не должна особо тянуться к другим молекулам. Хотя "не особо" она все же тянется. А металлы и кристаллы вроде бы вообще молекулами не являются. Ладно, куда-то меня понесло... Вернемся к волнам.
У волны есть фазовая и групповая скорости. А перенос энергии связан с фазовой или с групповой скоростью?





Как вообще волна переносит энергию? Летит такая поперечная волна по морю, вращая частицы на своем пути, но не меняя их (вроде бы), и достигает рано или поздно берега, которому может отдать свою энергию. Какую энергию волна отдает берегу? Потенциальную энергию капель. Потенциальная энергия капель откуда берется? Из кинетической энергии волны, которая у берега не может распространяться в горизонтальном направлении, и по закону сохранения импульса вздымает эти капли вверх. А в чем мы видим передачу энергии? В том, что капли воды могут "ломать" берег. Но вот только что волна, летящая по морю, пыталась "сломать" и связи между молекулами воды, просто эти связи были более упругими, могли растягиваться и снова сокращаться, позволяя воде оставаться как бы единым телом. А связи песчинок берега не такие упругие, существование волны не поддерживают, разваливаются, в результате энергия волны преобразуется в энергию отдельных более мелких частичек песка. А каждая отдельная частичка песка поодиночке несет больше энергии, чем в составе песчинки. Так же, как молекула газа обладает большей энергией, чем та же молекула в составе жидкости или твердого тела.
Мы, когда говорим, что энтропия непобедима, подразумеваем, что энергия системы все время уменьшается, а уменьшается энергия связей, а не системы! И это важно!
Хаос - это большой склад энергии, море частиц, каждая из которых имеет много энергии. А когда из хаоса отдельных молекул или атомов кристаллизуется твердое тело - энергия преобразуется в химические связи этого тела. Которые - почему-то - могут быть упругими или неупругими, прочными или непрочными, способными к излучению света или неспособными.
Tags: dan russell, Волны, Вопросы к науке
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 0 comments