marta_inj (marta_inj) wrote,
marta_inj
marta_inj

Category:

Солитоны, разные





...Приходя в то или иное место, солитон меняет среду (насыщает ее каким-то видом энергии), но покидая это место, он возвращает все в исходное состояние. Впрочем, и это не вся «правда». Дело в том, что оставляя неизменной среду, солитон, тем не менее, производит важные изменения в окружающем пространстве. Иногда это проявляется в фазовых соотношениях, но чаще – это ощутимые «материальные» изменения. На воде – он «тащит» с собой соответствующий объем воды (перемещение в твердом теле в виде дислокации, или в виде петли на струне, также приводит к перемещению вещества).
...Если представить себе движение солитона вместе с окружностями, аппроксимирующими его форму (как показано на рисунке), то проанализировать его особенности не представит никакого труда.

...
Наверняка многим знакомо весьма необычное поведение гибкого шланга, по которому под большим напором пущена вода. Такой шланг начинает извиваться буквально «как живой» и вырывается из рук. Аналогия с протягиваемой через ролики веревкой здесь очевидна, так как в изогнутом шланге центробежные силы, действующие на движущуюся внутри воду, приводят к идентичным явлениям. Более того, эта аналогия оказывается весьма наглядной и удобной для анализа.
... сила натяжения шланга практически не зависит от угла его изгиба! То есть, она возникает “скачком”, и при малейшем искривлении шланг начнет “вырываться” с очень большой силой Т, зависящей только от скорости подачи воды и ее массы на погонный метр шланга...
Если закрепить шланг так, чтобы его отрезок мог изгибаться только вверх, получим - стоящий на месте бурун (тоже солитон)!


... солитон может “бежать” с горки (рис. 8). Действительно, растянув веревку вниз по наклонной поверхности и пустив по ней одиночную волну, можно убедиться, что волна в этом случае может не только распространяться без затухания, но может даже увеличивать свою амплитуду, наращивая одновременно и скорость движения.

Очевидно, что это происходит за счет того, что солитон на веревке, как мы упоминали ранее, переносит с собой реальную часть массы. Поэтому он расходует потенциальную энергию разложенной на горке веревки (“используя” ее сползание с горки) для компенсации потерь на трение и на увеличение собственной энергии.

...доказательство устойчивости солитона потребовало больших усилий физиков и математиков. И эти усилия были вознаграждены тем, что в математике появился новый раздел, посвященный солитонам, а физики обнаружили, что уравнения и свойства уже известных солитонов могут быть распространены на многие другие явления. В частности, оказалось, что свойствами солитонов обладают такие разные явления как импульсы в нервных волокнах и вращающиеся вихри в идеальной воде.
... в горизонтальном желобе с неподвижной водой для получения солитона, волну необходимо “разогнать” до скорости v0, превышающей некоторое критическое значение . Если этого не сделать, то эксперимент, скорее всего, не удастся.

...в желобе с протекающей по нему водой солитон образуется в случае, если скорость течения воды будет превышать то же критическое значение, зависящее от глубины воды:



Поэтому при быстром течении воды она как бы подскакивает, отталкиваясь от “невидимых неровностей” дна, и образует почти неподвижные бугры, напоминающие одиночные волны.


Оптические солитоны

Солитоны самоиндуцированной прозрачности... Данное явление состоит в следующем: если на резонансную поглощающую среду подать импульс, интенсивность которого превышает некоторое пороговое значение, то импульс сам для себя просветляет среду таким образом, что распространяется в ней без затухания и без изменения своей формы.
Передним фронтом мощный импульс переводит атомы среды из основного состояния в возбужденное, а задним - индуцированным образом возвращает их в основное состояние.
Таким образом, по мере распространения импульс отдает энергию резонансной среде, а затем возвращает ее обратно. Такой обмен энергией требует времени, а потому приводит к резкому замедлению распространения импульса: скорость распространения может быть на два – четыре порядка меньше скорости света c в вакууме... Процессу полного
обмена энергией между импульсом и атомом соответствует полный оборот маятника вокруг точки подвеса на угол 2π . Поэтому солитон СИП называют еще 2π -импульсом.
Длительность импульса p τ должна быть короче времен необратимой релаксации, характерных для рассматриваемого квантового перехода. В противном случае явление самоиндуцированной прозрачности наблюдать невозможно.


Солитон Френкеля-Конторовой описывает движение дислокаций в твердом теле, а также применяется для описания движения доменных стенок в сегнетоэлектриках
Tags: Волны, Свет
Subscribe

  • На примере котиков

    Разве можно спокойно пройти мимо мирно спящего кота?.. Вот котик уютно свернулся или наоборот вольно раскинул лапы, лежа кверху пузом... смотрю на…

  • Тепло весной идет от земли

    Начало в Проталины В этом году наблюдение получилось "чистым" - свободным от влияния солнца, потому что стоял выраженный минус, потом резко…

  • Простенькие бытовые сливы энергии

    Сын-подросток и мать. Сыну тысячу раз было сказано, чтобы мыл посуду за собой как минимум к приходу матери с работы. Но в очередной (двухсотый) раз…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 1 comment