1tom - 0234.htm
^309
«
будет -происходить его сильнее экспоненциальное затухание, как это следует из выражения (1).
Лит.: Блохияцеп Д. И,, Основы квантовой механики, ti изд., М., 19£3; Стрэттон Д ж. А., Теория нлсктро-магноти:*ма, Int'p. с аигл.1, М.≈ Л., 1048. С. П. Аллилуев. ВОЛНОВОЙ ПУЧОК ≈ пучок бегущих воли, создающих полковое поле, ограниченное в поперечном сочении. Обычно ото набор плоских волн, волновые векторы к-рых составляют небольшие углы с направлением геом. луча ≈ прямолинейного в однородных средах и криволинейного в плавно неоднородных. Поля В. п. допускают приближ╦нное описание с помощью ур-шш квазнои-тики.
ВОЛНОВОЙ ФРОНТ ≈ поверхность, на всех точках к-рой волна имеет в данный момент времени одинаковую фазу. Распространение волны происходит в направлении нормали к В. ф. и может рассматриваться как движение В. ф. В тр╦хмерном случае волновое ноле, создаваемое точечным источником (мопополсм, диполем и т. д.), в изотропной среде имеет сферич, В. ф.,в дву-нсрных системах (напр., волны на поверхности водо╦мов) ≈ цилиндрические или круговые, в одномерных системах (линии передачи, волноводы) ≈ плоские В, ф. ВОЛНОВЫЕ УСКОРИТЕЛИ ≈ устройства для ускорения ионов волнами пространственного заряда с регулируемой фазовой скоростью, возникающими в электронном пучке при его прохождении через определ╦нные волповодньте структуры. Пример такого ускорения ≈ авторезонаисное ускорение ионов. См. Коллективные методы ускорения, ВОЛНЫ
Содержание
Волновые уравнения ................ 316
Интерференция ноли. Стоячие волны ........ 318
Направляемые волны ................ 311)
Отражение и преломление волн ........... 319
Модулированные волны. Групповая скорость. , . HliO Сферически"- it цилиндрические волны .... . . .320
Волновые пучки и лучи .............. 321
Дифракцин волн .................. '622
Возбуждение волн ................. .422
Эффект Доплера. Среды с переменными параметрами 32Н Нелинейные полны ................. 323
Простые волны .................. 324
Ударные волны .................. 324
Солитоны ...................... 325
Модулированные нелинейные волны .... . . . . .325
Нелинейные ьолновые пучки ..... . . . . . . .325
Взаимодействие волн ....,,.....,..,. 3116
Волны в активных средах ............. 327
Автоволны ..................... 327
Случайные волны ........,..,,,... 328
В.≈ изменения нек-рой совокупности физ. величин (полей), способные перемещаться (распространяться), удаляясь от места их возникновения, или колебаться внутри огранич. областей пространства. В совр. понимании понятие В. настолько широко и многозначно, что фактически невозможно указать ни одного признака, общего для всех видов движений или процессов, к-рые ваша интуиция или традиция относит к волновым.
Вероятно, первоначально понятие В. ассоциировалось с колебаниями водной поверхности (см. Волны на поверхности жидкости). Характерный признак таких В.≈ перемещений изменений уровня поверхности па заметные расстояния за сч╦т только колебат. или вра-щат. движений частиц воды, участвующих в волнооб-разоваиии. Аналогичными свойствами обладают меха-кич. движения и в других пространственно распредел╦нных системах (системах с распредел╦нными параметрами)', напр., продольные упругие аолны в газах, жид-костяхт тв╦рдых телах, плазме способны перемещаться в пространстве и тем самым переносить энергию, кол-во движения (импульс) и др. величины да сч╦т последоват. передачи их от одних частиц к другим без обязат. переноса самих частиц вместе с В. Такие В. наз. также акустическими или звуковыми. Конечно, В. могут распространяться н в условиях общего (дрейфового) сноса среды (ветры, течения и т. л.) и даже сами вызывать такой спос. по роль этих дрейфов во мн. случаях пассивна ≈ в том смысле, что они, видоизменяя характер В., не
предопределяют саму возможности их существования. Для механмч. волновых движений необходима «среда обитания», ибо они суть возмущения параметров этой среды. Однако в общем случае В, не обязательно связаны с наличием вещества. Напр., эл.-магн. В, в вакууме представляют собой взаимосвязанные изменения олектрич. и магн. полей, а гравитационные волны являются изменениями геом. свойств пространства ≈ времени. Во мл. случаях волновъю процессы имеют колебат. характер (см. Колебания], однако возможны и уедин╦нные волны в виде локализованных в пространстве импульсных возмущений (взрывные В., нервный импульс и т. п.).
Важное свойство волновых движений ≈ наличие локальной (близкодействующей) связи между возмущениями в соседних точках пространства. Так, лодъом поверхности воды приводит к нарушению равновесия в прилегающих областях, и благодаря силе тяжести, стремящейся восстановить равновесие, движение захватывает вс╦' новые частицы воды, тем самым порождая В. В натянутой струне роль восстанавливающей силы играет сила упругости. В звуковых В. сжатие отд. участка упругой среды повышает давление в нем, что приводит в движение соседние частицы. В эл.-магн. В. благодаря эл.-магн. индукции изменение напряж╦нности электрич. поля в одной точке порождает магн. поле в соседних точках, и наоборот. При этом всякий раз, когда передача возмущений происходит по законам причинно-следственной связи, т. о. когда источник (причина) возмущения в данной точке обусловливает отклик (следствие) в соседних, скорость передачи этих возмущений не может превышать абсолютного (не зависящего от природы В.) предела, равного скорости света в вакууме с^З-Ю8 м/с.
В реальном веществе распространение В. всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за сч╦т е╦ перехода в тепло; если, однако, потери не слишком велики, процесс сохраняет волновой характер. С др. стороны, в активных, т. е. содержащих источники энергии, средах передача возмущений может сопровождаться их «подпиткой» от этих источников, прич╦м такая подпитка может почти полностью определять характер процесса. Такие процессы (к-рмс, в частности, имеют чрезвычайно важное значение в биологии) тоже относят к волновым (см. ниже раздел Автоволцы).
Вместе с тем в кинематич. смысле понятие Г>, имеет ещ╦ более широкое употребление. К В. можно отнести любые последовательные пространственно-временные изменения поля, даже если они причинно не связаны. Так, в периодической (напр., синусоидальной) бегущей В. фиксированные максимумы и минимумы могут перемещаться с любой скоростью, в т, ч, сверхсветовой (однако любое местное изменение в таком бесконечном процессе уже не может передаваться быстрее, чем со скоростью с). Вообще говоря, изменения состояния системы, исполняемые по определ╦нной (составленной «заранее») программе в разл. точках пространства (напр., зажигание лампочек вдоль цепочки или движение электронного луча по экрану телевизора), могут иметь вид В., распространяющихся с какой угодно скоростью. Однако, напр., передача сигналов вдоль цепочки зажигаемых лампочек (или изображений из телецентра на экран телевизора) ≈ процесс, причинно обусловленный, и его скорость уже не может быть сверхсветовой.
Др. кинематич. особенность В. связана с ролью системы отсч╦та, в к-рой они наблюдаются. Напр., рельеф холмистой местности или любая периодич. пространственная структура (реш╦тка) для движущегося наблюдателя приобретает характер бегущей В., и наоборот ≈ любые В., распространяющиеся без изменения формы со скоростями, меньшими предельной (световой), превращаются в неподвижные пространственные распределения, если их наблюдать в сопутствующей системе отсч╦та.
X
с о
315
")
}
