В частности, выражение вида icon

В частности, выражение вида



НазваниеВ частности, выражение вида
Дата конвертации29.07.2012
Размер103.68 Kb.
ТипДокументы

1. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭФИРЕ


Описание взаимодействия электронов с физическим вакуумом (эфиром) следовало бы начать с предпосылок самого общего характера. Известно, что различного рода частицы (или локальные неоднородности), находящиеся в некоторой непрерывной среде, рассеивают падающие на них волны любого типа. Если расстояние, с котopoгo приходит волна, значительно больше характерных размеров частицы, то падающую волну с достаточной степенью точности можно считать плоской, а волну, рассеянную частицей, на значительном удалении от последней - сферической. Для данного процесса не являются особо существенными ни природа волн, ни природа частицы, важно лишь наличие между ними сколько-нибудь заметного взаимодействия, что в конечном итоге может характеризоваться величиной эффективного сечения рассеяния частицей энергии волн определенного типа ().

Под волной в некоторой материальной среде следует понимать любое изменение физической величины u (возмущение), распространяющееся в пространстве с течением времени с определенной скоростью v, характерной для данной среды. Скорость распространения возмущения (скорость волны) определяется внутренними упругими и инерционными свойствами данной среды и при малых возмущениях является постоянной величиной. Для величин, характеризующих состояние среды при волновых процессах (например, плотность, смещение частиц, давление и т.п.), справедливо волновое уравнение


u = 1/v2 2u/ t2. (1)


В частности, выражение вида

u = f (t – rn/v) (2)


называют уравнением плоских волн. В уравнении (2) u - любая величина, характеризующая состояние среды, r - радиус-вектор точки пространства, в которой рассматривается изменение той или иной величины, n - единичный вектор, совпадающий с направлением распространения плоской волны. Уравнение сферической волны имеет вид:

u = 1/r f (t – r/v). (3)


При этом если энергия волны не поглощается средой, то средний поток энергии через сферу любого радиуса должен иметь одинаковое значение (закон сохранения энергии). Отсюда следует, что амплитуда незатухающей сферической волны обратно пропорциональна расстоянию r от источника волны. Соответственно средняя плотность потока энергии <J> обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

Теперь уточним некоторую терминологию, а также определимся с основными понятиями из механики сплошной среды [28].
Пусть в среде выделен элементарный объем V, обладающий некоторой кинетической энергией, Wk = /2( u/ t)2V, (V - масса объема,  u/ t - его скорость), а также потенциальной энергией упругой деформации Wp, тогда выражение

w= W/V = (Wk + Wp)V (4)


дает плотность энергии в каждый момент времени в разных точках пространства, Например, для плоской синусоидальной (или гармонической) волны, описываемой уравнением


u(r,t) = a cos( t – kr + ) , (5)


где a -амплитуда волны, - начальная фаза, - угловая частота, k = kn - волновой вектор, имеющий направление нормали к волновой поверхности и равный по модулю волновому числу k = 2 / ( - длина волны), имеем [28]:


w =  a2 2sin2 ( t – kr + ) , (6)


где учтено, что для гармонических колебаний Wk = Wp . Соответственно среднее по времени значение плотности энергии в каждой точке среды

=  a2 2/2. (7)


Таким образом, среда, в которой распространяются волны, обладает некоторой дополнительной энергией, доставляемой от источника волн в различные точки среды самой волной. Количество энергии, переносимое волной через некоторую поверхность в единицу времени, называют потоком энергии через эту поверхность. Ф = dW/dt - скалярная величина, имеющая размерность мощности. Для характеристики потока энергии в разных точках пространства вводится векторная величина, называемая плотностью потока энергии. Если через площадку Sp, перпендикулярную к направлению распространения волн, переносится за время t энергия W, тогда модуль плотности потока энергии равен

J = Ф/Sp = W/Spt , (8)

Если рассматривать ориентированную площадку dS = n dSp, то последнее соотношение лучше переписать в виде


dФ = J dS, (9)


где J - вектор Умова, который может быть выражен через плотность энергии и скорость волн [29], J = wv. Когда говорят об интенсивности волны в данной точке, то имеют в виду среднее по времени значение плотности потока энергии, переносимой волной


<J> = <w>v. (10)


Другими словами, под интенсивностью волны понимается средняя энергия, переносимая волной за секунду (или мощность) через волновую поверхность площадью 1 м2. В частности, интенсивность звуковых волн имеет специальное название – сила звука.

Поскольку в дальнейшем рассматриваются волновые процессы в эфире, характеризуемые скоростью распространения света с, то удобно сразу перейти от обозначения v к стандартному с.

Для одномерного случая (плоская волна) волновое уравнение можно записать в общем виде

с2 uxx =utt. (11)


Решение такого уравнения записывается в виде линейной комбинации двух произвольных функций Ф и F, определяемых из начальных условий,

u(x,t) = Ф(x - ct) + F(x + ct). (12)


Функция Ф(x - ct) называется прямой бегущей волной, а функция F(x +ct) - обратной бегущей волной. Данное естественное толкование непосредственно следует из физической интерпретации решений. Функцию u(x,t) называют отклонением некоторой физической величины в точке x в момент времени t.

Процесс распространения волны, бегущей в прямом направлении, представлен на рис.1 в системе координат u,x,t. Допустим, что в начальный момент времени при t = 0 в точке с координатой x0 имелось некоторое отклонение Ф(x0). Пусть из этой точки в положительном направлении оси OX в момент времени t = 0 начинает двигаться наблюдатель со скоростью с. В момент времени t1 он окажется в точке x1 = x0 + ct , и величина отклонения, которую наблюдатель будет видеть в точке x1 в момент времени t1 , составит


u = Ф(x1 - ct1) = Ф(x0).


Таким образом, наблюдатель в любой момент времени будет видеть в точке, где он находится, одну и ту же величину отклонения.

Cледовательно, начальный профиль волны будет двигаться со скоростью с в положительном направлении оси ОХ как жесткая система, не изменяя формы.

Итак, пусть на частицу падают произвольные по форме однонаправленные волны, которым присуща интенсивность


<J> = <w>c. (13)



o

xo

x1

Ф(xo))


t1


u

t

Ф(x1-ct1)

x

Рис.1. Процесс распространения плоской волны (представлен в координатах u,x,t)


Падающие с некоторого направления на частицу волны теряют при рассеянии поток энергии

<J> = c <w>  , (14)


где - полное эффективное сечение рассеяния волн. Рассеиваясь на частице, волны сообщают ей некоторый импульс p, т.е. оказывают на нее давление со средней силой <F> (т.к. выбор направления при этом не играет решающей роли, можно говорить о скалярных величинах)


<dp/dt> = = /c = . (15)


Отметим, что соотношение (15), в силу законов сохранения импульса и энергии, выполняется универсально для волн любого типа, т.е. и в акустике, и в электродинамике [30,31].

Если на частицу падает монохроматическая плоская волна, то частица будет колебаться с частотой, приблизительно равной частоте падающей волны (при отсутствии заметного движения частицы в направлении распространения волны). В случае же, если волны не являются гармоническими, а имеют характер случайных возмущений произвольной формы со случайной начальной фазой (всплески волн, импульсные воздействия), частотный спектр таких волн является сплошным. В этом случае частица будет совершать случайные колебания (“вздрагивать”*) рассеивая при этом соответственно случайные волны с непрерывным спектром. Очевидно, в силе остаются выражения (13) - (15) для усредненных по времени величин, а также соотношения (1) - (4). Подобные случайные волны могут приходить от любых частиц и других объектов, находящихся в движении в непрерывной среде. Если поток энергии, который падает на отдельную частицу, является в среднем изотропным, то и рассеянный поток энергии в виде сферических волн при усреднении по времени будет также изотропным, т.е. обладать в среднем сферической симметрией.

В качестве квазинепрерывной среды, в которой распространяются различного рода случайные волны, рассматривается эфир, а в роли частиц, рассеивающих волны, принимаются относительно свободные, дискретные, компактно локализованные частицы, отчетливо наблюдаемые в соответствующих физических экспериментах, - электроны, позитроны, протоны и др. Относительно структуры эфира пока можно было бы воздержаться от преждевременных гипотез, однако некоторые положения все-таки поддаются анализу.

Во-первых, эфир - это материальная среда, характеризующаяся чрезмерно малой диссипацией энергии, т.е. аналогом в этом отношении могла бы быть сверхтекучая жидкость. Во-вторых, эфир - это “обширная и однородная материальная субстанция” (по Максвеллу), характеризующаяся высокими упругими свойствами, поскольку они определяют величину скорости света.


______________________

*Если в качестве такой частицы иметь в виду электрон, то можно предложить следующий термин - “trembling electron” (дрожащий электрон).


Наконец, эфир может быть заполнен разнообразными частицами, находящимися в непрерывном движении в связанном состоянии, имеющими нулевую эффективную массу и являющимися в целом электронейтральными, как показано в работе [26] ( в некотором отношении аналог электронно-позитронного физического вакуума П.А.М. Дирака). Волновые процессы в эфире можно представить таким образом, что отдельная микрочастица является преобразователем случайных флуктуаций эфира во вторичные сферические волны рассеяния с тем же частотным спектром (т.е. выступает в роли точечной принимающей и одновременно излучающей антенны). При этом энергия сферических волн рассеяния постоянно пополняется за счет флуктуаций эфира*.


_______________________

*Можно предложить наглядный зрительный образ: поплавок, находящийся на волнующейся поверхности водоема, порождает, в свою очередь, вокруг себя “малые” концентрические волны, заимствуя энергию от “больших” волн водоема. В этой ситуации интересно задаться вопросом о соотношении запасов механической энергии у “поплавка-микрочастицы” и у “водоема-эфира”.








Похожие:

В частности, выражение вида iconНетеистическая религиозность
Можно назвать три основных вида нетеистической религиознос­ти, различающихся, в частности, по характеру источников, которыми может...
В частности, выражение вида icon5 курс Самостоятельная работа. 1в. Числовое выражение и выражение с переменной
...
В частности, выражение вида iconОсновы полярной логики1
Такое выражение будет означать, что выражение Х обоснована на меру выражения у. Частным случаем таких выражений будет запись
В частности, выражение вида iconЛогические законы и правила преобразования логических выражений Пример Упростить логическое выражение
Пример Упростить логическое выражение: Пример Упростить логическое выражение
В частности, выражение вида iconВся жизнь Господу
Эта молитва не только выражение полной покорности, но и выражение нашего искреннего, горячего желания добра всему человечеству Мы...
В частности, выражение вида iconРоссийская Федерация Управление по образованию и науке администрации города Сочи Краснодарского края
Рабочая программа1 вида «Русский язык» 1 вида, М. С. Соловейчик, Н. С. Кузьменко, 2006г
В частности, выражение вида iconУрок-путешествие Тема: Вычитание в случаях вида цели: 1 закрепить знания вычитания в случаях вида
Оборудование: кораблик, геометрические фигуры, человечки из геометрических фигур
В частности, выражение вида iconЧто означает слово?  Толковать библейское выражение «в начале было слово»
Толковать библейское выражение «в начале было слово» пытались многие. Наиболее убедительным мне показалось в своё время толкование...
В частности, выражение вида iconВ. П. Скачкова Региональная культура 6 класс Пособие для учителя ско школа-интернат 3-4 вида Липецк
Ско школы-интерната 3-4 вида города Липецка с детьми, имеющими зрительную патологию
В частности, выражение вида iconКонтрольная работа «Повтор материала курса алгебры VIII класса» Вариант При каких значениях Х имеет смысл выражение: ? Упростить выражение
Дополнительное задание: Два пешехода вышли одновременно навстречу друг другу из пунктов m и N, расстояние между которыми 25 км. Первый...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов