 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Примеры самоорганизующихся систем в физике. Конвективные ячейки Бенара. Лазеры
В живой природе явления самоорганизации очевидны почти везде(подсолнух растёт)
В неживой природе тоже очевидно(снежинки все различны)
1.Эффект Бенара
Возникновение ячеистой структуры в горизонтальном тонком слое жидкости с вертикальным градиентом температуры
В 1900 году вышла статья Бенара с фотографией структуры, напоминающей пчелиные сотки. Такая структура возникает в горизонтальном тонком слое жидкости с вертикальным градиентом температуры.
Подогреваем снизу сосуд, возникает дельта температур. Перенос от верхней к нижней граниàявление теплопроводности.
При некотором критич. значении система становится неустойчивой.V жидкости приходит в движение. Нагреваемые области расширяются, они становятся легче и всплывают; их место занимают более лёгкие области(явление конвенции).
Перенос тепла при этом увеличивается, происходит строго упорядоченным образом
Объём жидкости разделяется на небольшие вертикальные шестигранные призмы-ячейки Бенара.
Особенности эффекта Бенара:
1)упорядоченная структура образуется в результате коллективного поведения молекул
2)системы становятся очень чувствительными к факторам, не влияющими на их поведение вблизи равновесия (здесь гравитация)
3)изменение энтропии ΔS=Q/T2-Q/T1 <0
4)пороговый характер процесса
5)детерминизм и случайность
2.Лазерное излучение.
Рабочее тело лазера может быть твёрдым телом, газом, жидкостью. В любом случае оно состоит из атомов. Атомы, составляющие рабочую среду лазера, либо находятся, либо стремятся перейти на уровень с линии.
При переходе с Е2 на E1 образуется квант света. Пусть атом находится в возбуждённом состоянии Е2 и пусть на такой атом падает фотон(с энергией hν). Этот фотон атом возбуждать не может, но может вызвать высцвечивание, в результате возникают 2 фотона, каждый с энергией hν, которые вылетают из атома в фазе и одновременно движутся в одном направлении. Эти фотоны абсолютно идентичны и усиливают друг друга. Такой процесс называется индуцированным или вынужденным излучением, а само излучение называется когерентным(согласованным)
Если в возбуждённом состоянии не один, а несколько атомов, тогда один единственный фотон вызывает перемещение атомов, возникнет лавина фотонов. Устройство для получения индуцированного светового излучения называется лазером.
Поиск по сайту: