книги из ГПНТБ / Джавадов, Д. М. О некоторых явлениях, происходящих во взаимодействующих телах

нарушается. Направление смещения и взаимное притяжение частиц в этих мелких зонах остаются ненарушенными. Поэто­ му световая волна по ту сторону отверстия AB (см. рис. 97а) распространяется так же, как и по эту сторону. Вследствие этого на экране (рис. 976) мы имеем круглое светлое пятно. '' В том случае, когда отверстие AB (см. рис. 97а) меньше дли­ ны волны, строение мелких зон равных сопротивлений, слагаю­ щих мелкие пирамиды и опоясывающие их мелкие пояса, парушаётся. Направление смещения и взаимное притяжение частиц, посредством которых’ распространяются световые волны в этих мелких зонах, нарушаются. Поэтому эти части­ цы под напором световых волн, действующих на препятствие беспорядочно, в. виде струи, выходя из отверстия, сталкива­ ются с такими же частицами, находящимися за отверстием, и создают зону равных сопротивлений, т. е. новую по интенсив­ ности слабую волну. Поскольку свет действует на преграду посредством световых волн, т. е. импульс силы источника освещения £ колеблется, имцульс силы столкновения указан­ ной струи при столкновении с материёй, находящейся за препятствием, будет также колебаться. Поэтому при каждом колебании импульса силы струи по ту сторону отверстия будет возникать новая волна. Таким образом, по ту сторону отверстия вследствие колебания импульса силы столкнове­ ния струи будут образовываться новые волны, т. е. зоны рав­ ных сопротивлений.

На рис. 98 приводится схема действия света на преграду

освещенности световых колец, приведенных на рис. 97е, от их центра к периферии ослабляется.

Из изложенного в §§ 4, 5 (см. также § § 19 и 20) следует, что в процессе распространения волны, кроме смещения час­ тиц, других явлений не происходит. Следовательно, свечение

101

ки; на пяти строчках представлено расположение частиц сре­ ды в последовательные моменты времени. Первая строчка дает положение частиц в начальный момент времени t —-0, когда все частицы занимают положение равновесия и край­ няя частица О лишь получила ускорение ш, направленное кверху. Вторая строчка дает °'"

положение частиц через чет-, верть периода после начала движения: частица О достигла своего . крайнего отклонения вверх; частица А приобрела лишь ускорение w, направлен­ ное вверх. Третья строчка дает положение частиц через поло­ вину периода после начала дви­ жения; частица О проходит по­ ложение равновесия идя вниз; частица А достигает крайнего отклонения вверх; частица В приобретает лишь ускорение w, направленное вверх. Четвертая строчка дает положение частиц через три четверти периода пос­ ле начала движения: частица О

достигла крайнего отклонения вниз; частица А проходит поло­ жение равновесия, идя вниз; частица В достигла крайнего отклонения кверху; частица С приобретает ускорение w, на­ правленное вверх и т. д. Таким образом, по мнению ряда физиков, можно проследить распространение колебаний дальше.

На рис. 100 приводится такое же построение для продоль­ ной ролны. Разница только в том, что смещение частиц про­ исходит в направлении распространения колебаний. Как вид­ но из рис. 100, при продольной волне наблюдаётся сближение частиц и удаление их друг от друга, вследствие чего в среде возникают сгущения (области, обведенные на рисунке) и раз­ режения; процесс распространения волны, по изложению физиков, сопровождается перемещением областей сгущения й разрежения. Далее отмечается то, что являются ли волны,'" распространяющиеся в среде, продольными или поперечными зависитот упругих свойств среды: Так, если при сдвиге одного слоя среды по отношению к другому слою возникают упругие силы, стремящиеся возвратить сдвинутый слой в- положение равновесия, то считают, что в среде могут распространяться поперечные волны. Такой средой принято считать твердое

103

тело. Далее отмечается, что если в среде не возникают упру­ гие силы при сдвиге параллельных слоев относительно друг друга, то поперечные волны не могут образоваться. При этом жидкости и газы относят к среде, в которой поперечные вол­ ны не распространяются. Однако в то же время отмечается, что последнее не относится к поверхности жидкости, в кото-

Р'ис. 100. Схема распространения продольной волны (из книги С. Э. Фриш и А. В. Тимарева

[47], стр. 411)

рой могут распространяться и поперечные волньй Последнее исключение, на наш йзгляд, приводится для сглаживания про­ тиворечия, имеющегося в изложенной теории распространения волн. Так, из изложенной теории следует, что в жидкостях и газах поперечные волны распространяться не будут. Однако волны, возникающие на поверхности ’жидкостей, исходя из изложенной теории распространения волн, фактически сле­ дует отнести к поперечным волнам. При распространении сфе­ рической волны, исходя из изложенной теории распростране­ ния волн, энергия колебания смежных частиц А и Б (рис. 101) последующим частицам должна передаваться в радиальном направлении. Очевидно, при подобной передне энергии колеба­ ния частиц А и Б (см. рис. 101) последующим частицам непосредственная пербдача энергии колебания частиц А и Б будет происходить по направлениям ААп и ББп. Поэтому воз-

Рис. 101. Схема передачи энергии колебания частиц сферической волне 1

104

Суждение частиц, расположенных между направлениями ААп и ББп, будет происходить посредством их силы взаимного притяжения. В связи с этим энергия, колебания частиц, рас­ положенных между направлениями ААп и ББп, будет меньше, чем энергия колебания частиц, расположенных по направле­ ниям ААп и ББп.

*г

Р ис. 102. Построение плоской волны по

Гюйгенсу (из книги С. Э. Фриш и А. В. Тимарева [47])

Следовательно, фронт сферической волны на отрезке Ап, Бп в данном случае будет ограничиваться не частью окруж­ ности Ап Бп (см. рис 101), как это должно быть, а пунктир­ ной линией, соединяющей частицы Ап и Бп.

Рис. 103. Построение сфериче­ ской волны по Гюйгенсу (из

книги С. Э. Фриш и А. В. Тимарева [47])

Из изложенного ясно, что последнее' не соответствует истинному фронту сферической волны. В данном случае мы привели только два примера, показывающих несостоятель­ ность теории распространения поперечных и продольных волн. Подобных примеров можно привести много. Однако в этом нет надобности.

Одной из принятых на сегодня теорий распространения волн является принцип Гюйгенса, предложенный им-в 1690 г.- Гюйгенс считает, что каждую точку среды, до которой дошел волновой фронт, можно рассматривать как новый источник колебания. Исходя из1подобного понятия распространения волн, Гюйгенс предложил метод построения плоской и сфери­

105

ческой волн, приведенных на рис. 102 н 103. Основанием для заключения Гюйгенса послужило понятие о дифракции, при­ нятое на сегодня в физике.

Из изложенного в § 15 ясно, что понятие о явлении диф-' ракции, принятое на сегодня в физике, не соответствует действительности. Следовательно, принцип и построение Гюй­ генса также не соответствуют действительности. Кроме того, если обратить внимание на построение Гюйгенса, то можно заметить, что в местах, где элементарные волны перекрывают друг друга (см. рис. 102 и 103), колебание должно усилиться. Поэтому при распространении волн должны проявляться неровности, что фактически не наблюдается.'

§ 19. Строение лучей и волн в плоской анизотропной среде при плоском источнике излучения

Из процессов объемной деформации анизотропных.тел ясно, что при сжатии анизотропных слоев посредством плос­ ких штампов непосредственно под последними возникают упругие ядра и зоны равных сопротивлении, ограниченные поверхностью тригональных призм. На противоположной час­ ти этих ядер и зон в шахматном порядке возникают упругие ядра и зоны равных сопротивлений, ограниченные поверх­ ностью тетрагональных призм. Механическая энергия в ани­

составляющих начало лучей. Так, на рис. 31 каждая толстая стрелка, приложенная к торцу слоя, будет .соответствовать направлению оси луча в слое, а каждая тектоническая полуотдельность, к центру грани которой приложены эти стрел­ ки, — началу луча.

Таким образом, на отрезке слоя, приведенного на рис. 31, будет всего три луча, границам которых соответствуют тонкие линии вдоль слоя (вдоль рисунка), и каждый луч на этом рисунке состоит из пя.ти узлов, т. е. параллелепипедов, грани­ цам которых соответствуют тонкие поперечные и продольные линии (по рисунку). Смещение частиц в каждом узле, т. е. в параллелепипеде, ві пределах упругости и их смещение за ее пределатг происходит так, как это описано в § 4 по схеме, приведенной на рис. 46.

Из изложенного видно, что силы сжимающего плоского • штампа распространяются посредством узлов, составляющих лучи. Очевидно, смещение частиц по лучу начнется от-узла,

106

V -

примыкающего к штампу, и в дальнейшем они будут сме­ щаться по последующим узлам последовательно.

Известно, что луч располагается перпендикулярно к поверхности волны. Поэтому смежные узлы лучей, находя­ щиеся под одним и тем же напряжением, будут составлять воли/. При этом узлы лучей, примыкающее к штампу, будут составлять первую волну и т. д. Так, па рис. 31 смеж­ ные узлы лучей, находящиеся под одним, п тем же напряжени­ ем, ограничиваются поперечными (по рисунку) тонкими лини­ ями, т. е. эти линии соответствуют границам волн и попереч­ ному сечению фронта предыдущей волны. Следовательно, на отрезке слоя, приведенного па' данном рисунке, имеется все­ го пять воли. Строение волны будет соответствовать совокуп­ ности строения узлов, составляющих данную волну.

Лучи и волны между собой располагается-параллельно. В дальнейшем эти лучи будем называть плоскопараллельнымп лучами, а волны — плоскопараллельными волнами.

Выше было установлено, что параллельные лучи при плос­ ком штампе (источнике излучения), в анизотропном слое состоят из узлов II каждый узел состоит из упругих ядер и трехосных эллипсоидных зон равных сопротивлений. В про­

липсоцда. Из процесса возникновения зон равных сопротивле­ ний, рассмотренного в § 6, известно, что в процессе сжатия слоя непосредственно над упругими ядрами возникают текто­ нические пояса отдельностей с трехсторонним попереч­ ным сечением," состоящие из мелких поясных зон равных соп­ ротивлений (см. рис. 64 и 65). Из изложенного ясно, что энергия сжимающих трехосных цолуэллипсоидных штампов (источников излучения) — ядер излучается посредством этих поясных отдельностей. При этом основание каждого луча бу­

пунктирными'линиями и пунктирными линиями с точкой. При этом лучи, ограниченные пунктирными линиями, будут рас­ сеивающими, а лучи, ограниченные пунктирными линиями с точкой, собирающими (см. рис. 64). Строение этих лучей в тектонической отдельности будет плоским, четырехугольного очертания. Толщина луча от периферии к центру излуче­ ния — к центру тектонической отдельности — будет умень­ шаться. Эти лучи будут наподобие лепешки четырехугольного

107

очертания с толщиной в центре тектонической отдельности в одну материальную точку. Поэтому эти лучи будем называть плоскими лучами. Плоские лучи, так же как и параллель­ ные, состоят из узлов равных сопротивлений. Однако эти узлы будут поясными. Если узлы этих лучей, находящихся под одним и тем же напряжением, объединить, то они внутри тектонической отдельности будут составлять волну с поверх­ ностью трехосного эллипсоида. Так, схема, .приведенная на рис. 65, соответствует lU части поперечного сечения волны с поверхностью трехосного эллипсоида по плоскости удлине­ ния тектонической отдельности, а схема, приведенная на рис. 66, — поперечному сечению по плоскости максимального сжа­ тия. Поперечные сечения зон равных сопротивлений с эллипти­ ческими очертаниями, приведёнными на рис. 64, соответствуют поперечным сечениям соответствующих частей волн с поверх­ ностью трехосного эллипсоида по плоскости удлинения.

Поверхности эллипсоида деформации, приведенного на рис. 23, эллипсоидов деформации, приведенных на рис. 25, и зоны равных сопротивлений, приведенной на рис. 12, являются окаменевшими волнами с поверхностью трехосного эллипсоида.

стоят из мелких поясных упругих ядер и мелких поясных зон равных сопротивлений с искаженными полуэллиптическими и эллиптическими сечениями. В свою очередь, эти мелкие пояс­ ные зоны равных сопротивлений состоят из мельчайших тектонических, поясных полуотдельностей и тектонических поясных отдельностей с трехсторонними и четырехсторон­ ними сечениями. Наконец, эти мельчайшие тектонические поясные полуотдельности и тектонические поясные отдель­ ности состоят из мельчайших поясных упругих ядер и мель­ чайших поясных зон равных сопротивлений с искаженными полуэллиптическими и эллиптическими сечениями.

Таким образом, тончайшие частицы состоят из поясных отдельностей, и эти поясные отдельности состоят из поясных упругих ядер, и поясных зон равных сопротивлений. Следо­ вательно, эти мелкие, мельчайшие и другие поясные ядра в соответствующих поясных отдельностях "будут . излучать энергию в описанной нами последовательности. В данном случае лучи и узлы, составляющие эти лучи, будут плоскопоясиыми, а волны, состоящие из этих узлов и находящиеся под одним и тем же напряжением, будут поясными. Поперечные сечения этих волн на плоскостях, расположенных параллель­ но плоскости удлинения, будут иметь очертание искаженного эллипса. Одна половина этих поясных лучей будет рассеиваю­ щей, а другая собирающей, как это было в плоских лучах. Так, на рис. 65 тонкие очертания искаженных эллипсов и

108 .

частей их соответствуют поперечным сечениям соответствую­ щих частей мелких поясных волн, а тонкие кривые на рис. 66 — продольным сечениям. Поверхности концентрически* валов, приведенных на рис. 12, 13 и 14, являются-поверх­ ностями одной половины окаменевших поясных волн. *

Частицу в узлах лучейбудут колебаться и смещаться в соответствии с описанной нам^г в §§ 4, 7 и 8 последователь­ ностью по рис. 46 и 65. Строение лучей и волн будет соот­ ветствовать совокупности строения узлов, составляющих дан­ ный луч и волну.

Из-за большого объема графических работ мы не смогли привести схему плоскопоясных лучей и ллоскоиоясных узлов, составляющих эти лучи; надеемся, что приведенное описание

.удовлетворит читателей.

Из изложенного следует, что излучение энергии плоского источника излученид начинается посредством тончайших йлоскопоясных лучей, и эти лучи составляют узлы сравни­ тельно больших плоскопоясных лучен и т. д. Затем конечные плоскопоясные лучи составляют плоские лучи, и, в свою оче­ редь, последние составляют параллельные лучи.

Узлы, находящиеся под одинаковым напряжением первых лучей, составляют поясные волны с поперечным сечением ис­ каженного эллипса, вторых лучей — волны с поверхностью трехосного эллипсоида, наконец, третьих лучей — плоскопа­ раллельные волны. Из схемы, приведенной на рис. 64, видно, что угол падения рассеивающих лучей на плоскости макси­ мального удлинения и угол преломления собирающих лучей от этой плоскости находятся в зависимости от -разме­ ров волны с поверхностью трехосного эллипсоида. В свою очередь, последние находятся в зависимости от силывзаим­ ного притяжения частиц, составляющих данное анизотропное

волн частицы среды, в которой они распространяются, в уз­ лах указанных лучей смещаются на незначительное расстоя­ ние, т. е. каждая частица сходит с места своего расположе­ ния на незначительное расстояние. Очевидно, в пределе упру­ гости при усилении и ослаблении импульса силы источника излучения частицы среды в узлах лучен будут совершать ко­ лебания. Несомненно, что интенсивностьколебания частиц, т. с. сила, удара предыдущей частицы с последующей, будет зависеть от интенсивности колебания импульса силы источ­ ника излучения. По этой причине ослабление и усиление им­ пульса силы источника излучения будет находить свое отра­

109