- •Новая классификация форм механического движения
- •Первый закон Ньютона
- •Современная формулировка
- •Историческая формулировка
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •Современная формулировка
- •Историческая формулировка
- •Реактивное движение
- •Мощность в механике
- •Поля физические
- •Электромагнитная концепция
- •Классификация
- •По характеру взаимодействия с окружающей средой
- •Классификации волн
- •Влияние субстанции
- •По математическому описанию
- •Шкала электромагнитных волн
- •Общие свойства волн Резонансные явления
- •Распространение в однородных средах
- •Дисперсия
- •Поляризация
- •Взаимодействие с телами и границами раздела сред
- •Наложение волн
- •Постулаты
- •Основные характеристики
- •Диссипативная самоорганизация (синергетический подход)
- •Функции состояния
- •Формулировка
- •Формулировки
- •Основные квантовые числа
- •Типы связи
- •Роль катализатора в химической реакции
- •Значение периодической системы
- •Законы стехиометрии
- •История исследования
- •Клеточный уровень
- •Функции белков в организме
- •Каталитическая функция
- •Структурная функция
- •Защитная функция
- •Регуляторная функция
- •Сигнальная функция
- •Транспортная функция
- •Запасная (резервная) функция белков
- •Рецепторная функция
- •Моторная (двигательная) функция
- •Средневековье и возрождение
- •Эволюционные идеи Нового времени
- •Теория Ламарка
- •Катастрофизм и трансформизм
- •Эволюционисты — современники Дарвина
- •Современные теории биологической эволюции
- •Синтетическая теория эволюции
- •Нейтральная теория молекулярной эволюции
- •Катастрофизм
- •Труды Дарвина
- •Закон единообразия гибридов первого поколения
- •Кодоминирование и неполное доминирование
- •Закон расщепления признаков Определение
- •Объяснение
- •Закон независимого наследования признаков Определение
- •Объяснение
- •Генетика пола
- •Определение пола
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Сцепленное наследование
- •Понятие о генетической карте
- •Основные положения хромосомной теории наследственности
- •Фундаментальный смысл энергии
- •Энергия и работа
- •Виды энергии
- •Единицы измерения
- •Мощность в механике
- •Электрическая мощность
- •Неразветвленные и разветвленные электрические цепи
- •Методы расчета цепей
- •Закон Ома
- •Законы Кирхгофа
- •Активная мощность
- •Реактивная мощность
- •Полная мощность
- •Преимущества
- •Недостатки
- •Степень интеграции
Распространение в однородных средах
При распространении волн изменения их амплитуды и скорости в пространстве и появление дополнительных гармоник зависят от свойств анизотропности среды, сквозь которую проходят волны, границ, а также характера излучения источников волн.
Чаще волны в некоторой среде затухают, что связано с диссипативными процессами внутри среды. Но в случае некоторых специальным образом подготовленных метастабильных сред амплитуда волны может, наоборот, усиливаться (пример: генерация лазерного излучения). Наличие в среде резонансных подструктур обусловливает и появление кратковременного и длительного послесвечения.
На практике монохроматические волны встречаются очень редко. Максимально приближаются к монохроматическому излучение лазера, мазера, радиоантенны. Условием монохроматичности является удалённость области рассмотрения от переднего фронта волны, а также характер излучения источника. Если источник некогерентный, излучение состоит из наложения большого числа отрезков волн. Для описания когерентности сигнала вводится понятие время когерентности и длина когерентности [30].
Учитывая свойства субстанции, в которой распространяется излучение, а также сложный в общем случае спектр сигнала, вводится понятие фазовой и групповой скорости волны, то есть скорость «центра тяжести» волнового пакета.
Групповая и фазовая скорости совпадают только для линейных волн в средах без дисперсии. Для нелинейных волн групповая скорость может быть как больше, так и меньше фазовой скорости. Однако иногда принято считать, что когда речь идёт о скоростях, близких к скорости света, проявляется заведомое неравноправие между групповой и фазовой скоростями. Фазовая скорость не является ни скоростью движения материального объекта, ни скоростью передачи данных, поэтому она может превышать скорость света, не приводя при этом ни к каким нарушениям теории относительности. Вместе с тем, это немного не точно. Базовые постулаты теории относительности, как и теоретические построения на них, основываются на распространении света в пустоте, т.е. в среде без дисперсии, в которой фазовая и групповая скорости одинаковы. В вакууме фазовая и групповая скорость распространения света одинаковы, в воздухе, воде и некоторых других средах разница между ними пренебрежимо мала и ею в большинстве случаев можно пренебрегать[31]. Поэтому если фазовая скорость в среде без дисперсии оказывается большей или меньшей скорости света, то такое же значение будет принимать и групповая скорость.
Групповая скорость характеризует скорость движения сгустка энергии, переносимой волновым пакетом, и потому в большинстве случаев не превышает скорость света. Также при распространении волны в метастабильной среде удаётся в определённых случаях добиться групповой скорости, превышающей скорость света в среде, как например при распространении света в сероуглероде.
Поскольку волна переносит энергию и импульс, то её можно использовать для передачи информации. При этом возникает вопрос о максимально возможной скорости передачи информации с помощью волн данного типа (чаще всего речь идёт об электромагнитных волнах). При этом скорость передачи информации никогда не может превышать скорости света в вакууме, что было подтверждено экспериментально даже для волн, в которых групповая скорость превышает скорость света в среде распространения.