Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
16
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
156.93 Кб
Скачать

î à á à ä А

Зйгзх тЦиумфЦв ЙАгЦкЦа

© ÇËÌÓ„‡‰Ó‚ А.Ç., é‡Â‚ÒÍËÈ А.ç., 2001

А. З. ЗазйЙкАСйЗ

еУТНУ‚ТНЛИ ЩЛБЛНУ-ЪВıМЛ˜ВТНЛИ ЛМТЪЛЪЫЪ (ЪВıМЛ˜ВТНЛИ ЫМЛ‚В ТЛЪВЪ), СУО„УФ Ы‰М˚И еУТНУ‚ТНУИ У·О.

А. з. йкАЦЗлдав

еУТНУ‚ТНЛИ ЛМКВМВ МУ-ЩЛБЛ˜ВТНЛИ ЛМТЪЛЪЫЪ (ЪВıМЛ˜ВТНЛИ ЫМЛ‚В ТЛЪВЪ)

WHISPERING GALLERY WAVES

A. V. VINOGRADOV, A. N. ORAEVSKY

Whispering galleries has been known in many countries since ancient times. The name itself comes from architectural acoustics, and reflects the fact that sound in closed spaces sometimes propagates not along the shortest path, but rather along concave walls or domes. The relevant physical effect, wave propagation along curved interfaces between two media, is known in other wave processes as well, including light propagation. This paper describes the nature of the phenomenon and its modern applications.

тВФ˜Ы˘ЛВ „‡ОВ ВЛ ЛБ‚ВТЪМ˚ Т ‰‡‚МЛı ‚ В- ПВМ ‚ ‡БМ˚ı ТЪ ‡М‡ı. л‡П ЪВ ПЛМ УЪМУТЛЪТfl ТНУ ВВ Н У·О‡ТЪЛ ТЪ УЛЪВО¸МУИ ‡НЫТЪЛНЛ Л Т‚flБ‡М Т ЪВП, ˜ЪУ Б‚ЫН ‚ ФУПВ˘ВМЛflı ЛМУ„‰‡ ‡ТФ УТЪ ‡МflВЪТfl МВ ФУ Н ‡Ъ- ˜‡И¯ВПЫ ФЫЪЛ, ‡ ‚‰УО¸ ‚У„МЫЪ˚ı ТЪВМ ЛОЛ НЫФУОУ‚. лУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ЛИ ЩЛБЛ˜ВТНЛИ ˝ЩЩВНЪ, ТУТЪУfl˘ЛИ ‚ ‡ТФ УТЪ ‡МВМЛЛ ‚УОМ ‚·ОЛБЛ ЛБУ„МЫЪ˚ı „ ‡МЛˆ ‡Б‰ВО‡ ‰‚Ыı Т В‰, ЛБ‚ВТЪВМ Л ‚ ‰ Ы„Лı ‚УОМУ‚˚ı Ф УˆВТ- Т‡ı, ‚НО˛˜‡fl ‡ТФ УТЪ ‡МВМЛВ Т‚ВЪ‡. З ‡- ·УЪВ ‡ТТПУЪ ВМ˚ Ф Л У‰‡ ˝ЪУ„У fl‚ОВМЛfl Л В„У МУ‚ВИ¯ЛВ Ф ЛПВМВМЛfl.

www.issep.rssi.ru

ЗЗЦСЦзаЦ

кfl‰УП ТУ БМ‡ПВМЛЪ˚П ЛТЪУ Л˜ВТНЛП Ф‡ПflЪМЛНУП ‚ иВНЛМВ – п ‡ПУП МВ·‡ М‡ıУ‰ЛЪТfl ˜Ы‰ВТМ‡fl Н‡ПВММ‡fl ТЪВМ‡, Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛˘‡fl ТУ·УИ ФУ˜ЪЛ Б‡ПНМЫЪЫ˛ УН ЫКМУТЪ¸. уЫ‰У Б‡НО˛˜‡ВЪТfl ‚ ЪУП, ˜ЪУ Б‚ЫНЛ ЛОЛ ТОУ‚‡, Ф УЛБМВТВММ˚В ЪЛıЛП „УОУТУП ‚ У‰МУП ЛБ М‡Ф ‡‚ОВМЛИ ‚‰УО¸ ТЪВМ˚, ‚УБ‚ ‡˘‡˛ЪТfl Н „У‚У fl˘ВПЫ Т ‰ Ы„УИ ТЪУ УМ˚, Н‡Н ·Ы‰ЪУ НЪУ-ЪУ ТФЫТЪfl МВНУЪУ УВ ‚ ВПfl Ф У- ЛБМУТЛЪ ЪВ КВ ТОУ‚‡ „УОУТУП „У‚У fl˘В„У, ТЪУfl Б‡ В„У ТФЛМУИ.

лУ‚ ВПВММУВ ЩЛБЛ˜ВТНУВ У·˙flТМВМЛВ ˝ЩЩВНЪ‡ ‰‡О к˝ОВИ ·УОВВ ТЪ‡ ОВЪ ЪУПЫ М‡Б‡‰. йМ УТМУ‚˚‚‡ОТfl М‡ ТУ·- ТЪ‚ВММ˚ı М‡·О˛‰ВМЛflı, Т‰ВО‡ММ˚ı ‚ ТЪ‡ ЛММУИ ¯ВФ- ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВВ, М‡ıУ‰fl˘ВИТfl ФУ‰ НЫФУОУП ТУ·У ‡ Т‚fl- ЪУ„У и‡‚О‡ ‚ гУМ‰УМВ ( ЛТ. 1). СУ МВ„У НУ УОВ‚ТНЛИ ‡ТЪ УМУП Ф ЛФЛТ˚‚‡О ˝ЩЩВНЪ УЪ ‡КВМЛ˛ Б‚ЫНУ‚˚ı ОЫ- ˜ВИ УЪ ФУ‚В ıМУТЪЛ ‚·ОЛБЛ ‚В ¯ЛМ˚ НЫФУО‡. и Л ˝ЪУП

ÑˇÏÂÚ 32 Ï

êËÒ. 1. тВФ˜Ы˘‡fl „‡ОВ Вfl ФУ‰ НЫФУОУП ТУ·У ‡ Т‚fl- ЪУ„У и‡‚О‡ ‚ гУМ‰УМВ

96

ë é ê é ë é Ç ë ä à â é Å êА á é Ç Аí Ö ã ú ç õ â Ü ì ê ç А ã , íéå 7 , ‹ 2 , 2 0 0 1

 

 

î à á à ä А

НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ОЫ˜ВИ, Ф У¯В‰¯Лı ФУ ‡БМ˚П ·УО¸¯ЛП ‰Ы„‡П НЫФУО‡, ЛПВ˛˘В„У ЩУ ПЫ ФУОЫТЩВ ˚, Л ‚ТОВ‰ТЪ- ‚ЛВ ˝ЪУ„У ЫТЛОВМЛВ Б‚ЫН‡ ‰УОКМ˚ Ф УЛТıУ‰ЛЪ¸ ЪУО¸НУ ‚ ЪУ˜НВ, ‰Л‡ПВЪ ‡О¸МУ Ф УЪЛ‚УФУОУКМУИ ЛТЪУ˜МЛНЫ Б‚Ы- Н‡. к˝ОВИ Б‡ПВЪЛО, ˜ЪУ ФУПЛПУ ˝ЪУ„У ˝ЩЩВНЪ‡ ТЫ˘ВТЪ- ‚ЫВЪ В˘В У‰ЛМ: Б‚ЫН ˆВФОflВЪТfl Б‡ ФУ‚В ıМУТЪ¸ ТЪВМ˚ Л ФУОБВЪ ‚‰УО¸ МВВ, Ф Л˜ВП МВУ·flБ‡ЪВО¸МУ ‚‰УО¸ Н ‡Ъ- ˜‡И¯ВИ ‰Ы„Л, ТУВ‰ЛМfl˛˘ВИ ЛТЪУ˜МЛН Л Ф ЛВПМЛН, ‡ ТНУ ВВ ‚‰УО¸ ‰Ы„Л, Н НУЪУ УИ ¯ВФ˜Ы˘ЛИ У· ‡˘ВМ ОЛˆУП. кУО¸ ‚У„МЫЪУИ ФУ‚В ıМУТЪЛ НЫФУО‡ Т‚У‰ЛЪТfl Н ЪУПЫ, ˜ЪУ УМ‡ МВ ‰‡ВЪ ТВ˜ВМЛ˛ ФЫ˜Н‡ ‡Т¯Л flЪ¸Тfl Ъ‡Н КВ ·˚ТЪ У, Н‡Н Ф Л ‡ТФ УТЪ ‡МВМЛЛ ‚ Т‚У·У‰МУП Ф УТЪ-‡МТЪ‚В. ЦТОЛ ‚ ФУТОВ‰МВП ТОЫ˜‡В ТВ˜ВМЛВ ФЫ˜Н‡ ‡ТЪВЪ Ф УФУ ˆЛУМ‡О¸МУ ρ2 (ρ – ‡ТТЪУflМЛВ УЪ ЛТЪУ˜МЛН‡), ‡ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ ЛБОЫ˜ВМЛfl Ф‡‰‡ВЪ Ф УФУ ˆЛУМ‡О¸МУ 1/ρ2, ЪУ ‚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВВ ЛБОЫ˜ВМЛВ Б‡НО˛˜ВМУ ‚ ЫБНУП ТОУВ, Ф ЛП˚Н‡˛˘ВП Н ФУ‚В ıМУТЪЛ. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ Б‚ЫН‡ ‚МЫЪ Л ˝ЪУ„У ТОУfl Ф‡‰‡ВЪ ОЛ¯¸ Ф У- ФУ ˆЛУМ‡О¸МУ 1/ρ, ЪУ ВТЪ¸ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ ПВ‰ОВММВВ, ˜ВП ‚ Т‚У·У‰МУП Ф УТЪ ‡МТЪ‚В. щЪУ Л ВТЪ¸ У·˙flТМВМЛВ к˝- ОВfl. йМ ФУ‰Ъ‚В ‰ЛО В„У Ф flП˚ПЛ ˝НТФВ ЛПВМЪ‡ПЛ, ЛТФУО¸БЫfl Т‚ЛТЪУН Н‡Н ЛТЪУ˜МЛН Б‚ЫН‡, ‡ „У fl˘Ы˛ Т‚В˜Ы Н‡Н Ф ЛВПМЛН.

бМ‡˜ЛЪВО¸МУ ФУБКВ, ‡ ЛПВММУ ‚ М‡˜‡ОВ XX ТЪУОВЪЛfl, ·˚ОУ ЫТЪ‡МУ‚ОВМУ, ˜ЪУ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı ¯‡ ‡ı ПУ„ЫЪ ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡Ъ¸ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМ˚В ‚УОМ˚ Ъ‡НУИ КВ Ф УТЪ ‡МТЪ‚ВММУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚, Н‡Н Л ‚УОМ˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ. щЪЛ ЪЛФ˚ ‚УОМ ‰УО„У МВ Ф Л‚ОВН‡ОЛ Н ТВ·В ‚МЛП‡МЛfl ‚ФОУЪ¸ ‰У ФУТОВ‰МВ„У ‰ВТflЪЛОВЪЛfl, НУ„‰‡ УМЛ ‚‰ Ы„ ТЪ‡ОЛ Ф В‰ПВЪУП ¯Л УНУ„У ЛТТОВ‰У‚‡МЛfl Л Ф Л- ПВМВМЛfl ‚ УФЪЛНВ. иУ˜ВПЫ?

уЪУ·˚ УЪ‚ВЪЛЪ¸ М‡ ˝ЪУЪ ‚УФ УТ, М‡‰У ФУМflЪ¸, ˜ЪУ КВ Ъ‡НУВ ‚УОМ˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ, Ф Л Н‡НЛı ЫТОУ‚Лflı УМЛ ‚УБМЛН‡˛Ъ. СОfl ˝ЪУ„У МВУ·ıУ‰ЛПУ ЛТТОВ‰У‚‡Ъ¸ ТЪ ЫНЪЫ Ы ФУОfl ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı ЪВО‡ı ТЩВ Л˜ВТНУИ ЩУ П˚. й‰М‡НУ Ф В‰‚‡ ЛЪВО¸МУ УЪ‚ВЪЛП М‡ ‚УФ УТ, Н‡- НУ‚˚ ‰УОКМ˚ ·˚Ъ¸ Т‚УИТЪ‚‡ П‡ЪВ Л‡О‡, ЛБ НУЪУ У„У ЛБ- „УЪУ‚ОВМ‡ ТЪВМН‡, ˜ЪУ·˚ ‚·ОЛБЛ МВВ ‡ТФ УТЪ ‡МflО‡Т¸ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМ‡fl ‚УОМ‡ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ.

лЗйвлнЗА еАнЦкаАгйЗ

д‡Н ЛБ‚ВТЪМУ, ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛВ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl Т ‚В˘ВТЪ‚УП ı‡ ‡НЪВ ЛБЫВЪТfl ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸˛ ε. к‡ТТПУЪ ЛП ‰Оfl Ф УТЪУЪ˚ ‚У„МЫЪУВ БВ Н‡ОУ, У· ‡БУ‚‡ММУВ ˆЛОЛМ‰ Л˜ВТНУИ „ ‡МЛˆВИ ‡Б- ‰ВО‡, УЪ‰ВОfl˛˘ВИ ‚‡НЫЫП УЪ ‚В˘ВТЪ‚‡ ( ЛТ. 2). ЦТОЛ М‡ БВ Н‡ОУ ЛБ ‚‡НЫЫП‡ Ф‡‰‡ВЪ ОЫ˜ ФУ‰ Ы„ОУП ТНУО¸КВМЛfl α, ЪУ ФУТОВ ПМУ„УН ‡ЪМ˚ı УЪ ‡КВМЛИ УМ ‚˚И‰ВЪ Т Ф УЪЛ- ‚УФУОУКМУ„У НУМˆ‡, У· ‡БЫfl, У˜В‚Л‰МУ, ‚ТВ ЪУЪ КВ Ы„УО α Т ФУ‚В ıМУТЪ¸˛. йФ В‰ВОЛП ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ ЛБОЫ˜В- МЛfl М‡ ‚˚ıУ‰В ‰Оfl ТНУО¸Бfl˘Лı Ы„ОУ‚ α 0.

P'

e 1

Q'

 

e = 1

P a

Y

a Q

 

O

êËÒ. 2. ЗУОМ‡ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ Ы ФУ‚В ıМУТЪЛ ‚У- „МЫЪУ„У БВ Н‡О‡. лЪ ВОН‡ПЛ ЫН‡Б‡М˚ М‡Ф ‡‚ОВМЛfl ‚ıУ‰‡ Л ‚˚ıУ‰‡ ‚УОМ˚. é – ˆÂÌÚ Í Ë‚ËÁÌ˚ Á ͇·, α – Û„ÓÎ ÒÍÓθÊÂÌËfl, PP' Ë QQ' – Н‡Т‡ЪВО¸М˚В Н ФУ- ‚В ıМУТЪЛ БВ Н‡О‡

и Л Н‡К‰УП УЪ ‡КВМЛЛ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ ЛБОЫ˜ВМЛfl ЫПМУК‡ВЪТfl М‡ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ УЪ ‡КВМЛfl, УФ В‰ВОflВ- П˚И ЩУ ПЫОУИ о ВМВОfl

In + 1 = r(α) 2 In ,

 

r(α) = sinα ε cos

2

α 1 + 2

(1)

--

--α--------.

sinα + ε cos2

α

ε 1

й‰МУ‚ ВПВММУ Ф Л Н‡К‰УП УЪ ‡КВМЛЛ ОЫ˜ ФУ‚У ‡˜Л- ‚‡ВЪТfl М‡ Ы„УО 2α. иУ˝ЪУПЫ, У·У„МЫ‚ БВ Н‡ОУ, ОЫ˜ ЛТФ˚- Ъ‡ВЪ N = Ψ/(2α) УЪ ‡КВМЛИ, „‰В Ψ – Ы„ОУ‚УИ ‡ТЪ‚У БВ Н‡О‡. м˜ЛЪ˚‚‡fl (1), М‡ıУ‰ЛП ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ ОЫ˜‡ ФУТОВ N УЪ ‡КВМЛИ

IN = I0 r(α)

2N

 

1

2

α

N 2

(2)

 

I0

--------------- .

 

 

 

 

 

ε 1

 

 

è Ë Ï‡Î˚ı ۄ·ı ÒÍÓθÊÂÌËfl (α 0) У‰МУН ‡ЪМ˚И НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ УЪ ‡КВМЛfl (1) ТЪ ВПЛЪТfl Н 1, МУ ˜ЛТОУ УЪ ‡КВМЛИ N ‚УБ ‡ТЪ‡ВЪ. иВ ‚УВ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚У Ф Л‚У- ‰ЛЪ Н Ы‚ВОЛ˜ВМЛ˛ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪЛ ФЫ˜Н‡, ‡ ‚ЪУ УВ – Н ЫПВМ¸¯ВМЛ˛. З ЛЪУ„В ‚ Ф В‰ВОВ α 0 Ó̇ Ó͇Á˚‚‡ÂÚÒfl Ì Á‡‚ËÒfl˘ÂÈ ÓÚ Û„Î‡ α:

IN

2

≈ 1

2

α N

≈ exp 2ΨRe

1

.

(3)

---- = R(α)

 

ε--------1--

ε--------1--

I0

 

 

 

 

 

 

иУОЫ˜ВММ‡fl ЩУ ПЫО‡ УФЛТ˚‚‡ВЪ ‚УОМ˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‚ ‡БОЛ˜М˚ı П‡ЪВ Л‡О‡ı Л ‡БМ˚ı ‰Л‡Ф‡БУМ‡ı ‰ОЛМ ‚УОМ. з‡Ф ЛПВ , ‚ ТОЫ˜‡В ‚Л‰ЛПУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl Л ТЪВМНЛ, ЛБ„УЪУ‚ОВММУИ ЛБ ТЪВНО‡ ЛОЛ ‰ Ы„У„У Ф УБ ‡˜- МУ„У П‡ЪВ Л‡О‡, ε ≡ n20 > 1 (Á‰ÂÒ¸ n0 – ФУН‡Б‡ЪВО¸ Ф В- ОУПОВМЛfl). СОfl ТЪВНО‡ n0 = 1,5, ЛТФУО¸БЫfl ЩУ ПЫОЫ (3), М‡ıУ‰ЛП НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ УЪ ‡КВМЛfl ‚УОМ˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡- ОВ ВЛ Ф Л У·У УЪВ М‡ 180° (Ψ = π): |R|2 = e−5,617 = 0,36%, ˜ЪУ УБМ‡˜‡ВЪ ТЛО¸МУВ УТО‡·ОВМЛВ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪЛ. З ‰‡М- МУП ТОЫ˜‡В ˝ЪУ Т‚flБ‡МУ Т ЪВП, ˜ЪУ, ‚˚ ‡К‡flТ¸ flБ˚НУП

Ç à ç é É êА Ñ é Ç А . Ç . , é êА Ö Ç ë ä à â А . ç . Ç é ã ç õ ò Ö è ó ì ô Ö â ÉА ã Ö ê Ö à

97

 

 

î à á à ä А

к˝ОВfl, ‚УОМ‡ МВ ЪУО¸НУ ФУОБВЪ ‚‰УО¸ „ ‡МЛˆ˚ ‡Б‰ВО‡, МУ Л Ф УТ‡˜Л‚‡ВЪТfl Б‡ МВВ, ФУТНУО¸НЫ ФУПЛПУ УЪ ‡КВМЛfl Ф ЛТЫЪТЪ‚ЫВЪ Л Ф ВОУПОВМЛВ М‡ „ ‡МЛˆВ. З ТОЫ˜‡В ‡ОП‡Б‡ n0 = 2,4 Л ‡М‡ОУ„Л˜МУВ ‚˚˜ЛТОВМЛВ ФУН‡Б˚‚‡ВЪ, ˜ЪУ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ УЪ ‡КВМЛfl ·УО¸¯В: |R| = 5,6%. м ПВ- Ъ‡ООУ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ УН‡Б˚‚‡ВЪТfl НУПФОВНТМУИ ‚ВОЛ˜ЛМУИ, Ф Л˜ВП Л ‚В˘ВТЪ‚ВММ‡fl Л ПМЛП‡fl ˜‡ТЪЛ ε ‚ВОЛНЛ (·УОВВ 10). З ˝ЪЛı ЫТОУ‚Лflı ‚УО- М‡ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‡ТФ УТЪ ‡МflВЪТfl Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ МВ ФУ„ОУ˘‡flТ¸.

н‡НЛП У· ‡БУП, ЩУ ПЫО‡ (3) ФУН‡Б˚‚‡ВЪ, ˜ЪУ ·О‡„У- Ф ЛflЪМ˚П ЫТОУ‚ЛВП ‰Оfl ‡ТФ УТЪ ‡МВМЛfl ˝ОВНЪ УП‡„- МЛЪМ˚ı ‚УОМ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ fl‚ОflВЪТfl М‡ОЛ˜ЛВ ФУОМУ„У ‚МВ¯МВ„У УЪ ‡КВМЛfl, НУ„‰‡ ε < 1. нУ„‰‡ ФУН‡Б‡ЪВО¸ ˝НТФУМВМЪ˚ ‚ (3) ˜ЛТЪУ ПМЛП˚И Л, ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, |R| = = 1. щЩЩВНЪ ФУОМУ„У ‚МВ¯МВ„У УЪ ‡КВМЛfl ıУ У¯У ЛБ- ‚ВТЪВМ ‰Оfl ВМЪ„ВМУ‚ТНЛı ОЫ˜ВИ, Ъ‡Н Н‡Н ‰Оfl МЛı ε < 1 Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ ‰Оfl О˛·У„У П‡ЪВ Л‡О‡.

щНТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚В ЛТТОВ‰У‚‡МЛfl ВМЪ„ВМУ‚ТНЛı ‚УОМ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ М‡˜‡ОЛТ¸ МВ‰‡‚МУ. з‡·О˛‰‡В- П˚И НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ УЪ ‡КВМЛfl ıУЪfl Л ‚ВОЛН, МУ БМ‡˜Л- ЪВО¸МУ ПВМ¸¯В 100% ЛБ-Б‡ ФУ„ОУ˘ВМЛfl, Т‚flБ‡ММУ„У Т ЛУМЛБ‡ˆЛВИ ‚МЫЪ ВММЛı ˝ОВНЪ УММ˚ı У·УОУ˜ВН П‡ЪВ-Л‡О‡ УЪ ‡К‡ЪВОfl. зВТПУЪ fl М‡ ˝ЪУ, ˝ЩЩВНЪ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‚ ВМЪ„ВМУ‚ТНУП ‰Л‡Ф‡БУМВ ‚ М‡ТЪУfl˘ВВ ‚ ВПfl ¯Л УНУ У·ТЫК‰‡ВЪТfl Н‡Н У‰М‡ ЛБ МВПМУ„Лı ‚УБПУКМУТЪВИ ЫФ ‡‚ОВМЛfl ФЫ˜Н‡ПЛ ВМЪ„ВМУ‚ТНУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl.

ЙВУПВЪ У-УФЪЛ˜ВТНЛИ ФУ‰ıУ‰, ЛТФУО¸БУ‚‡ММ˚И ‚ ˝ЪУП ‡Б‰ВОВ, ıУЪfl Л УН‡Б‡ОТfl ВБЫО¸Ъ‡ЪЛ‚М˚П, МВ ПУКВЪ Ф ВЪВМ‰У‚‡Ъ¸ М‡ УФЛТ‡МЛВ ФУОМУИ Н‡ ЪЛМ˚ fl‚ОВМЛfl. иУ˝ЪУПЫ, ФВ ВıУ‰fl Н ЛБЫ˜ВМЛ˛ ПУ‰ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡- ОВ ВЛ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı ¯‡ ‡ı, ·Ы‰ВП УФЛ ‡Ъ¸Тfl М‡ ‚УОМУ‚˚В Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛfl.

лнкмднмкА ейС тЦиумфЦв ЙАгЦкЦа З СащгЦднкауЦлдйе тАкЦ

СОfl УФЛТ‡МЛfl ‚УОМ ТЩВ Л˜ВТНУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ Ы‰У·- МУ ФУО¸БУ‚‡Ъ¸Тfl ТЩВ Л˜ВТНЛПЛ НУУ ‰ЛМ‡Ъ‡ПЛ ‚ПВТЪУ ‰ВН‡ ЪУ‚˚ı. З ТЩВ Л˜ВТНУИ ТЛТЪВПВ НУУ ‰ЛМ‡Ъ ( ЛТ. 3) ФУОУКВМЛВ ЪУ˜НЛ (x, y, z) ÓÔ Â‰ÂÎflÂÚÒfl  ‡ÒÒÚÓflÌËÂÏ

УЪ ˆВМЪ ‡ НУУ ‰ЛМ‡ЪМУИ ТЛТЪВП˚ ρ = x2 + y2 + z2 Л М‡- Ф ‡‚ОВМЛВП Ф flПУИ, Ф У‚В‰ВММУИ ‚ ˝ЪЫ ЪУ˜НЫ ЛБ ˆВМЪ-‡. з‡Ф ‡‚ОВМЛВ ВВ Б‡‰‡ВЪТfl ‰‚ЫПfl Ы„О‡ПЛ θ Л ϕ. зВ- Ъ Ы‰МУ ЫТЪ‡МУ‚ЛЪ¸ Т‚flБ¸ ПВК‰Ы ТЩВ Л˜ВТНЛПЛ (ρ, θ, ϕ) Л ‰ВН‡ ЪУ‚˚ПЛ (x, y, z) ÍÓÓ ‰Ë̇ڇÏË ÚÓ˜ÍË:

x = ρsinθcosϕ, y = ρsinθsinϕ, z = ρcosθ. (4)

СВЪ‡О¸МУВ ЛТТОВ‰У‚‡МЛВ, ‚ УТМУ‚В НУЪУ У„У ОВК‡Ъ Ы ‡‚МВМЛfl е‡НТ‚ВОО‡, ФУН‡Б‡ОУ, ˜ЪУ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪ- М˚В ‚УОМ˚ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ¯‡ В, М‡ıУ‰fl˘ВПТfl ‚ ‚‡-

z

(x, y, z)

θ

ρ

0

y

ϕ

x

êËÒ. 3. СВН‡ ЪУ‚‡ Л ТЩВ Л˜ВТН‡fl ТЛТЪВП˚ НУУ ‰ЛМ‡Ъ

НЫЫПВ, ПУ„ЫЪ ·˚Ъ¸ УФЛТ‡М˚ Т ФУПУ˘¸˛ ТОВ‰Ы˛˘В„У ФУЪВМˆЛ‡О‡:

Umnq (ρ, θ, ϕ) = Cmnq

περ

(m)

( cosθ)

sinmϕ,

--------- Jν(

εkρ)Pn

(5)

 

2

 

 

cosmϕ.

З ˝ЪУИ ЩУ ПЫОВ ‚‚В‰ВМ˚ ТОВ‰Ы˛˘ЛВ У·УБМ‡˜ВМЛfl: Н‡Н Л ‡МВВ, ε – ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ ‚В˘ВТЪ‚‡,

ЛБ НУЪУ У„У ЛБ„УЪУ‚ОВМ ¯‡ ; ε – ФУН‡Б‡ЪВО¸ Ф ВОУПОВМЛfl ‚В˘ВТЪ‚‡; ТЛП‚УОУП Jν(x) Ó·ÓÁ̇˜Â̇ ÙÛÌ͈Ëfl

ЕВТТВОfl ФУ fl‰Н‡ ν, ‡ ТЛП‚УОУП P(nm)( cosθ) – Ъ‡Н М‡Б˚- ‚‡ВП˚В Ф ЛТУВ‰ЛМВММ˚В ФУОЛМУП˚ гВК‡М‰ ‡, Ф Л˜ВП ν = n + 1/2. ÇÂ΢Ë̇ k У·˚˜МУ М‡Б˚‚‡ВЪТfl ‚УОМУ‚˚П ˜ЛТОУП. йМУ Т‚flБ‡МУ Т ˜‡ТЪУЪУИ НУОВ·‡МЛИ (‚УОМ) ˝ОВН- Ъ УП‡„МЛЪМУ„У ФУОfl ωn ТУУЪМУ¯ВМЛВП k = ωn /c, „‰Â Ò – ТНУ УТЪ¸ Т‚ВЪ‡ ‚ ‚‡НЫЫПВ. ЗВОЛ˜ЛМ‡ Cmnq МВ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ НУУ ‰ЛМ‡Ъ. йМ‡ УФ В‰ВОflВЪТfl ˝МВ „ЛВИ ‚УОМ ‚МЫЪ Л ¯‡-‡ Л ПУКВЪ Б‡‚ЛТВЪ¸ УЪ ‚ ВПВМЛ. и Л Ы‚ВОЛ˜ВМЛЛ ˝МВ - „ЛЛ ‚МЫЪ Л ¯‡ ‡ УМ‡ ‚УБ ‡ТЪ‡ВЪ, Ф Л ЫПВМ¸¯ВМЛЛ Ы·˚‚‡- ВЪ. З У·˘ВП ТОЫ˜‡В ВВ ЛБПВМВМЛВ ‚У ‚ ВПВМЛ УФЛТ˚‚‡ВЪТfl Ы ‡‚МВМЛВП

d2Cmnq

2 dCmnq

2

 

-----dt-----2-----

+ τ---m---n--q -----dt--------

+ ωmnq Cmnq = F(t),

(6)

„‰Â ‚Â΢Ë̇ F(t) ОЛМВИМУ Т‚flБ‡М‡ Т М‡Ф flКВММУТЪ¸˛ ‚МВ¯МВ„У ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМУ„У ФУОfl, ‚УБ·ЫК‰‡˛˘В„У ФУОВ ‚ ¯‡ В.

е‡ЪВП‡ЪЛ˜ВТНЛИ Л ЩЛБЛ˜ВТНЛИ ТП˚ТО ‚ВОЛ˜ЛМ τmnq Ë ωmnq , ‡ Ú‡ÍÊ Ë̉ÂÍÒÓ‚ m, n, q ФУflТМЛП МЛКВ. б‰ВТ¸ КВ ЫПВТЪМУ Т‰ВО‡Ъ¸ МВ·УО¸¯УВ ЩЛОУТУЩТНУВ УЪТЪЫФОВМЛВ. оУ ПЫО‡ (5) ПУКВЪ М‡ТЪУ УКЛЪ¸ ˜ЛЪ‡ЪВОfl, ВТОЛ УМ ‡- МВВ МВ ‚ТЪ В˜‡ОТfl Т ЩЫМНˆЛflПЛ ЕВТТВОfl Л ФУОЛМУП‡ПЛ гВК‡М‰ ‡. щЪЛ ЩЫМНˆЛЛ УЪМУТflЪТfl Н ‡Б fl‰Ы Ъ‡Н М‡- Б˚‚‡ВП˚ı ТФВˆЛ‡О¸М˚ı ЩЫМНˆЛИ. й‰М‡НУ М‡П Ф В‰- ТЪ‡‚ОflВЪТfl, ˜ЪУ ‰ВОВМЛВ ЩЫМНˆЛИ М‡ ˝ОВПВМЪ‡ М˚В Л

98

ë é ê é ë é Ç ë ä à â é Å êА á é Ç Аí Ö ã ú ç õ â Ü ì ê ç А ã , íéå 7 , ‹ 2 , 2 0 0 1

 

 

î à á à ä А

ТФВˆЛ‡О¸М˚В – ‰‡М¸ ЛТЪУ ЛЛ. иУ ТЫ˘ВТЪ‚Ы ‚ ˝ЪЛı ЩЫМНˆЛflı МВ ·УО¸¯В ТФВˆЛ‡О¸МУ„У, ˜ВП ‚ Ъ Л„УМУПВЪ-Л˜ВТНЛı ЩЫМНˆЛflı ЛОЛ ОУ„‡ ЛЩП‡ı. ЗВ‰¸ БМ‡˜ВМЛfl sinx ËÎË logx Ì‡Ï ËÁ‚ÂÒÚÌ˚ Ì ·ÓΠ˜ÂÏ Á̇˜ÂÌËfl Jν(x) ËÎË P(nm)( cosθ): Л ЪВ Л ‰ Ы„ЛВ ‡ТТ˜ЛЪ˚‚‡˛ЪТfl ФУ УФ В- ‰ВОВММ˚П ‡О„У ЛЪП‡П. и УТЪУ ТЛМЫТ˚ Л ОУ„‡ ЛЩП˚ ·УОВВ Ф Л‚˚˜М˚, ˜ВП “·ВТТВОfl” Л “ОВК‡М‰ ˚”, МУ ФУОЫ˜ЛЪ¸ Лı ˜ЛТОВММ˚В БМ‡˜ВМЛfl ЛОЛ ФУТЪ УЛЪ¸ Лı „ ‡- ЩЛНЛ У‰ЛМ‡НУ‚У Ф УТЪУ. З˚ М‡·Л ‡ВЪВ ‚ Ф У„ ‡ППВ Mathematica ТЛП‚УО N[BesselJ[ν,x]] Л ФУОЫ˜‡ВЪВ МЫКМУВ БМ‡˜ВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ ЕВТТВОfl ФУ fl‰Н‡ ν ‚ ЪУ˜НВ x. дУМВ˜- МУ, ‚ПВТЪУ ‚ВОЛ˜ЛМ ν Л x ТЪ‡‚ЛЪТfl НУМН ВЪМУВ ˜ЛТОУ. лЛП‚УО Plot[BesselJ[ν ,x],{x,0,x0}] (ν – НУМН ВЪМУВ ˜ЛТОУ) ТЪ УЛЪ „ ‡ЩЛН ЩЫМНˆЛЛ ЕВТТВОfl ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ x ‚ ËÌÚ ‚‡Î (0, x0). нУ КВ Т‡ПУВ ПУКМУ ТН‡Б‡Ъ¸ Л У ФУОЛМУП‡ı гВК‡М‰ ‡. а ˝ЪУ МЛ˜ЫЪ¸ МВ ТОУКМВВ, ˜ВП М‡·Л-‡Ъ¸ N[Sin[x]] ЛОЛ Plot[Sin[x],{x,0,x0}] ‰Оfl ‚˚˜ЛТОВМЛfl ТЛМЫТ‡ ЛОЛ ФУТЪ УВМЛfl В„У „ ‡ЩЛН‡. С Ы„ЛПЛ ТОУ‚‡ПЛ, НУПФ¸˛ЪВ ˚ ‚У ПМУ„УП ТМЛП‡˛Ъ ·‡ ¸В ПВК‰Ы ˝ОВПВМ- Ъ‡ М˚ПЛ Л ТФВˆЛ‡О¸М˚ПЛ ЩЫМНˆЛflПЛ.

оУ ПЫО˚ (5) ‰Оfl ФУЪВМˆЛ‡ОУ‚ ФУБ‚УОfl˛Ъ ФУ УФ В- ‰ВОВММ˚П Ф ‡‚ЛО‡П ‚˚˜ЛТОЛЪ¸ НУПФУМВМЪ˚ ‚ВНЪУ У‚ ˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı Л П‡„МЛЪМ˚ı ФУОВИ. б‰ВТ¸ ЩУ ПЫО˚ ‰Оfl ФУОВИ МВ Ф Л‚У‰flЪТfl ЛБ-Б‡ Лı УЪМУТЛЪВО¸МУИ „ УПУБ‰- НУТЪЛ. л‡ПЛ ФУ ТВ·В УМЛ МВ ФУЪ В·Ы˛ЪТfl ‰Оfl ФУМЛ- П‡МЛfl ЛБО‡„‡ВПУ„У П‡ЪВ Л‡О‡ Л МЫКМ˚ ОЛ¯¸ ‰Оfl ТФВˆЛ‡О¸М˚ı ‡Т˜ВЪУ‚. нВП МВ ПВМВВ ‚‡КМУ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ‚УБПУКМ˚В ‚УОМ˚ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ¯‡ В ФУ‰ ‡Б‰В- Оfl˛ЪТfl М‡ ‰‚‡ НО‡ТТ‡. й‰ЛМ ЛБ ˝ЪЛı НО‡ТТУ‚ МВ ЛПВВЪ ТУТЪ‡‚Оfl˛˘Лı (Ф УВНˆЛИ) ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl ФУ М‡- Ф ‡‚ОВМЛ˛ ‡‰ЛЫТ‡ ¯‡ ‡. н‡НУИ НО‡ТТ ‚УОМ ФУОЫ˜ЛО М‡Б‚‡МЛВ ФУФВ В˜МУ-˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У Л У·УБМ‡˜‡ВЪТfl ТЛП‚УОУП нЦ. С Ы„УИ НО‡ТТ ‚УОМ МВ ЛПВВЪ ‡‰Л‡О¸МУИ ТУТЪ‡‚Оfl˛˘ВИ П‡„МЛЪМУ„У ФУОfl. йМ М‡Б˚‚‡ВЪТfl ФУФВ-В˜МУ-П‡„МЛЪМ˚П Л У·УБМ‡˜‡ВЪТfl ТЛП‚УОУП нз. аБ ЩУ ПЫО (5) ТОВ‰ЫВЪ, ˜ЪУ ‡БМ˚В ЪЛФ˚ ‚УОМ ПУКМУ ı‡-‡НЪВ ЛБУ‚‡Ъ¸ Ъ ВПfl ЛМ‰ВНТ‡ПЛ – m, n, q. èÓ˝ÚÓÏÛ ˜‡Ò-

ÚÓ Ô˯ÛÚ: ‚ÓÎ̇ íÖmnq ËÎË ‚ÓÎ̇ íçmnq . à̉ÂÍÒ˚ m Ë n fl‚ÌÓ ÙË„Û Ë Û˛Ú ‚ (5): ‰Îfl ‡ÁÌ˚ı Ë̉ÂÍÒÓ‚ m Ë n ‚ıÓ-

‰fl˘ЛВ ‚ ˝ЪЫ ЩУ ПЫОЫ ЩЫМНˆЛЛ ‡БОЛ˜М˚. аМ‰ВНТ ν КВТЪНУ Т‚flБ‡М Т n. çÓ „‰Â ÒÍ ˚Ú Ë̉ÂÍÒ q Л ˜ЪУ УМ ı‡ ‡НЪВ-ЛБЫВЪ? СВОУ ‚ ЪУП, ˜ЪУ ЩЫМНˆЛfl ЕВТТВОfl, Н‡Н Л ТЛМЫТ, fl‚ОflВЪТfl УТˆЛООЛ Ы˛˘ВИ ЩЫМНˆЛВИ. З УЪОЛ˜ЛВ УЪ ТЛМЫ- Т‡ УМ‡ М‡˜ЛМ‡ВЪ УТˆЛООЛ У‚‡Ъ¸ МВ Т ‡БЫ, ‡ ТУ БМ‡˜ВМЛИ

‡ „ЫПВМЪ‡ x > ν, Л ‡ПФОЛЪЫ‰‡ УТˆЛООflˆЛИ ВВ МВ ФУТЪУflМ- М‡, ‡ Ы·˚‚‡ВЪ Т УТЪУП ‡ „ЫПВМЪ‡. щЪУ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚У Ф У‰ВПУМТЪ Л У‚‡МУ М‡ ЛТ. 4. йТˆЛООЛ Ыfl ЩЫМНˆЛfl ЕВТТВОfl ‡Б Б‡ ‡БУП Ф УıУ‰ЛЪ ˜В ВБ МЫО¸. н‡Н ‚УЪ ЛМ- ‰ВНТ q ФУН‡Б˚‚‡ВЪ, ТНУО¸НУ МЫОВИ ЩЫМНˆЛЛ ЕВТТВОfl ЫПВ˘‡ВЪТfl ‚ Ф В‰ВО‡ı ‡‰ЛЫТ‡ ¯‡ ‡.

З ˜ВП ТП˚ТО ФУ‰ ‡Б‰ВОВМЛfl ‚УОМ М‡ НО‡ТТ˚ Л ЪЛ- Ф˚? ЗУ-ФВ ‚˚ı, Н‡К‰˚И ЪЛФ ‚УОМ˚ ЛПВВЪ Т‚У˛ ТФВˆЛЩЛ˜ВТНЫ˛ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛ˛ ФУОfl: ‰Оfl ‡БМ˚ı ЛМ‰ВНТУ‚

Jn (x)

 

 

 

Jn (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

J1

(x)

J5 (x)

0,15

 

 

 

J

100

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

6

8

 

100

110 120

0,2

 

 

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

0,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

êËÒ. 4. оЫМНˆЛЛ ЕВТТВОfl ФВ ‚У„У, ФflЪУ„У Л ТУЪУ„У ФУ fl‰НУ‚. з‡ ЛТЫМНВ ˜‡ТЪ¸ УТЛ ‡·ТˆЛТТ ЛБ˙flЪ‡. з‡ ЛБ˙flЪУП Ы˜‡ТЪНВ ЩЫМНˆЛЛ J1(x) Ë J5(x) Ф У‰УОК‡˛Ъ УТˆЛООЛ У‚‡Ъ¸, Б‡ЪЫı‡fl ФУ ‡ПФОЛЪЫ‰В. оЫМНˆЛfl КВ J100 (x) ̇ ˝ÚÓÏ Û˜‡ÒÚÍÂ Ô ‡ÍÚ˘ÂÒÍË ‡‚̇ ÌÛβ

ФУОfl ЛПВ˛Ъ ‡БМУВ ‡ТФ В‰ВОВМЛВ ‚ Ф УТЪ ‡МТЪ‚В. зУ, ФУК‡ОЫИ, Т‡ПУВ „О‡‚МУВ ТУТЪУЛЪ ‚ ЪУП, ˜ЪУ Н‡К‰˚И ЛБ ˝ЪЛı ЪЛФУ‚ ЛПВВЪ ‡БМ˚В ТУ·ТЪ‚ВММ˚В ˜‡ТЪУЪ˚. бМ‡˜В- МЛfl ТУ·ТЪ‚ВММ˚ı ˜‡ТЪУЪ Б‡‚ЛТflЪ УЪ ЛМ‰ВНТУ‚ Л ФУ˝ЪУПЫ У·УБМ‡˜‡˛ЪТfl ТЛП‚УОУП ωmnq . ЦТОЛ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛИ ¯‡ ·Ы‰ВЪ ФУ‰‚В КВМ ‚УБ‰ВИТЪ‚Л˛ ‚МВ¯МВИ ˝ОВНЪ У- П‡„МЛЪМУИ ‚УОМ˚, ЪУ ‚ ¯‡ В ‚УБМЛНМВЪ (‚УБ·Ы‰ЛЪТfl) ЪУЪ ЪЛФ ‚УОМ˚, ‰Оfl НУЪУ У„У ˜‡ТЪУЪ‡ ‚УБ‰ВИТЪ‚Ы˛˘В„У ФУОfl fl‚ОflВЪТfl ВБУМ‡МТМУИ, ЪУ ВТЪ¸ ·ОЛБНУИ Н В„У ТУ·- ТЪ‚ВММУИ ˜‡ТЪУЪВ. щЪУ, НУМВ˜МУ, МВ УБМ‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ ‰ Ы- „ЛВ ЪЛФ˚ ‚УОМ ТУ‚ТВП МВ ‚УБ·Ы‰flЪТfl, МУ Лı ‡ПФОЛЪЫ‰˚ ·Ы‰ЫЪ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ ПВМ¸¯В ‡ПФОЛЪЫ‰˚ ВБУМ‡МТМУ„У ЪЛФ‡. ЦТОЛ Ф В‰ФУОУКЛЪ¸, ˜ЪУ ¯‡ ФУ‰‚В „‡ВЪТfl ‚УБ- ·ЫК‰ВМЛ˛ ‚МВ¯МВИ ‚УОМ˚, ЛБПВМfl˛˘ВИТfl ФУ ТЛМЫТУ- Л‰‡О¸МУПЫ Б‡НУМЫ, Ъ‡Н ˜ЪУ F(t) = Asinωt, ЪУ ‡ПФОЛЪЫ‰‡ ЫТЪ‡МУ‚Л‚¯ЛıТfl ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМ˚ı НУОВ·‡МЛИ (‚УОМ) ‚ ¯‡ В, ТУ„О‡ТМУ Ы ‡‚МВМЛ˛ (6),

Cmnq =

A

sin(ωt + ψmnq ),

(7)

------m---n--q--------ω)-------2---+-----1-------τ---m2---n--q

 

 

 

tgψmnq = 1/(ωmnq − ω)τmnq ; ‚Â΢Ë̇ ψmnq УФЛТ˚‚‡ВЪ Т‰‚Л„ Щ‡Б˚ ПВК‰Ы ‚УБ·ЫК‰‡˛˘ЛП Л ‚УБ·ЫК‰‡ВП˚П ФУОВП.

аБ ЩУ ПЫО˚ (7) ‚Л‰МУ, ˜ЪУ М‡Л·УО¸¯Ы˛ ‡ПФОЛЪЫ‰Ы ·Ы- ‰ВЪ ЛПВЪ¸ ЪУЪ ЪЛФ ‚УОМ˚, ‰Оfl НУЪУ У„У ωmnq = ω.

ЦТОЛ ПУ‰‡ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ФУ‰‰В КЛ‚‡ВЪТfl ‚МВ¯- МЛП ЛТЪУ˜МЛНУП ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМУ„У ФУОfl, ЪУ УМ‡ ·Ы‰ВЪ ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡Ъ¸ ‚ТВ ‚ ВПfl, ФУН‡ ФУ‰‚У‰ЛЪТfl ‚УБ·ЫК‰‡˛- ˘‡fl ˝МВ „Лfl. зУ ‚УЪ ‚МВ¯МЛИ ЛТЪУ˜МЛН ‚˚НО˛˜ВМ. лНУО¸НУ ‚ ВПВМЛ Ф УТЫ˘ВТЪ‚ЫВЪ ФУОВ ‚МЫЪ Л ¯‡ ‡? к‡Т˜ВЪ˚ Т ЛТФУО¸БУ‚‡МЛВП Ы ‡‚МВМЛfl (6) ФУН‡Б˚‚‡˛Ъ, ˜ЪУ ФУОВ ‚МЫЪ Л ¯‡ ‡ УТˆЛООЛ ЫВЪ, Ы·˚‚‡fl ФУ ˝НТФУМВМˆЛ‡О¸МУПЫ Б‡НУМЫ:

Cmnq (t) = C0 exp

 

t

 

sin(Ωmnq t + φ),

 

–--------

 

 

τmnq

(8)

 

 

 

 

 

 

2

 

1

Ωmnq = ωmnq –--------.

τ2mnq

Ç à ç é É êА Ñ é Ç А . Ç . , é êА Ö Ç ë ä à â А . ç . Ç é ã ç õ ò Ö è ó ì ô Ö â ÉА ã Ö ê Ö à

99

 

 

î à á à ä А

лНУ УТЪ¸ Ы·˚‚‡МЛfl ‡ПФОЛЪЫ‰˚ УТˆЛООflˆЛИ УФ В‰ВОflВЪТfl Ф‡ ‡ПВЪ УП τmnq , НУЪУ ˚И М‡Б˚‚‡ВЪТfl ‚ ВПВМВП КЛБМЛ ПУ‰˚.

нВФВ ¸ ЫКВ ЫПВТЪМУ ТФ УТЛЪ¸: „‰В К Т В‰Л ˝ЪУ„У ПМУКВТЪ‚‡ ТУ·ТЪ‚ВММ˚ı ЪЛФУ‚ ‚УОМ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ¯‡ ‡ Ф fl˜ЫЪТfl ТУ·ТЪ‚ВММУ ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ? СОfl ˝ЪУ„У М‡‰У ‚МЛП‡ЪВО¸МУ ‚ТПУЪ ВЪ¸Тfl ‚ ТЪ ЫНЪЫ Ы ФУОВИ, УФЛТ˚‚‡ВП˚ı ЩУ ПЫО‡ПЛ (5). к‡‰Л‡О¸МУВ ‡Т- Ф В‰ВОВМЛВ ФУОfl, УФЛТ˚‚‡ВПУВ ЩЫМНˆЛflПЛ ЕВТТВОfl J1 Ë J5 , Ф В‰ТЪ‡‚ОВММ˚ПЛ М‡ ЛТ. 4, МЛН‡Н МВ ЫН‡Б˚‚‡ВЪ М‡ ЪУ, ˜ЪУ ˝ЪУ ФУОВ Ф ЛК‡ЪУ Н ТЪВМНВ ¯‡ ‡. йМУ ‡ТФ В‰ВОВМУ Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ ФУ ‚ТВПЫ У·˙ВПЫ ¯‡ ‡. й‰М‡НУ Т Ы‚ВОЛ- ˜ВМЛВП ЛМ‰ВНТ‡ ν ФУ‚В‰ВМЛВ ЩЫМНˆЛЛ ЕВТТВОfl ТЫ˘ВТЪ- ‚ВММУ ПВМflВЪТfl. з‡ ЪУП КВ ЛТ. 4 ЛБУ· ‡КВМ‡ ЩЫМНˆЛfl ЕВТТВОfl Т ·УО¸¯ЛП БМ‡˜ВМЛВП ЛМ‰ВНТ‡ (ν = 100). ЗЛ‰- МУ, ˜ЪУ Т ‚УБ ‡ТЪ‡МЛВП ЛМ‰ВНТ‡ ЛМЪВ ‚‡О УЪ М‡˜‡О‡ НУ- У ‰ЛМ‡Ъ ‰У ФВ ‚У„У П‡НТЛПЫП‡ ЩЫМНˆЛЛ ВБНУ ‚УБ ‡Т- Ъ‡ВЪ. л Ы‚ВОЛ˜ВМЛВП ЛМ‰ВНТ‡ УМ ТЪ‡МУ‚ЛЪТfl ПМУ„У ·УО¸¯В ЛМЪВ ‚‡ОУ‚ ПВК‰Ы ФУТОВ‰Ы˛˘ЛПЛ П‡НТЛПЫП‡- ПЛ. ЦТОЛ ЛМ‰ВНТ ‚УОМ˚ Ъ‡НУ‚, ˜ЪУ ФВ ‚˚И МЫО¸ ‡БПВ- ˘‡ВЪТfl ‚·ОЛБЛ ‡‰ЛЫТ‡ ¯‡ ‡, ЪУ Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ ‚ТВ ФУОВ ˝ЪУИ ‚УОМ˚ ·Ы‰ВЪ ‡ТФУОУКВМУ ‚ У˜ВМ¸ ЫБНУИ У·О‡ТЪЛ ‚·ОЛБЛ ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡. щЪУ Л ВТЪ¸ ‚УОМ‡ (ЛОЛ ЛМ‡˜В ПУ‰‡) ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ.

аБ УФЪЛНЛ ЛБ‚ВТЪМУ, ˜ЪУ ОЫ˜ Т‚ВЪ‡ М‡ „ ‡МЛˆВ ФВ В- ıУ‰‡ ЛБ УФЪЛ˜ВТНЛ ·УОВВ ФОУЪМУИ Т В‰˚ ‚ УФЪЛ˜ВТНЛ ПВМВВ ФОУЪМЫ˛ Т В‰Ы ПУКВЪ Ф ВЪВ ФВЪ¸ ФУОМУВ ‚МЫЪ-ВММВВ УЪ ‡КВМЛВ, ВТОЛ ·Ы‰ВЪ Ф‡‰‡Ъ¸ М‡ ФУ‚В ıМУТЪ¸‡Б‰ВО‡ ФУ‰ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ П‡О˚П Ы„ОУП. ЗУОМЫ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ПУКМУ Ъ ‡НЪУ‚‡Ъ¸ Н‡Н ‚УОМЫ ФУОМУ„У ‚МЫЪ ВММВ„У УЪ ‡КВМЛfl ОЫ˜‡ УЪ ФУ‚В ıМУТЪЛ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ¯‡ ‡. й‰М‡НУ ВТОЛ ФУ‚В ıМУТЪ¸ ‡Б‰ВО‡ ЛПВВЪ Н Л‚ЛБМЫ (Н‡Н, М‡Ф ЛПВ , ‚ ТОЫ˜‡В ¯‡ ‡), ЪУ ‚МЫЪ ВММВВ УЪ ‡- КВМЛВ МВ ·˚‚‡ВЪ ФУОМ˚П: ˜‡ТЪ¸ ‚УОМ˚ ‚ТВ-Ъ‡НЛ Ф УТ‡- ˜Л‚‡ВЪТfl ЛБ ¯‡ ‡ М‡ ЫКЫ. и УТ‡˜Л‚‡МЛВ ЪВП ПВМ¸¯В, ˜ВП ·УО¸¯В ‡‰ЛЫТ ¯‡ ‡ ‚ Т ‡‚МВМЛЛ Т ‰ОЛМУИ ‚УОМ˚. СОЛМ‡ ‚УОМ˚ ТО˚¯ЛПУ„У М‡ПЛ Б‚ЫН‡ ФУ fl‰Н‡ МВТНУО¸- НЛı Т‡МЪЛПВЪ У‚. аПВММУ ФУ˝ЪУПЫ Б‚ЫНУ‚˚В ‚УОМ˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛Ъ ‚ Н Ы„О˚ı Б‡О‡ı ПМУ„У- ПВЪ У‚У„У ‡‰ЛЫТ‡. СОЛМ‡ ‚УОМ˚ ‚Л‰ЛПУ„У ˝ОВНЪ У- П‡„МЛЪМУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl (Т‚ВЪ‡) ФУ fl‰Н‡ ‰УОВИ ПЛН УМ‡. иУ˝ЪУПЫ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ¯‡ В, ‡‰ЛЫТ НУЪУ У„У ФУ-fl‰Н‡ ‰ВТflЪН‡ ПЛН УМ, ЫКВ ПУКВЪ ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡Ъ¸ ˝ОВНЪ-УП‡„МЛЪМ‡fl (Т‚ВЪУ‚‡fl) ‚УОМ‡ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ.

à̉ÂÍÒ m ‚ ЩУ ПЫО‡ı (5) ФУН‡Б˚‚‡ВЪ, ТНУО¸НУ ‰ОЛМ ‚УОМ ЫНО‡‰˚‚‡ВЪТfl ‚‰УО¸ ‰ОЛМ˚ УН ЫКМУТЪЛ М‡ ФУ‚В ı- МУТЪЛ ¯‡ ‡. н‡Н Н‡Н ‰ОЛМ‡ ‚УОМ˚ ‚ ПУ‰В ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡- ОВ ВЛ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ ПВМ¸¯В ‡‰ЛЫТ‡ ¯‡ ‡, ЪУ ˝ЪУ У·˙flТМflВЪ, ФУ˜ВПЫ ЛМ‰ВНТ˚ ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‰УОКМ˚ ·˚Ъ¸ ·УО¸¯ЛПЛ. к‡Т˜ВЪ ФУН‡Б˚‚‡ВЪ, ˜ЪУ Б‡ЪЫı‡МЛВ ‚УОМ ‚ ¯‡ В ЪВП ПВМ¸¯В, ˜ВП ·ОЛКВ m Í n Ë ˜ÂÏ ÏÂ̸¯Â Á̇- ˜ÂÌË Ë̉ÂÍÒ‡ q. çÓ ˜ÂÏ ÏÂ̸¯Â Á̇˜ÂÌË q, ЪВП ‚УОМ˚ ·ОЛКВ Ф ЛК‡Ъ˚ Н ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡. иУ˝ЪУПЫ Н ПУ‰‡П

¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ У·˚˜МУ УЪМУТflЪ ‚УОМ˚ Т ЛМ‰ВНТ‡ПЛ q = 1 Ë m = n, n @ 1, ıУЪfl Л ‰ Ы„ЛВ ‚УОМ˚, ЛМ‰ВНТ˚ НУЪУ ˚ı МВПМУ„У УЪНОУМfl˛ЪТfl УЪ ЫН‡Б‡ММ˚ı ТУУЪМУ¯В- МЛИ, ·ОЛБНЛ Н МЛП ФУ Т‚УЛП Т‚УИТЪ‚‡П.

è Ë m = n Ф ЛТУВ‰ЛМВММ˚И ФУОЛМУП гВК‡М‰ ‡ Pnn ( cosθ) = cos2θ, Ú‡Í ˜ÚÓ ÏÌÓ„Ë ‡Ò˜ÂÚ˚, ͇҇˛˘ËÂÒfl ÏÓ‰ ¯ÂÔ˜Û˘ÂÈ „‡Î ÂË, ÛÔ Ó˘‡˛ÚÒfl.

í‡Í Í‡Í m = n Ë q = 1, ÚÓ ÒÓ·ÒÚ‚ÂÌÌ˚ ˜‡ÒÚÓÚ˚ ωn ÏÓ‰ ¯ÂÔ˜Û˘ÂÈ „‡Î ÂË Á‡‚ËÒflÚ Ù‡ÍÚ˘ÂÒÍË ÓÚ Ó‰ÌÓ„Ó Ë̉ÂÍÒ‡ Ë ‚˚ ‡Ê‡˛ÚÒfl ˜Â ÂÁ ‡‰ËÛÒ ¯‡ ‡ R Л ‰Л˝ОВНЪ-Л˜ВТНЫ˛ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ П‡ЪВ Л‡О‡ ¯‡ ‡ ε. й ЛВМЪЛ-У‚У˜МУВ БМ‡˜ВМЛВ ТУ·ТЪ‚ВММУИ ˜‡ТЪУЪ˚ ‰‡ВЪТfl Ф У- ТЪУИ ЩУ ПЫОУИ

ωn -c- --ν----

ËÎË

λn ≈ 2π----

-ε---a-.

(9)

a ε

 

 

ν

 

ЕУОВВ ЪУ˜МУВ БМ‡˜ВМЛВ ˜‡ТЪУЪ˚ ПУКМУ ‚˚˜ЛТОЛЪ¸ ФУ ЩУ ПЫО‡П

TH

 

c

 

ν + 1,8557

ν

1 ⁄ 3

 

1

ε

 

,

ων

---------

 

 

 

–--

----------

 

 

 

εa

 

 

 

 

 

 

ε

ε 1

(10)

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

TE

 

ν + 1,8557ν

1 ⁄ 3

 

ων

 

---------

 

 

 

---------- .

 

 

 

εa

 

 

 

 

 

 

ε 1

 

é͇Á˚‚‡ÂÚÒfl, ˜ÚÓ ˜‡ÒÚÓÚ˚ ‡Á΢Ì˚ı Í·ÒÒÓ‚ ‚ÓÎÌ (íÖ Ë íç) ‡Á΢‡˛ÚÒfl ÏÂÊ‰Û ÒÓ·ÓÈ. îÓ ÏÛÎ˚ (10) „Ó‚Ó flÚ Ó ÚÓÏ, ˜ÚÓ ˜‡ÒÚÓÚ‡ ÏÓ‰ Ì Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ Ë̉ÂÍÒ‡ m. иУ˝ЪУПЫ ПУ‰˚ Т ЛМ‰ВНТУП m, ÓÚ΢Ì˚Ï ÓÚ n, ЛПВ˛Ъ ЪВ КВ Т‡- П˚В ˜‡ТЪУЪ˚. ь‚ОВМЛВ, НУ„‰‡ ПУ‰˚ ‡БМУИ НУМЩЛ„Ы ‡- ˆЛЛ ЛПВ˛Ъ У‰ЛМ‡НУ‚˚В ˜‡ТЪУЪ˚, ФУОЫ˜ЛОУ М‡Б‚‡МЛВ ‚˚ УК‰ВМЛfl. щЪУ БМ‡˜ЛЪ, М‡Ф ЛПВ , ˜ЪУ, КВО‡fl ‚УБ·Ы- ‰ЛЪ¸ ПУ‰Ы ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ, ‰Оfl НУЪУ УИ m = n, ФЫЪВП ФУ‰·У ‡ ˜‡ТЪУЪ˚ ‚УБ·ЫК‰‡˛˘В„У ТЛ„М‡О‡ П˚ Т МВЛБ- ·ВКМУТЪ¸˛ ‚УБ·Ы‰ЛП Л ‰ Ы„ЛВ ПУ‰˚, ‰Оfl НУЪУ ˚ı m n. й‰М‡НУ Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ Ъ‡НУИ УФ‡ТМУТЪЛ МВ ТЫ˘ВТЪ‚ЫВЪ. СВОУ ‚ ЪУП, ˜ЪУ ‚ В‡О¸МУТЪЛ ЪВОУ МЛНУ„‰‡ МВ ·˚‚‡ВЪ Л‰В‡О¸М˚П ¯‡ УП. йМУ ПУКВЪ ·˚Ъ¸ МВПМУ„У ТФО˛ТМЫ- Ъ˚П ‚ У‰МУП М‡Ф ‡‚ОВМЛЛ Л ТОВ„Н‡ ‡Б‰ЫЪУ ‚ ‰ Ы„УП, ЪУ ВТЪ¸ Ы В‡О¸МУ„У ЪВО‡ ЛПВВЪТfl МВ·УО¸¯‡fl ˝ООЛФЪЛ˜- МУТЪ¸. щООЛФЪЛ˜МУТЪ¸ ЫТЪ ‡МflВЪ ‚˚ УК‰ВМЛВ ˜‡ТЪУЪ, Ъ‡Н ˜ЪУ ПУ‰˚ Т ‡БМ˚ПЛ ЛМ‰ВНТ‡ПЛ m ·Ы‰ЫЪ ЛПВЪ¸ ‡Б- ОЛ˜М˚В ˜‡ТЪУЪ˚. з‡Ф ЛПВ , ‰Оfl ЪВО‡, fl‚Оfl˛˘В„УТfl ˝О- ОЛФТУЛ‰УП ‚ ‡˘ВМЛfl

ωmn ≈ ωn

 

1 ± e

2n2

m2

,

(11)

 

----------------

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„‰Â e – ˝НТˆВМЪ ЛТЛЪВЪ ˝ООЛФТУЛ‰‡. бМ‡Н ФО˛Т УЪМУТЛЪТfl Н ТОЫ˜‡˛ ‚ ‡˘ВМЛfl ˝ООЛФТУЛ‰‡ УНУОУ П‡ОУИ УТЛ, БМ‡Н ПЛМЫТ – Ф Л ‚ ‡˘ВМЛЛ УНУОУ ·УО¸¯УИ УТЛ. оУ - ПЫО‡ (11) ТФ ‡‚В‰ОЛ‚‡, ВТОЛ ˝ООЛФТУЛ‰ П‡ОУ УЪОЛ˜‡ВЪТfl УЪ ¯‡ ‡, ЪУ ВТЪ¸ ВТОЛ e ! 1. ÇˉÌÓ, ˜ÚÓ ÒʇÚË ËÎË

100

ë é ê é ë é Ç ë ä à â é Å êА á é Ç Аí Ö ã ú ç õ â Ü ì ê ç А ã , íéå 7 , ‹ 2 , 2 0 0 1

 

 

î à á à ä А

‡ТЪflКВМЛВ ¯‡ ‡ Ф Л m n Ô Ë‚Ó‰ËÚ Í ‡ÁÎË˜Ë˛ ˜‡Ò- ÚÓÚ Ò ‡ÁÌ˚ÏË m.

д‡Н ЫКВ УЪПВ˜‡ОУТ¸, У‰МЛП ЛБ Щ‡НЪУ У‚, УФ В‰ВОfl- ˛˘Лı ‚ ВПfl КЛБМЛ, fl‚ОflВЪТfl НУМВ˜М‡fl Н Л‚ЛБМ‡ ТЩВ-Л˜ВТНУИ ФУ‚В ıМУТЪЛ. щЪУ ‚ ВПfl ПУКВЪ ·˚Ъ¸ ‡ТТ˜Л-

Ú‡ÌÓ Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ ÒÎÂ‰Û˛˘ÂÈ ÙÓ ÏÛÎ˚:

 

 

 

a

ε

1)

 

ε + ε 1

ε 1

ν

(12)

τn = --

 

– ----------

 

.

c

 

 

 

ε

 

 

ЗЛ‰МУ, ˜ЪУ УМУ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ЪУ„У, М‡ТНУО¸- НУ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ ¯‡ ‡ УЪОЛ˜‡ВЪТfl УЪ В‰ЛМЛˆ˚. и Л ε 1 ‚ ВПfl КЛБМЛ ТЪ ВПЛЪТfl Н МЫО˛. З ˝ЪУП ТОЫ˜‡В МВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ ˝ОВНЪ У- П‡„МЛЪМУИ ˝МВ „ЛЛ ‚ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ¯‡ В. зУ ВТОЛ ε > 1, УМУ ВБНУ ‚УБ ‡ТЪ‡ВЪ Ф Л Ы‚ВОЛ˜ВМЛЛ УЪМУ¯ВМЛfl‡‰ЛЫТ‡ ¯‡ ‡ Н ‰ОЛМВ ‚УОМ˚, Ъ‡Н Н‡Н ν Ф УФУ ˆЛУМ‡О¸- МУ ˝ЪУПЫ УЪМУ¯ВМЛ˛. СОfl ¯‡ ‡ П‡ОУ„У ‡‰ЛЫТ‡ УМУ ПУКВЪ ·˚Ъ¸ П‡О˚П, ‡ Ф Л Ы‚ВОЛ˜ВМЛЛ ‡‰ЛЫТ‡ ПУКВЪ ‰У- ТЪЛ„‡Ъ¸ ЛТНО˛˜ЛЪВО¸МУ ·УО¸¯Лı БМ‡˜ВМЛИ. з‡Ф ЛПВ , ‰Оfl Н‚‡ ˆВ‚У„У ¯‡ ‡ (ε ≈ 2,37) Т ‡‰ЛЫТУП a = 1,5 ПНП Л Т‚ВЪ‡ Т ‰ОЛМУИ ‚УОМ˚ ‚ ‚‡НЫЫПВ 0,5 ПНП ν ≈ 30, Ъ‡Н ˜ЪУ ‚ ВПfl КЛБМЛ, У·ЫТОУ‚ОВММУВ Н Л‚ЛБМУИ ¯‡ ‡, ТУТЪ‡‚- ОflВЪ УНУОУ У‰МУИ ТУЪУИ ТВНЫМ‰˚. зУ ЫКВ Ф Л ‡‰ЛЫТВ ¯‡ ‡ ‚ 15 ПНП ν ≈ 300 Л ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВВ ‚ ВПfl КЛБМЛ ТЪ‡МУ‚ЛЪТfl ‡ТЪ УМУПЛ˜ВТНЛ ·УО¸¯ЛП. иУ˝ЪУПЫ Ф Л Ъ‡НЛı Ф‡ ‡ПВЪ ‡ı МВ Н Л‚ЛБМ‡ ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡ ‚ НУМВ˜МУП Т˜ВЪВ УФ В‰ВОflВЪ В‡О¸МУВ ‚ ВПfl Б‡ЪЫı‡МЛfl. кВ- ‡О¸МУВ ‚ ВПfl Б‡ЪЫı‡МЛfl УФ В‰ВОflВЪТfl МВТУ‚В ¯ВМТЪ‚УП (¯В УıУ‚‡ЪУТЪ¸˛) ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡ Л МВТУ‚В ¯ВМТЪ- ‚УП Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ П‡ЪВ Л‡О‡, ЛБ НУЪУ У- „У ЛБ„УЪУ‚ОВМ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛИ ¯‡ . йН‡Б˚‚‡ВЪТfl, ˜ЪУ ‚ ЛБ„УЪУ‚ОВММУП ФУ ТУ‚ ВПВММУИ ЪВıМУОУ„ЛЛ Н‚‡ ˆВ- ‚УП ¯‡ В ‚ ВПfl КЛБМЛ ПУ‰˚ ПУКВЪ ‰УТЪЛ„‡Ъ¸ ‚ УФЪЛ˜В- ТНУП ‰Л‡Ф‡БУМВ 10−5 Т. з‡ ФВ ‚˚И ‚Б„Оfl‰ Н‡КВЪТfl, ˜ЪУ ˝ЪУ У˜ВМ¸ НУ УЪНУВ ‚ ВПfl. з‡Ф ЛПВ , ФУ‰‚В¯ВММ˚И М‡ МЛЪНВ П‡ТТЛ‚М˚И ¯‡ ЛН ·Ы‰ВЪ Т‚У·У‰МУ НУОВ·‡Ъ¸Тfl ‚ ‚УБ‰ЫıВ МВТНУО¸НУ ПЛМЫЪ. зУ Н‡˜ВТЪ‚У УТˆЛООflЪУ ‡ УФ-В‰ВОflВЪТfl МВ ‡·ТУО˛ЪМ˚П ‚ ВПВМВП Б‡ЪЫı‡МЛfl НУОВ- ·‡МЛИ, ‡ ЪВП, ТНУО¸НУ НУОВ·‡МЛИ ТУ‚В ¯ЛЪ УТˆЛООflЪУ Б‡ ‚ ВПfl Б‡ЪЫı‡МЛfl. а ‚УЪ ˝ЪУЪ ФУН‡Б‡ЪВО¸, У·УБМ‡˜‡В- П˚И У·˚˜МУ ·ЫН‚УИ Q Л М‡Б˚‚‡ВП˚И ‰У· УЪМУТЪ¸˛, ‰Оfl ¯‡ ЛН‡ М‡ МЛЪУ˜НВ ФУ fl‰Н‡ 500–1000, ‡ ‰Оfl ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ Н‚‡ ˆВ‚У„У ¯‡ ЛН‡ Ф В‚˚¯‡ВЪ ‰В- ТflЪ¸ ПЛООЛ‡ ‰У‚ (1010)!

аЪ‡Н, ФУОВ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ Ф ЛК‡ЪУ Н ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡. Ц„У П‡НТЛПЫП ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ ЪЛФ‡ ПУ‰˚ ОВКЛЪ ОЛ·У М‡ ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡, ОЛ·У ‚МЫЪ Л МВ„У М‡ МВ·УО¸¯УП ‡ТТЪУflМЛЛ УЪ ФУ‚В ıМУТЪЛ. ЗМВ ¯‡ ‡ (ρ > > a) ÔÓΠÒÔ‡‰‡ÂÚ ÔÓ Á‡ÍÓÌÛ exp[2π ε 1(ρ a) ⁄ λ].

уЪУ·˚ ‚УБ·Ы‰ЛЪ¸ Н‡НЫ˛-ОЛ·У ПУ‰Ы ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ-ВЛ ‚ ¯‡ В, МВ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ ТУ‚Ф‡‰ВМЛfl ˜‡ТЪУЪ˚ ‚МВ¯МВ- „У ФУОfl Т ТУ·ТЪ‚ВММУИ ˜‡ТЪУЪУИ ПУ‰˚. иУТНУО¸НЫ ФУОВ

¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ТНУО¸БЛЪ ФУ ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡, МВ- У·ıУ‰ЛПУ Л ‚МВ¯МВВ ФУОВ ФУ‰‚ВТЪЛ ТНУО¸Бfl˘ЛП У· ‡- БУП. щЪУ ПУКВЪ ·˚Ъ¸ ‰УТЪЛ„МЫЪУ, М‡Ф ЛПВ , Т ФУПУ˘¸˛ Ф ЛБП˚ ФУОМУ„У ‚МЫЪ ВММВ„У УЪ ‡КВМЛfl ( ЛТ. 5). З Ф ЛБПВ ФУОМУ„У ‚МЫЪ ВММВ„У УЪ ‡КВМЛfl ОЫ˜ Ы УТМУ‚‡- МЛfl Ф ЛБП˚ ТНУО¸БЛЪ ‚‰УО¸ МВ„У Л М‡Ф ‡‚ОВМЛВ В„У‡ТФ УТЪ ‡МВМЛfl ТУ‚Ф‡‰‡ВЪ Т М‡Ф ‡‚ОВМЛВП ТНУО¸Бfl- ˘В„У ОЫ˜‡ ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ.

2

3

1

êËÒ. 5. ЗУБ·ЫК‰ВМЛВ ‚УОМ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‚ ‰Л- ˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ¯‡ В (1) Ò ÔÓÏÓ˘¸˛ Ô ËÁÏ˚ (2); (3) – ÎÛ˜ ‚ÓÁ·Ûʉ‡˛˘Â„Ó ËÒÚÓ˜ÌË͇

и Л‚В‰ВММ˚В ‚˚¯В ЩУ ПЫО˚ ФУОЫ˜ВМ˚ ‰Оfl ‰Л˝ОВН- Ъ Л˜ВТНУ„У ¯‡ ‡, М‡ıУ‰fl˘В„УТfl ‚ ‚‡НЫЫПВ. д‡Н ЛБ‚ВТЪМУ, ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ ‚‡НЫЫП‡ ‡‚М‡ В‰ЛМЛˆВ. ЗТВ УМЛ УТЪ‡˛ЪТfl ‚ ТЛОВ Л ‰Оfl ¯‡ ‡, ФУ„ Ы- КВММУ„У ‚ ‰Л˝ОВНЪ ЛН Т О˛·УИ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф У- МЛˆ‡ВПУТЪ¸˛, ВТОЛ ‚ МЛı ε Б‡ПВМЛЪ¸ М‡ УЪМУ¯ВМЛВ ‰Л˝- ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪЛ ¯‡ ‡ Н ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪЛ Т В‰˚, ‚ НУЪУ Ы˛ УМ ФУ„ ЫКВМ. и Л ˝ЪУП ТОВ‰ЫВЪ ФУ‰˜В НМЫЪ¸ В˘В ‡Б, ˜ЪУ ‰Оfl ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡- МЛfl ПУ‰ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡- ВПУТЪ¸ ¯‡ ‡ МВФ ВПВММУ ‰УОКМ‡ ·˚Ъ¸ ·УО¸¯В ‰Л˝ОВН- Ъ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪЛ Т В‰˚.

икаеЦзЦзаь ейС тЦиумфЦв ЙАгЦкЦа З йинадЦ

С‚‡ УТМУ‚М˚ı Т‚УИТЪ‚‡ ПУ‰ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ У·ЫТОУ‚- ОЛ‚‡˛Ъ Лı Ф ЛПВМВМЛfl. ЗУ-ФВ ‚˚ı, ˝ЪУ ЫКВ УЪПВ˜ВММУВ‡МВВ ·УО¸¯УВ БМ‡˜ВМЛВ Лı ‰У· УЪМУТЪЛ. ЕУО¸¯‡fl ‰У·-УЪМУТЪ¸ ПУ‰˚ У·ЫТОУ‚ОЛ‚‡ВЪ УТЪ УЪЫ ВБУМ‡МТ‡ ПУ‰˚: МВБМ‡˜ЛЪВО¸МУВ УЪНОУМВМЛВ ˜‡ТЪУЪ˚ ‚УБ·ЫК‰‡˛˘В„У ФУОfl УЪ ТУ·ТЪ‚ВММУИ ˜‡ТЪУЪ˚ ПУ‰˚ ‚В‰ВЪ Н ВБНУПЫ Ф‡- ‰ВМЛ˛ ВВ ‡ПФОЛЪЫ‰˚, Н‡Н ˝ЪУ ТОВ‰ЫВЪ ЛБ ЩУ ПЫО˚ (7).

Ç à ç é É êА Ñ é Ç А . Ç . , é êА Ö Ç ë ä à â А . ç . Ç é ã ç õ ò Ö è ó ì ô Ö â ÉА ã Ö ê Ö à

101

 

 

î à á à ä А

С Ы„ЛП ‚‡КМ˚П Т‚УИТЪ‚УП ПУ‰ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ fl‚- ОflВЪТfl П‡ОУТЪ¸ У·˙ВП‡, В‡О¸МУ Б‡МЛП‡ВПУ„У ФУОВП, ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т У·˙ВПУП ‚ТВ„У ¯‡ ‡. СВИТЪ‚ЛЪВО¸МУ, ФУОВ ПУ‰˚ ‡ТФУОУКВМУ ‚ Ф ЛФУ‚В ıМУТЪМУП ТОУВ П‡ОУИ ЪУО˘ЛМ˚. зУ ˝ЪУ В˘В МВ ‚ТВ. иУОВ МВ ‡БОЛЪУ ‡‚МУПВ - МУ ФУ ФУ‚В ıМУТЪЛ, ‡ Б‡МЛП‡ВЪ М‡ ФУ‚В ıМУТЪЛ ЫБНЫ˛ ОВМЪЫ (ЫБНЛИ Ы„ОУ‚УИ ТВНЪУ ). З ˆВОУП У·˙ВП, Б‡МЛП‡В- П˚И ФУОВП ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ, Ф Л·ОЛБЛЪВО¸МУ У· ‡ЪМУ Ф УФУ ˆЛУМ‡ОВМ ν Л ‰Оfl ν $ 1000 ТУТЪ‡‚ОflВЪ Ъ˚Тfl˜М˚В ‰УОЛ УЪ У·˙ВП‡ ¯‡ ‡. иУ˝ЪУПЫ ПУ‰˚ ¯ВФ˜Ы- ˘ВИ „‡ОВ ВЛ УН‡Б˚‚‡˛ЪТfl ФУОВБМ˚ПЛ Ъ‡П, „‰В МВУ·ıУ- ‰ЛП˚ ‚˚ТУНУ‰У· УЪМ˚В ВБУМ‡МТМ˚В ЫТЪ УИТЪ‚‡ ЛОЛ ЫТЪ УИТЪ‚‡, ˝ЩЩВНЪЛ‚МУ НУМˆВМЪ Л Ы˛˘ЛВ ˝ОВНЪ У- П‡„МЛЪМЫ˛ ˝МВ „Л˛. н‡НЛı У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚ УН‡Б˚‚‡ВЪТfl МВП‡ОУ. и Л‚В‰ВП МВТНУО¸НУ Ф ЛПВ У‚ ЛТФУО¸БУ‚‡МЛfl ПУ‰ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ.

1. й‰МЛП ЛБ М‡Л·УОВВ ¯Л УНУ Ф ЛПВМflВП˚ı О‡БВ-У‚ fl‚ОflВЪТfl ЛМКВНˆЛУММ˚И ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚И О‡- БВ . уЛЪ‡ЪВО¸ БМ‡НУП Т В„У Ф ЛПВМВМЛflПЛ ‚ О‡БВ М˚ı Ф ЛМЪВ ‡ı, Ф УЛ„ ˚‚‡ЪВОflı Л ‰ЛТНУ‚У‰‡ı ‰Оfl НУПФ‡НЪ- ‰ЛТНУ‚. иУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚В О‡БВ ˚ fl‚Оfl˛ЪТfl МВУЪ˙- ВПОВП˚П ˝ОВПВМЪУП ОЛМЛИ ‚УОУНУММУИ УФЪЛ˜ВТНУИ Т‚flБЛ. н‡НУВ ¯Л УНУВ Ф ЛПВМВМЛВ УМЛ М‡¯ОЛ ·О‡„У‰‡-fl ЛТНО˛˜ЛЪВО¸МУ П‡О˚П ‡БПВ ‡П Л ‚˚ТУНУПЫ диС. й‰М‡НУ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚В О‡БВ ˚ „ВМВ Л Ы˛Ъ Т ‡‚- МЛЪВО¸МУ ¯Л УНЛИ ТФВНЪ ˜‡ТЪУЪ. щЪУ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚У У„ ‡МЛ˜Л‚‡ВЪ ‚УБПУКМУТЪ¸ Лı Ф ЛПВМВМЛИ ‰Оfl ЪУ˜М˚ı ˜‡ТЪУЪМ˚ı ЛБПВ ВМЛИ. иУ˝ЪУПЫ ЛТТОВ‰У‚‡ЪВОЛ Л ЛМКВМВ ˚ ‡Б ‡·‡Ъ˚‚‡˛Ъ ПВЪУ‰˚ ТЫКВМЛfl ТФВНЪ ‡ „ВМВ ‡- ˆЛЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı О‡БВ У‚ Т ФУПУ˘¸˛ ‚МВ¯МЛıВБУМ‡МТМ˚ı ЫТЪ УИТЪ‚. еУ‰˚ ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‚ Н‚‡ ˆВ‚˚ı ПЛН У¯‡ ‡ı fl‚Оfl˛ЪТfl У‰МЛП ЛБ ОЫ˜¯Лı Н‡М‰Л‰‡ЪУ‚ ‰Оfl В¯ВМЛfl Ф У·ОВП˚ ˜‡ТЪУЪМУИ ТЪ‡·ЛОЛ- Б‡ˆЛЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚У„У О‡БВ ‡.

2. З ЪВıМЛНВ УФЪЛ˜ВТНУ„У ˝НТФВ ЛПВМЪ‡ ·˚‚‡ВЪ МВ- У·ıУ‰ЛПУ Т‚ВЪУ‚УИ ОЫ˜ У‰МУИ ˜‡ТЪУЪ˚ (‰ОЛМ˚ ‚УОМ˚) Ф ВУ· ‡БУ‚‡Ъ¸ ‚ ОЫ˜ ‰ Ы„УИ ˜‡ТЪУЪ˚. з‡Ф ЛПВ , ОЫ˜, „В- МВ Л ЫВП˚И „ ‡М‡ЪУ‚˚П О‡БВ УП Л ЛПВ˛˘ЛИ ‰ОЛМЫ ‚УОМ˚ УНУОУ У‰МУ„У ПЛН УМ‡ (МВ‚Л‰ЛПУВ „О‡БУП ЛБОЫ- ˜ВМЛВ), ФЫЪВП Ф УФЫТН‡МЛfl В„У ˜В ВБ ТФВˆЛ‡О¸М˚И МВОЛМВИМ˚И П‡ЪВ Л‡О ПУКВЪ ·˚Ъ¸ Ф ВУ· ‡БУ‚‡М ‚ ОЫ˜ Т Ы‰‚УВММУИ ˜‡ТЪУЪУИ – БВОВМ˚И. н‡НЛВ Ф ВУ· ‡БУ‚‡ЪВОЛ ˜‡ТЪУЪ˚ (‰ОЛМ˚ ‚УОМ˚) О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl ‡·УЪ‡˛Ъ ˝ЩЩВНЪЛ‚МУ ЪУО¸НУ Ф Л БМ‡˜ЛЪВО¸М˚ı М‡Ф flКВММУТЪflı ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМ˚ı ФУОВИ. лУБ‰‡МЛВ ФУОВИ ·УО¸¯УИ

М‡Ф flКВММУТЪЛ Ъ В·ЫВЪ Ф ЛПВМВМЛfl ЛТЪУ˜МЛНУ‚ Т‚ВЪ‡ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ ·УО¸¯УИ ПУ˘МУТЪЛ. ЗУБПУКМУТЪ¸ М‡НУФОВМЛfl ˝МВ „ЛЛ ‚ ПУ‰В ¯ВФ˜Ы˘ВИ „‡ОВ ВЛ ‚ ПЛН У¯‡ В, Т‰ВО‡ММУП ЛБ МВОЛМВИМУ„У П‡ЪВ Л‡О‡, Л НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ВВ ‚·ОЛБЛ ФУ‚В ıМУТЪЛ ¯‡ ‡ ФУБ‚УОfl˛Ъ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ ЫПВМ¸¯ЛЪ¸ Ъ В·ЫВПЫ˛ ‰Оfl Ф ВУ· ‡БУ‚‡МЛfl ПУ˘МУТЪ¸ Л ТУБ‰‡Ъ¸ ПЛН УПЛМЛ‡Ъ˛ М˚В Ф ВУ· ‡БУ‚‡ЪВОЛ ˜‡ТЪУЪ˚ О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl.

ганЦкАнмкА

1.ëÚ ˝ÚÚ ÑÊ. (ÎÓ ‰ ê˝ÎÂÈ). нВУ Лfl Б‚ЫН‡. е.: ЙУТЪВıЛБ‰‡Ъ, 1955. н. 2. 476 Т.

2.ëÚ ˝ÚÚÓÌ ÑÊ.А. нВУ Лfl ˝ОВНЪ УП‡„МВЪЛБП‡. е.; г.: йЙабЙУТЪВıЛБ‰‡Ъ, 1948. 539 Т.

3.LJÈ̯ÚÂÈÌ ã.А. éÚÍ ˚Ú˚ ÂÁÓ̇ÚÓ ˚ Ë ÓÚÍ ˚Ú˚ ‚ÓÎÌÓ- ‚Ó‰˚. å.: ëÓ‚. ‡‰ËÓ. 1966. 475 Ò.

4.ìÓ ÍÂ ÑÊ. оВИВ ‚В Н ЩЛБЛНЛ. е.: еЛ , 1979. 287 c.

5.Е ‡„ЛМТНЛИ З.Е., àθ˜ÂÌÍÓ Ç.ë. ë‚ÓÈÒÚ‚‡ ÓÔÚ˘ÂÒÍËı ‰Ë- ˝ÎÂÍÚ Ë˜ÂÒÍËı ÂÁÓ̇ÚÓ Ó‚ // ÑÓÍÎ. Аç ëëëê. 1987. í. 293, ‹ 6. ë. 1358–1563.

6.é ‡Â‚ÒÍËÈ А.ç., ë͇ÎÎË å., ЗВОЛ˜‡МТНЛИ З.г. ã‡Á ̇ ÓÒÌÓ‚Â Í‚‡ÌÚÓ‚ÓÈ ÚÓ˜ÍË // 䂇ÌÚÓ‚‡fl ˝ÎÂÍÚ ÓÌ. 1998. í. 25, ‹ 3. ë. 299–304.

7.ÇËÌÓ„ ‡‰Ó‚ А.Ç., Å ˚ÚÓ‚ à.А., É Û‰ÒÍËÈ А.ü. Ë ‰ . йЪ ‡К‡ЪВО¸- М‡fl ВМЪ„ВМУ‚ТН‡fl УФЪЛН‡. г.: е‡¯ЛМУТЪ УВМЛВ, 1989. 463 Т.

кВˆВМБВМЪ ТЪ‡Ъ¸Л А.Ç. А̉ ‚

* * *

АОВНТ‡М‰ ЗО‡‰ЛПЛ У‚Л˜ ЗЛМУ„ ‡‰У‚, ‰УНЪУ ЩЛБЛНУ- П‡ЪВП‡ЪЛ˜ВТНЛı М‡ЫН, Ф УЩВТТУ еУТНУ‚ТНУ„У ЩЛБЛ- НУ-ЪВıМЛ˜ВТНУ„У ЛМТЪЛЪЫЪ‡, „О‡‚М˚И М‡Ы˜М˚И ТУЪ Ы‰- МЛН оЛБЛ˜ВТНУ„У ЛМТЪЛЪЫЪ‡ кАз. г‡Ы В‡Ъ ЙУТЫ‰‡ ТЪ- ‚ВММУИ Ф ВПЛЛ лллк. й·О‡ТЪ¸ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ –ВМЪ„ВМУ‚ТНЛВ О‡БВ ˚, ВМЪ„ВМУ‚ТН‡fl УФЪЛН‡ Л Лı Ф ЛПВМВМЛfl. А‚ЪУ УНУОУ 200 М‡Ы˜М˚ı ‡·УЪ, ‚ ЪУП ˜ЛТОВ Ъ Вı ПУМУ„ ‡ЩЛИ.

АМ‡ЪУОЛИ зЛНУО‡В‚Л˜ й ‡В‚ТНЛИ, ‰УНЪУ ЩЛБЛНУ-П‡- ЪВП‡ЪЛ˜ВТНЛı М‡ЫН, Ф УЩВТТУ еУТНУ‚ТНУ„У ЛМКВМВ - МУ-ЩЛБЛ˜ВТНУ„У ЛМТЪЛЪЫЪ‡, „О‡‚М˚И М‡Ы˜М˚И ТУЪ Ы‰- МЛН оЛБЛ˜ВТНУ„У ЛМТЪЛЪЫЪ‡ кАз. СВИТЪ‚ЛЪВО¸М˚И ˜ОВМ кУТТЛИТНУИ ‡Н‡‰ВПЛЛ ВТЪВТЪ‚ВММ˚ı М‡ЫН. г‡Ы В‡Ъ гВМЛМТНУИ Ф ВПЛЛ. й·О‡ТЪ¸ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ – О‡БВ - М‡fl ЩЛБЛН‡, О‡БВ М‡fl ıЛПЛfl, ‰ЛМ‡ПЛН‡ МВОЛМВИМ˚ı ТЛТЪВП, Т‚В ıФ У‚У‰ЛПУТЪ¸. А‚ЪУ ·УОВВ 450 ФЫ·ОЛ- Н‡ˆЛИ ‚ М‡Ы˜М˚ı КЫ М‡О‡ı, 20 ЛБУ· ВЪВМЛИ Л ФflЪЛ ПУМУ„ ‡ЩЛИ.

102

ë é ê é ë é Ç ë ä à â é Å êА á é Ç Аí Ö ã ú ç õ â Ü ì ê ç А ã , íéå 7 , ‹ 2 , 2 0 0 1

 

 

Соседние файлы в папке PhysicalReviewpdf