Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
••• *••••¦*
• - •••**• ’••••••«
WA А v •
і®:
ijg
.v*v*v«~«V
л*л*:
б
Iiiiii-Il
•••«¦•«в* • ««•••«К
і ••*>••••«
Iimiiii
«•****•«щ
Рис. і. Многообразие путей установления регулярной шестигранний решётки в модели (і): а — разные маршруты формирования устойчивой решётки; б — конечное состояние с минимальным значением свободной анергии.
Рис. 2. Распределение поля для центрально-симметричной локализованной структуры, возникающей из начального беспорядка (в рамках модели (2).
существуют частицеподобные локализованные состояния, такие, как иа рис. 2.
Статич, структуры — это лишь одно из проявлений С. Во ми. эксперим. ситуациях наблюдается установление: вращающихся структур (напр., спиральные волны — рис. 3); решёток, периодически меняющих свою симметрию [4]; движущихся, сливающихся и вновь
Рис. 3. Спиральные волны в двумерном химическом реакторе.
І 4 У $
fe- '"rj^ M
V ж
рождающихся локализованных структур (напр., дислокаций [51). Подобным нестатич. структурам обычно отвечают аттракторы в виде предельных циклов или маломерных торов. Среди осн. моделей, описывающих эти нроцессы, обобщённое ур-ние Гинзбурга — Лаидау:
dujdt=—и-j-fju2—и*—(l-f-V2)2u»
(2)
du/dt=u[i-~ (1-ИР) I ii)2]—(x-H6)v2tt
О)
(здесь и — комплексная физ. переменная, зависящая от пространственных координат и времеии, а параметры системы вещественны и неотрицательны; P характеризует зависимость частоты осцилляций от их интенсивности, х определяет величину диффуаии, а б — дисперсию пространственную). В рамках этого ур-иия удаётся, в частности, описывать процесс самозарождения упорядоченных структур в виде решёток, спиралей из начально неупорядоченного состояния (41- Этот процесс представляет собой последовательное возникновение элементарных регулярных возбуждений разл. масштабов, результат взаимодействия к-рых между собой и есть суть процесса С.
Поскольку системы существенно диссипативны, а образами установившихся движений являются простые аттракторы, то действие шумов или внутр. флунтуаций неравиовесной среды, как правило, качествеиио не влияет на процесс С. (конечно, если эти шумы и флун-туации достаточно малы).
Часто процессы С. противопоставляются процессу турбулизации неравновесной среды. В действительности между процессами развития регулярных структур и развития турбулентности (простраиственно-времеи-нбго беспорядка) имеется много общего. Прежде всего и для того и для др. процесса наиб, характерно вовлечение в процесс всё новых возбуждений неравновесной среды. Только в первом случае (самоорганизация) эти возбуждения синхронизованы друг с другом, а во втором — наоборот, взаимодействие этих элементарных возбуждений рождает случайность (см. Странный аттрактор). Естественно, что в широкой области параметров неравновесной среды наблюдаются промежуточные состояния, к-рые нельзя отнестй ни к полной С., ни к развитой турбулентности. Такие состояния обычно называют пространственно-временным хаосом.
JIum.: 1)Пригожин И., Николае Ж., Биологический порядок, структура в неустойчивости «УФН», 1973, т, 109, в. 8, с. 517; 2) Ж а б о т и я с к и й А. М., Концентрационные автоколебания, М., 1974; 3) X а к е а Г., Синергетика, Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах, пер. с англ., М., 1985; 4) Нелинейные волны. Динамика и гоолкщия. Сб. науч. трудов, под ред. А. В. Гаповова-Грехова, И. И. Рабиновича, М., 1989; 5) Рабинович М. И., С у-ц и к М. М., Регулярная и хаотическая динамика структур в течениях жидкости, «УФН», 1990, т. 160, с. 3.
В. С. Афраимович, М. И. Рабинович.
САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — то же, что
спонтанное испускание.
САМОСОГЛАСОВАННОЕ ПОЛЕ в квантовой механике — эффективное (в простейших случаях среднее по времеии) силовое поле, создаваемое частицами сложной системы (атома, атомного ядра, твёрдого тела и др.). Служит для приближённого описания взаимодействия между частицами путём его замены воздействием С. п. иа каждую из них; при этом решение миого-частичяон задачи сводится к рассмотрению движения отд. частицы в С. п. (и во виеш. поле, еслн оио имеется). Имея сходную с последним структуру, С. п. отличается тем, что зависит от состоянии системы, определяемого саиим же С. п. Это требует согласования вида С. п. с решениями дииамич. ур-ний, зависящими в свою очередь от С. п., с чем и связан термин «самосогласованное».
С. п. описывает лишь часть взаимодействия между частицами, отвечающую воздействию ср. распределения частиц системы иа каждую иа иих. За рамками метода С. п. остаётся корреляционная (флук-туациоииая) часть взаимодействия, связанная с отличием мгновенного распределения частиц от среднего. Во мн. случаях корреляции играют незначит. роль и применение метода С. п. оправдано. Однако в ряде явлений (критич. явления, силы Ван-дер-Ваальса и др.) эта роль является определяющей.
Понятие С. п. в первонач. форме возникло в небесной механике, а затем вошло в теорию мн. частиц при описании ферромагнетизма [теория молекулярного поля, П. Вейс (P. Weiss, 1907)1, пространственного заряда
