Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Jlum.: Действие излучения большой мощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Вруевича и м. А. Елъишевича, М., 1970; Алешин И. В., И м а с Я. А., Комолов в. Л., Оптическая прочность слабопоглощающих материалов, JI., 1974; Ради Д ж., Действие мощного лазерного излучения, пер. е англ., М., 1974. А. М. Бонч-Бруевич:
СИЛОВАЯ ФУНКЦИЯ — функция координат силового поля, обладающая тем свойством, что элементарная работа сил поля равна полному дифференциалу этой функции. Силовое поле, для к-рого существует С. ф., наз. потенциальным.
СИЛОВОЕ ПОJlE — часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точие к-рой иа помещённую туда материальную частицу действует определённая по численной величине и направлению сила, зависящая тольно от координат х, у, ъ этой точки. Такое С. п. иаз. стационарным; если сила поля зависит и от времени, то С. п. иаз. иестационар-и ы м; если сила во всех точках С. п. имеет одно и то же значение, т. е. не зависит ни от координат, ии от времени, С. п. наз. одиороди ым.
Стационарное С. п. может быть задано ур-ииями
Fx=fi(x,y,z), Fy=ft{x,y,z), Fz=f3(x,y,z), (I)
где Fx, Fy, Fz — проекции силы поля F.
Если существует такая ф-ция U(x, у, z), называемая силовой ф-цией, что элементарная работа сил поля равна полноліу дифференциалу этой ф-ции, то С. п. иаз. потенциальным. В этом случае С. п. задаётся одной ф-цией U{x, у, 2), а сила F может быть определена через эту ф-цию равенствами:
ди р аи
дх ' У ду
ни
дг
(2)
(3)
илн F = gradf/. Условие существования силовой ф-ции для данного С. п. состоит в том, что
dFx dF„ dF„ OFz дРг д?х
ду дх ' Oz ду ’ дх Sz ’
нли rotF = 0. При перемещении в потенциальном С. п. из точки Му(хи уг, Z1) в точку М2{хг, уг, Z2) работа сил поля определяется равенством
Ayi-U{X2,y2,z2) — U(х\,Уі ,Z1)
и ие зависит от вида траектории, по к-рой перемещается точна приложения силы.
Поверхности U(x, у, z) = const, на к-рых ф-ция сохраняет пост, значение, наз. поверхностями у р о в н я. Сила в каждой точке поля направлена по нормали к проходящей через эту точку поверхности уровня; при перемещении вдоль поверхности уровня работа сил поля равна нулю.
Примеры потенциального С. п.: однородное поле тяжести, для к-рого U — — mgz, где т — масса движущейся в поле частицы, g — ускорение силы тяжести (ось z направлена вертикально вверх); ньютоново поле тяготения, для к-рого U =» kmjr, где г = = V я2 + у* + г2 — расстояние от центра притяжения, к — постоянный для данного поля коэффициент. Вместо силовой ф-ции в качестве характеристики потенциального С. п. можио ввести потенциальную энергию П, связанную с U зависимостью П(.г, у, z) = = —U{x, у, г). Изучение движения частицы в потенциальном С. п. (при отсутствии других сил) существенно упрощается, т. к. в этом случае имеет место закон сохранения механич. энергии, позволяющий установить прямую зависимость между скоростью частицы и её положением в С. п. с. м. Таре.
СИЛОВЫЕ ЛЙНИИ — семейство кривых, характеризующих пространственное распределение векторного поля сил; направление вектора поля в каждой точке совпадает с касательной к С. л. Т. о., ур-иия С. л. произвольного векторного поля А (я:, у, г) записываются в виде:
dac dy dz
Ах(х >У ,*) Au(XtViZ) A2(XtVtIt)
Плотность С. л. характеризует интенсивность (величину) силового ноля. Область пространства, ограниченная С. л., пересекающими к.-л. замкнутую кривую, ваз. силовой трубкой. С. л. вихревого поля замкнуты. С. л. потенциального поля начинаются на источниках поля и заканчиваются на его стоках (источниках отрицат. знака).
Ф 32 Физическая энциклопедия, т. 4
Понятие С. л. введено М. Фарадеем при исследовании магнетизма, а затем получило дальнейшее развитие в работах Дж. К. Максвелла по электромагнетизму. Согласно представлениям Фарадея и Максвелла, в пространстве, пронизываемом С. л. электрич. и маги, полей, существуют механич. напряжения, соответствующие натяжению вдоль С. л. и давлению поперёк них. Математически эта концепция выражена в Максвелла тензоре натяжений эл.-маги. поля.
Наряду с использованием понятия С. л. чаще говорят просто о линиях поля: напряжённости электрич. поля Е, индукции маги, поля В и т. п., ие делая спец. акцента на отношение этих полей к силам.
СИЛЬНАЯ ФОКУСИРОВКА — фокусировка частиц в ускорителе, при к-рой частота бета тронных (поперечных) колебаний частицы больше частоты обращения. Примером С. ф. является знакопеременная фокусировка, фокусировка магн. полем со знакопеременным градиентом.
СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — одно из фуидам. взаимодействий элементарных частиц, интенсивность к-рого, характеризуемая константой связи (константой взаимодействия), значительно больше, чем у др. типов взаимодействий — эл.-маги., слабого и гравитационного.
Вообще говоря, иитенсивность взаимодействия зависит от характерных для процесса взаимодействия пространственных и временных масштабов, и выделение С. в. в особый нласс имеет фактически более глубокие основания — оно обусловлено участием во взаимодействии специфич. физ. полей. Более того, взаимодействия, к-рые наблюдаются и рассматриваются как ие зависящие друг от друга, могут оказаться разл. проявлениями более общего единого взаимодействия. Примером может служить объединение эл.-магн. и слабого взаимодействий в рамках теории электрослабого взаимодействия. Существуют также модели великого объединения, в к-рых делается попытка объединить сильное, эл.-маги. и слабое взаимодействия. Имеется надежда и а объединение всех фундам. взаимодействий, включая гравитационное, в рамках единой суперсим-метричной теории (CM. Супергравитация).