Меню

Чем отличается свет от звука



Звуковые и световые волны

Звуковые волны порождаются колебаниями тел. Они являются частным случаем механических волн, которые представляют собой возмущения среды, распространяющиеся в пространстве. В то время как свет представляет собой частный случай электромагнитных волн. Электромагнитные волны излучаются ускоренно движущимися заряженными частицами. Например, колеблющийся с определенной частотой электрон излучает волны с такой же частотой.

Звуковые волны — это продольные волны. Колеблющееся тело, являющееся источником волн, оказывает давление на частицы среды, в которой находится. Среда сжимается и разжимается, таким образом по ней распространяется череда сжатий и разрежений. Отсюда следует, что звуковые волны не могут распространяться в вакууме. Так как пустоту нельзя сжать и разредить.

Мы воспринимаем эти возмущения среды как звук лишь потому, что имеем специальный инструмент — ухо. Оно улавливает ничтожные изменения давления воздуха, возникшие в результате распространения продольной волны в нем. Далее преобразует их в нервные импульсы, которые анализирует головной мозг.

Световые волны, в отличие от звуковых, способны распространяться в вакууме, т. к. представляют собой не только волну, но и частицу — фотон. Понятно, что частица может перемещаться самостоятельно как в вакууме, так и во многих средах. И очевидно, что в вакууме она будет лететь быстрее. Так и есть на самом деле. Скорость света в космосе больше, чем в воздушной, а тем более в водной среде.

Таким образом, заряженная частица не просто создает электромагнитную волну, а испускает фотон. В то время, как тело, порождающее звуковые волны, ничего не испускает.

Электромагнитная волна — это поперечная волна, состоящая из электрического и магнитного поля. Распространяющаяся электромагнитная волна представляет собой переменные электрическое и магнитное поля, которые взаимно порождают друг друга.

Человеческий глаз представляет собой достаточно сложное устройство, возникшее эволюционным путем, и может воспринимать электромагнитные волны в определенном диапазоне их длины. Такие волны называются видимым светом.

Также следует отметить, что скорость света намного больше скорости звука. Около 300000 км/с (свет в вакууме) против 330 м/с (звук в воздухе).

Источник

Чем отличается свет от звука

Куда? Уж эти мне евреи! * — писал Пушкин, и правильно! * *

Подался же Эйнштейн в патентное бюро….

А надо было «идти другим путем», — как учил Великий Ленин [1] , — глядишь, и наука пошла бы по-другому.

Хотя бы… в военные летчики. Вот там, любуясь на вылетающие снаряды, увидел бы Эйнштейн не один, а два парадокса, — и все бы было путем!

Со снарядом бы, — как учили, т. е. как до Эйнштейна: скорость снаряда относительно Земли была бы больше его собственной скорости на скорость самолета в момент выстрела.

И парадокс со светом так же изумил бы Эйнштейна, — ни в пример снаряду свет (от вспышки выстрела!) распространяется от точки выстрела во все стороны с одинаковой скоростью, и на нее совершенно не влияет:

· ни скорость самолета в момент выстрела;

· ни вперед ли по ходу самолета произведен выстрел, или из кормового орудия ?

Но был еще один парадокс, чего не дано было увидеть Эйнштейну в своем патентном бюро, —

так же, как свет ведет себя и звук !

Звук (от того же самого выстрела из пушки [2] летящего самолета) распространяется от точки выстрела во все направления сферы с одинаковой скоростью, и на эту скорость не влияет:

· ни скорость самолета,

· ни вперед ли по ходу самолета произведен выстрел, или из кормового орудия?

«Познание вообще не представляет собой ничего иного, как обнаружение аналогий» [62, 66].

Два парадокса сразу, — это уже много, это уже само парадокс [3] . Такое не ускользнуло бы от внимания Эйнштейна, — здесь рукой подать до закономерности.

Но не только независимость скорости света и звука от скорости их источников объединяло эти явления. Присущее им свойство постоянства скорости, является так же парадоксом [4] .

Все в этом мире тормозится.

Нигде больше в природе нет такого, чтобы что-то движущееся не тормозилось. Только свет и звук, два явления у природы не подвержены торможению и распространяются с постоянной скоростью.

Так что не — аналог ия, а —

направляли исследование звука и света на их сравнительное изучение.

Эйнштейн разорвал это сравнительное изучение постулатом об отсутствии эфира, — материальной среды передающей свет, в то время как феномен звука однозначно связывался со средой распространения.

Сам факт того, что для нас, — воспитанных на идеях Эйнштейна! — независимость скорости света от скорости его источника является парадоксом , что это нас – удивляет! — говорит о том, что в нашем понимании фотоны света «выстреливаются» источником света как снаряды, — «как пули», — говорит Эйнштейн. Так снаряд, выстреленный из пушки летящего самолета приобретает скорость относительно ствола орудия, а ствол движется вместе с самолетом, и потому относительно земли снаряд будет иметь уже скорость, большую на скорость самолета в момент выстрела.

А свет не прибавлял к своей скорости скорость самолета. Для нас это конечно парадокс, — парадокс потому, что мы ожидаем того же результата, как и в случае со снарядом.

Но ведь иного объяснен ия у Э йнштейна быть и не могло. Одним из постулатов специальной теории относительности, причем постулатом первым , является

отсутствие эфира, — среды,

способной воспринимать и передавать электромагнитные возмущения.

Пространство у Эйнштейна стало пустым [5] ,

и световой поток просто не с чем было больше связывать, как с источником.

Отсюда, представляется, и идея Эйнштейна «о световых квантах – элементарных частицах электромагнитного излучения, летящих в мировом пространстве наподобие пуль» (выделено мною – Л.Ф.) [63, 184].

Естественно для пули будет странным, что к ее скорости не плюсуется скорость движен ия ее и сточника.

Парадокс с распространением света был запланирован Эйнштейном введением в специальную теорию относительности постулата об отсутствии эфира. Классическая философия, однако, уже за век до этого связала свет с материальным континуумом однозначно.

«Свет есть бесконечное пространственное рассеяние или, вернее, бесконечное порождение пространства» [9, 123]. «Само понятие пространства доставляет себе существование в материи» [9, 64].

«От эфира нельзя отказаться уже из-за света» [6, 211].

И очень бы хотелось, чтобы запомнили, — Гегель не постулирует.

Гегель доказывает. Доказывает всей силой своей непревзойденной, —

Но не дружил Эйнштейн с Гегелем. Не дружил он и с Энгельсом [6] .

Да он и с Лениным не дружил! Вы только подумайте, — начало ХХ века, весь мир сходит с ума от марксизма, а он… дружит с Чарли Чаплиным !

Нет, Господа, прав был мой замполит, — без этих чертовых первоисточников марксизма-ленинизма нам не догнать этой чертовой Америки!

Когда у света обнаружили еще и «волновые свойства», то парадоксов, — «странностей микромира», — добавилось.

Как может быть волна без материального континуума?

Было над чем поломать голову. И взгляды Эйнштейна дрогнули. В 1920 г. он уже пишет, — «пространство немыслимо без эфира». В 1924-м, — «Мы не можем в теоретической физике обойтись без эфира» [7] .

Читайте также:  Лампы экола дневной свет

«Мировоззрение великого теоретика развернулось на 180 градусов, но этого предпочли не замечать» [42, 66].

Постулат об отсутствии эфира, а вместе с ним и парадокс скорости света въелись в плоть естествознания. Сегодня это хрестоматийные головоломки для изучающих теорию относительности, — столько лбов разбито!

Если звездолет движется в космосе со скоростью равной половине скорости света, и будет подавать световые сигналы по ходу движения, и в направлении обратном, то для скорости распространения светового сигнала

150000 км/сек. ммкккм / сек кмкм /сек

Рис. Классическая иллюстрация эйнштейновского парадокса, кто об нее не бился лбом в школьные и студенческие годы!

скорость звездолета не будет иметь никакого значения.

При любых ситуациях свет распространяется от точки в пространстве, откуда был подан сигнал, с постоянной скоростью равной 300000 км/сек.

Мы уже рассмотрели, что наука, к счастью, располагает аналогиями, которые могут пролить свет на поведение света. Та же картина ожидает нас, когда мы заменяем световые сигналы звуковыми.

В принципе, — ничего не изменится.

Звук от выстрела будет распространяться от точки в пространстве, в которой произведен выстрел, со свойственной воздушной среде постоянной скоростью распространения возмущений, — 336 м/ с .

Свет от вспышки выстрела будет распространятся от той же самой точки со свойственной ему постоянной скоростью – 300000 км/с.

Постоянство скорости света, — доказывает убежденный сторонник эфирной теории В. Ацюковский [8] , — должно быть объяснено свойствами материальной среды заполняющей космическое пространство, — эфира [49, 8].

«Аппарат обычной газовой механики прекрасно описывает любые явления микромира, всему есть аналогия в нашем обычном макромире. В том числе и квантовые явления» [42, 69].

Постоянная скорость движения.

Для повседневного взгляда, не обремененного знаниями человека, феномен постоянства скорости движения сам по себе уже есть парадокс. Все тормозится, подсказывает ему опыт, а если скорость не падает, то тому, — он в этом не сомневается, — имеется естественные объяснения.

По сути это объяснение одно, — поддержание постоянства скорости движения, если тому имеется сопротивление (а оно имеется всегда), — требует расходования энергии.

Все тормозится, даже планеты, крутясь по орбитам на высотах, где нет уже никакой атмосферы, — нечему, казалось бы, тормозить, — и те, пусть за десятки миллиардов лет, но тормозятся межзвездной средой. И, как и все на свете, ждет их печальная участь закончить жизненный путь столкновением со своим, уже погасшим к тому времени светилом.

Все тормозится, вот только… — свет?

Свет при любых условиях распространяется с постоянной скоростью от точки в пространстве, из которой был послан световой сигнал.

Аналогично свету ведет себя только звук.

Что это за феномен такой, — постоянная скорость движения?

Являют его нам, казалось бы, далекие друг от друга явления, — свет, и звук. К счастью, феномен распространения звука изучен намного больше.

Все тормозится и в той среде, где распространяется звук, в воздухе.

Все теряет свою скорость, — все, кроме звука.

В чем же распространение звука представляет собой нечто иное, чем это тормозящееся все?

Чтобы упростить задачу возьмем дозвуковой самолет, нам надо избавится от звука ударной волны при полете на сверхзвуковой скорости, — нам нужен именно звук от выстрела.

Звук, впрочем, будет и в этом случае донесен до нас также ударной волной, но ударной волной уже от выстрела [9] .

Звуковая ударная волна распространяется равномерно во все стороны от точки пространства, в которой произведен выстрел, с присущей воздушной среде постоянной скоростью распространения звука – 336 м/сек. Скорость полета, при которой произведен выстрел, к скорости движения ударной волны (звука) никакого отношения не имеет.

Среда распространяющая сигнал

Теория физического вакуума есть стыдливое признание эфира.

Зададимся вопросом, — до тех, кто воспринимает звук вне зоны, непосредственно прилегающей к выстрелу, — долетают ли хотя бы частицы (для воздуха, пожалуй, правильнее говорить не о частицах, а о порциях, — «квантах») того самого воздуха, которые непосредственно воспринимали энергию выстрела. Они ведь, конечно, — будь то хоть частицы, хоть «кванты», но будут же «разлетаться» во все стороны!

Источником звука у нас послужил взрыв порохового заряда. Именно энергия взрыва перешла в кинетическую энергию движения звука, — что же в этом случае движется, что мы воспринимаем как звук?

Что этот звук до нас донесло?

Взрыв разбрасывает во все стороны массы воздуха. Придает воздуху определенную скорость движения ( разлетания ) от центра взрыва.

К этим, пожалуй, разлетающимся во все стороны порциям (квантам) воздуха, можно и применить аналогию, что они разлетаются « как пули», — на небольшом расстоянии от выстрела вы услышите не только звук, но вас еще и «ударит», отбросит, как порывом ветра, этот разлетающийся воздух.

Но на расстоянии, например, в 10 километров, — долетели ли до нас те самые порции воздуха, которые «разлетались» от центра взрыва?

Газовая динамика дала уже на эти вопросы обстоятельные ответы, — энергия взрыва аккумулируется:

1. В сжатии воздушной массы в форме сферического слоя большой плотности;

2. В придании этому уплотненному слою воздуха поступательного движения с внутренне присущей воздушной среде постоянной скоростью.

3. Мощность взрыва влияет только на степень концентрации плотности воздуха в ударной волне, но не на скорость ее распространения.

Если сравнить для наглядности с волной на море, то мощность взрыва отразится лишь на высоте волны, но не на скорости ее перемещения.

Движение звука , — ударной волны, как его носителя, — есть отнюдь

не перемещение воздушной массы.

Перемещается в пространстве не воздушная масса, а ее состояние. По воздуху как бы «прокатывается» уплотнение, — продольная волна, теряя при движении свою плотность, но — не скорость.

Так натянутая между опор пружина, если ее с одной стороны резко сжать, «прокатит» это «сжатие» по всей длине.

Так волны, проходя по водной поверхности, перемещают не водную массу, а лишь ее состояние. Если на поверхности плавали какие-то предметы, то после прохода волны они останутся на том же месте. О мощности вызвавшего эти волны возмущения, мы судим не по скорости их перемещения, а по высоте волны.

Вот что у нас распространяется в воздухе с постоянной скоростью, — уплотнение, возникающее на локальном участке воздушной среды. Именно оно с постоянной скоростью «прокатывается» по материальной субстанции.

Постоянная скорость в данном случае есть скорость распространения возмущений в материальной среде, и определяется эта скорость свойствами самой среды, а не источника возмущения.

Среда распространяет с постоянной скоростью сигнал, — информацию о своем состоянии, — материальным же носителем этой информации является возмущение в среде, выступающее в данном случае как локальное уплотнение ее субстанции.

Пуля же — это не среда, пуля для среды есть, как и все внешнее, источник возмущения, — и тормозится!

Самолет, летящий на сверхзвуковой скорости, это тот же снаряд [10] , и является только посредником в передаче энергии двигателей (как снаряд – посредником в передаче энергии взрыва).

Читайте также:  Кухня нараспашку кулинарные идеи со всего света

Ударная же волна от самолета (как и от снаряда) летящего на сверхзвуковой скорости есть уже уплотнение материи среды (воздуха), она и распространяется с постоянной скоростью, независимо от того, с какой скоростью движется самолет (снаряд).

Эйнштейн отрезал себе вариант объяснения феномена распространения света реакцией среды на нарушение ее равновесия , — вариант, при котором энергию световой вспышки воспринимала бы посредством своего уплотнения материя эфира, и распространяла бы уже в дальнейшем согласно собственным, присущим этой субстанции законам.

Вот и пошли парадоксы с волнами в пустом пространстве.

Сейчас у нас, правда, опять появилось что-то вроде материальной среды, — физический вакуум. Дурацкое , правда, название, — вроде бы и физическая реальность, и в то же время, — пустота.

И волна и поток

Есть одна тонкость, которую невозможно обойти.

Мы представили элементарную частицу как процесс перехода гравитационного излучения в электромагнитное, а это значит приход в элементарную частицу материального потока в одном качестве и ухода в другом.

Волна же не перемещает массы материи, она их «колышет», — у нас же в случае электромагнитного излучения (света) мы имеем поток , что разносит материю по пространству, значит мы имеем и приход и уход.

Но «уход» у электромагнитного излучения дискретный, — импульсный, с определенной частотой излучения.

Если искать аналогию со звуком, то нечто сходное, представляется, имеем мы в случае со звуком от автоматической очереди. Выстрелы здесь не просто «сотрясают» воздух, хотя взрыв это действительно «сотрясение» воздуха, но это и добавление в газовую среду новой порции газа , — т.е. получается, что это дискретный поток газа, сферически расходящийся от точки выстрелов.

Материя среды, таким образом, пополняется с определенной частотой порциями такой же материи, причем эти «вбрасывания» настолько мощные, что вызывают сферическое «разбрасывание» окружающей материи вплоть до сжатия ее в уплотненный слой и сообщение этому слою импульса перемещения по среде. Скорость же перемещения слоя определяется свойствами самой среды.

Так как «вбрасывание» материи в среду идет у нас хоть и прерывно, но постоянно, и в уплотнении аккумулируется не материя среды, а материя «внешняя для среды», — добавленная в среде материя.

И не среда задает уплотнению скорость перемещения (как бы выравнивая свою плотность), а внешняя для среды сила придала этому уплотнению импульс движения. Это движение и «размажет» по пространству вброшенную в нее новую порцию газа.

Ситуация здесь представляется близкой той, что происходит в элементарной частице, когда мы ее рассматриваем как процесс торможения гравитационного излучения до скорости света. Там тоже постоянно «вбрасывается» в виде уплотненного эфира, т. е. добавляется в среду материальная масса, которая перемещением этого уплотнения равномерно « размазывется » по пространству.

Фотон и особенности его движения.

Электромагнитное излучение представляется в таком случае как постоянный, с определенной частотой «выброс» элементарной частицей сферических уплотненных слоев материи, стремительно, — наподобие ударной волны в воздухе, — удаляющихся со скоростью света от центра выброса.

Поток этот действительно необычен, — здесь непрерывное движение прерывно. Электромагнитное излучение (луча света) дискретно, разбито на порции, — это «квантованный» поток, несущий в себе свойство продольной волны, — уплотнение – разряжение. Но между слоями уплотнения (различающимися по степени концентрации плотности материи) имеются разряженные промежутки, также различной степени разряжения и различной длительности.

На это нам указывает наличие частоты излучения и его спектра.

Расстояние между повторяющимися картинами в этом излучении, — длина волны.

Фотон, квант электромагнитного излучения, — это порция этого уплотнения.

Здесь, представляется, необходимо определиться, как мы ограничиваем фотон или порцию излучения? Мы понимаем под этим взятую в сферическом уплотнении какую-то конкретную массу, — например, один грамм, или мы изначально ограничиваем фотон пространственно, например, 1см 3 ? При различных способах ограничения и результаты будут разные.

Мы, например, приписываем фотону отсутствие массы покоя. Но если ограничивать фотон определенной массой, — конкретным количеством материи, — и прослеживаем его дальнейшую судьбу, то фотон будет только увеличиваться в объеме, масса его как раз и будет все время в покое.

Другое дело ограничивать фотон пространственно, тогда прослеживая его судьбу мы видим , что 1 см 3 порции электромагнитного излучения (фотон) массы покоя не имеет. Плотность в этой расширяющейся по мере движения сфере скачка уплотнения будет все время падать, и фотон как раз и будет обладать этим наделенным в современной физике свойством, — отсутствие массы покоя.

«Порция звука» не имеет массы покоя.

Стоит сразу отметить, — мы же ищем аналогии в распространении света и звука, — порция уплотнения (порция [11] материального носителя звука) также не имеет массы покоя .

Расширяясь сферически ударная волна постоянно увеличивает площадь сферы, и вместе с тем теряет пропорционально плотность. Если мы проследим судьбу пространственно одинаковой порции уплотнения, то масса ее будет находиться в постоянном изменении, уменьшаясь пропорционально пройденному расстоянию. Иными словами, порция материального носителя звука не будет иметь массы покоя.

К уже отмеченным нами общим для света и звука свойствам прибавляется, таким образом, еще и

отсутствие массы покоя

их материальных носителей.

Массу покоя фотон обретает, когда его плотность сравняется с плотностью среды, но вместе с тем исчезает и сам фотон. Но исчезает фотон не потому что эта материя исчезла из природы, а потому, что исчезнет единственное свойство выделявшее фотон в среде, — повышенная плотность, — «Нечто» превратилось в «Ничто », оно ничем не отличается от среды, не выделяется в ней.

Процесс движения фотона не имеет завершения на наших глазах, его завершение находится за горизонтом нашей видимости, и мы не можем известными нам методами останавливать этот процесс в зоне его наблюдаемости. Мы не можем, например, прерывать это расширение через каждую десятую часть секунды, чтобы зафиксировать на этих этапах массу этой непрерывно расширяющейся порции вещества на пути к своему новому стационарному состоянию, — эфиру.

Фотон в силу этого действительно не имеет массы покоя. Пока он существует, его плотность постоянно меняется (падает), а соответственно и масса пространственно ограниченной порции уплотнения постоянно меняется, — не имеет покоя. Когда же масса перестает меняться, то нет уже и фотона.

Масса покоя фотона равна нулю?

Если бы наши выводы ограничивались только тем, что фотон (как порция электромагнитного излучения) не имеет массы покоя, это еще не противоречило бы ни опытным данным, ни логике.

Но на каком основании мы утверждаем, что масса покоя фотона (порции материи в состоянии ее наибольшего расширения) равна нулю?

Если масса «Нечто» в определенном состоянии становится равной нулю, и если это «Нечто» было материальное, то мы заявляем об исчезновения материи .

У нас плотность порции излучения сравнялась с плотностью материи среды, и мы не можем уже выделить в среде эту конкретную материю, — значит масса этой материи стала равной нулю?

Читайте также:  Ибо армия света собирается у твоих врат

Выльем мы в бассейн банку воды, нам уже никак не выделить в бассейне эту самую конкретную воду, не вернуть назад в банку именно ее, но что, — масса этой вылитой нами банки воды стала равной нулю?

Говорить, что если процесс падения плотности фотона прекращается, то его масса становится равной нулю, это уж, простите, пускаться во все тяжкие. Вопрос об отсутствии массы покоя кванта электромагнитного поля даже не проблематичен, он элементарно нелогичен.

Для естествознания, которое до начала ХХ века связывало категорию массы только с веществом, этот феномен отсутствия массы покоя, по-видимому не нашел доступных физических аналогий, и трактуется зачастую антинаучно, — потеря системой массы покоя трактуется как переход материальной системы в идеальное, т. е. нематериальное состояние.

На каждом углу в физике мы встречаемся с выражениями – переход материи в энергию. На деле это невинное признание исчезновения и возникновения материи.

Энергия есть мера движения и, как и движение является свойством материи . Если материя перешла в свое свойство, она исчезла.

Чеширский кот какой-то, — кота не было, была лишь его улыбка [12] .

Сейчас, когда бывшее когда классическим, бывшее абсолютным, бывшее в ХХ веке пустым пространство все больше заполняется материей, — «скрытой массой», «физическим вакуумом». Когда количество этой «скрытой массы» просчитывается уже в несколько раз превышающее массу «открытую», то не пора ли произвести ревизию и в этом секторе знаний и избавиться хотя бы от таких диких ляпсусов как переход материи в энергию?

Эта «скрытая масса» и есть то самое состояние материи, где обретают массу покоя не имеющие ее фотоны, — порции электромагнитного излучения.

Процесс этот можно проиллюстрировать падением плотности сжатого под поршнем газа, если бы на определенном этапе процесс уходил от нас за горизонт обозримости. На наблюдаемом участке процесса расширения газа конкретный объем газа не будет иметь для нас массы покоя. Мы не наблюдаем таким образом у порции этого газа массы покоя, вот что единственное мы можем сказать.

Но он, этот поршень, где-то ведь остановится. Там, правда, где мы его уже не видим. И что же масса газа под поршнем в состоянии наибольшего расширения будет равна нулю?

Как же тогда в физике написано на каждом заборе, — «масса покоя фотона равна нулю»?

Позвольте, Читатель, немного философии [13] .

Свет — это ощущение, звук — это ощущение, — это феномены сознания!

Распространяются в природе не свет и не звук, а их материальные носители, — уплотнения среды, воздействие которых на органы чувств воспринимается субъектом как звук или свет. Даже рядом со взрывом глухой не услышит звука, но может почувствовать как по нему «ударит» уплотненная воздушная масса, — «воспримет» подобным же образом взрыв и отброшенный им камень. Слепой не увидит вспышки взрыва (не ощутит его), но услышит звук, но если это «свет» от атомной бомбы, то ощутит (воспримет) его и слепой, как «воспримет» его и стоящее рядом деревце.

Распространение света (звука), а вместе с тем и их существование заканчивается, когда прекращается существование уплотнения передающей эти возмущения среды.

Это уплотнение существовало в среде как некое «Нечто». Как только плотность этого «Нечто» сравняется со средой, то «Нечто» превращается в «Ничто », — оно не выделяется в среде ничем, — оно и выделялось-то в среде как некое «Нечто» только разницей в плотности.

«Нечто» же существует постольку, поскольку оно отличается от среды хоть чем-то, хоть какими-нибудь свойствами.

Это «Нечто», — порция материального носителя звука (света), — превратилось в «Ничто », но оно отнюдь не ушло в «Небытие» [14] , — позже нам Гегель объяснит, что «Ничто» обладает «Бытием» [15] .

Бытие, неопределенное непосредственное, есть на деле ничто и не более и не менее, как ничто. …Чистое бытие и чистое ничто есть, следовательно, одно и то же. [24, 140].

Нас ожидает, тем не менее, еще один феномен, — скорость распространения возмущений превышающая естественную?

Нам нужно объяснение сверхсветовой скорости гравитационного излучения, — какие механизмы достижения скоростей превышающих естественные скорости распространения возмущений в материальном континууме существуют в природе?

Опять же нам за аналогиями приходится идти к воздушной среде.

Сверхзвуковая скорость.

Это такая ужасная мука,

мчаться куда-то со скоростью звука,

Зная прекрасно, что есть уже где-то

некто летящий со скоростью света.

Газовая среда, в которой при определенных условиях возникают сверхзвуковые потоки, является, наверное, единственной сферой, где нашему вопросу можно найти хоть какие-то аналогии. Процессы изучены здесь уже в довольно высокой степени и интенсивно осваиваются на практике.

Происходивший во второй половине ХХ века процесс освоения сверхзвуковых скоростей, процесс зачастую драматический, в котором теория отставала от практики, оставил, тем не менее, богатый материал, на котором и развилась современная сверхзвуков ая аэ родинамика.

Рассмотрим механизм увеличения скорости потока, и на этом пути, — особенности этапа преодоления скорости звука. Возьмем пример, когда газ с определенной скоростью течет по трубе, — какими методами можно увеличить скорость?

Их два (основных), известных каждому школьнику, — увеличение давления на входе, и уменьшение диаметра трубы.

Рассматриваем вариант, когда диаметр трубы постоянный. Увеличиваем давление, — растет скорость истечения. Теперь увеличивая этап за этапом давление, доведем скорость течения газа до сверхзвуковой, и проанализируем особенности самого этапа преодоления скорости звука?

Вот здесь ожидает нас настоящий парадокс, —

увеличения скорости на этапе преодоления потоком скорости звука.

По мере увеличения скорости картина взаимозависимости давления и скорости потока претерпевает существенные изменения, — все больше с каждым этапом требуется увеличения давления для прироста единицы скорости, в конце концов, при достижении околозвуковых скоростей каждый, самый, что ни есть минимальный шаг, требует уже просто гигантского прироста мощности компрессоров.

Но и при этом преодоление потоком скорости звука не происходит все равно, как бы мы мощность компрессоров не увеличивали. При определенной (критической) величине давления процесс заканчивается «помпажем», — сбросом давления через компрессор в обратном направлении, и остановкой двигателя [16] .

При традиционном методе увеличения скорость звуковой барьер остается непреодолимым.

Проблема была решена созданием сопла с расширяющимся сечением, — так называемое сопло Лаваля. Его мы можем видеть как сопла ракет-носителей космических кораблей.

Процесс преодоления скорости звука перечеркивает в корне все привычные закономерности: преодоление звукового барьера происходит не за счет дальнейшего повышения давления в потоке, а наоборот, за счет

резкого падения давления .

Текущий с околозвуковой скоростью поток, попадая в расширяющееся сечение, претерпевает резкое падение давления и преодолевает звуковой барьер, в дальнейшем же этап за этапом увеличивает скорость до тех пор, пока давление в потоке превышает давление окружающей среды.

Этот, пожалуй, что единственный способ достижения сверхзвуковых (сверхъестественных для воздушной среды) скоростей позволяет очертить необходимые условия их достижения:

· гигантское давление в месте истечения потока;

· попадание истекающего потока в условия расширяющегося сопла, т. е. создание условий неестественно резкого падения давления.

Рис. Сопло Лаваля с расширяющимся сечением .

Источник

Adblock
detector