Внутренние волны. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Внутренние волны (внутренние гравитационные волны) - вид волновых движений в слоистой (стратифицированной) жидкости (газе), плотность к-рой

растёт с глубиной z. Простейший случай - внутренние волны на границе раздела двух однородных несжимаемых жидкостей, из к-рых нижняя имеет большую плотность (

). Такие волны аналогичны волнам на поверхности жидкости (=0) и описываются теми же ф-лами, но с заменой ускорения силы тяжести g на

. В несжимаемой жидкости с непрерывной зависимостью r от z осн. параметром, определяющим свойства внутренних волн, служит частота плавучести (частота Брента - Вяйсяля)

, равная частоте собств. колебаний элемента жидкости в вертик. направлении. Если N везде одинаково (т. е.

зависит от z по экспоненте), то частота

плоской гармонич. внутренней волны связана с углом

её волнового вектора k относительно вертикали (рис.) дисперс. ур-нием

; т. о., частота внутренних волн всегда меньше N.

Колебания частиц жидкости в такой волне перпендикулярны к и лежат в плоскости (z, k); так же направлена групповая скорость волны

. В частности, при колебаниях тела в слоистой жидкости вся энергия внутренних волн излучается по образующей "группового конуса", с углом при вершине

, таким, что

. Если N зависит от глубины, то частота внутренних волн не может превышать макс. значения N, а волна испытывает рефракцию.

В слое жидкости, ограниченном сверху и снизу от ражающими поверхностями и являющемся поэтому волноводом, возможны направляемые внутренние волны в виде нормальных волн (мод), имеющих "стоячую" структуру по вертикали и бегущих в горизонтальном направлении.

Направяения групповой скорости

и волнового вектора к внутренних волн частоты

, распространяющихся под углом от гармонического источника,

находящегося в точке О, при N=const.

В сжимаемой среде свойства внутренних волн, кроме N, зависят также от скорости звука с и их, строго говоря, нельзя отделить от звуковых (акустич.) волн. Поэтому в общем случае говорят об акустико-гравитац. волнах в сжимаемой слоистой среде, к-рые при определенных условиях могут быть разделены на высокочастотную акустическую и низкочастотную гравитационную ветви.

внутренние волны повсеместно распространены в океане и атмосфере Земли. В частности, с ними связано явление "мёртвой воды" - торможение судна из-за расхода энергии на возбуждение внутренних волн на ниж. границе слоя тёплой (т. е. более лёгкой) жидкости, лежащей поверх более холодной. В толще океана, где плотность меняется с глубиной из-за изменений температуры и содержания солей, существуют внутренние волны разнообразных масштабов и периодов - от десятков секунд до десятков часов, к-рые эффективно взаимодействуют между собой и с др. типами движений. Они играют существ. роль в процессах вертик. переноса энергии, возникновения турбулентности, тонкой структуры и т. д. Внутренние волны наблюдаются и в атмосфере Земли. Такие волны, по-видимому, участвуют и в процессах переноса энергии в атмосфере Солнца.

Литература по внутренним волнам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.