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, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.