Гиротропная среда - среда, локальные макроскопич. свойства к-рой неинвариантны относительно зеркальных
отражений, т. е. изменяются при нек-рых зеркальных отражениях. В результате
процессы, происходящие в Г. с., обнаруживают несимметрию правого и левого, а
соответствующие характеристики Г. с. описываются псевдотензорными величинами
(см. Псевдотензор). Среда наз. гироэлектрической (гиромагнитной), если
псевдотензорной величиной является диэлектрич. (магн.) проницаемость. Типичными
примерами Г. с. могут служить ферриты и плазма во внеш. магн.
поле.
Гиротропия среды обычно
связана с нарушением зеркальной симметрии (дисимметрией) образующих её элементов
(напр., частиц) и их свойств. Это нарушение может быть вызвано внеш. воздействиями,
напр. механич. сжатием (механич. гиротропия), наложением магн. и электрич. полей
(магнитоактивные среды и электрогиротропия), вращат. движением среды (динамооптич.
эффекты), облучением среды светом (нелинейная оптич. гиротропия, и в частности
обратный Фарадея эффект ).Отсутствие зеркальной симметрии (иногда это
свойство наз. хиральностью) может быть присуще также составляющим среду частицам
(естеств. гиротропия). Кроме того, гиротропия среды может быть обусловлена след.
причинами: 1) гиротропным характером взаимодействия между частицами (напр.,
нарушение пространств. чётности в слабых взаимодействиях); 2) винтообразным
упорядочением частиц (холестерич. жидкие кристаллы ,геликоидальные ферромагнетики
и др. среды с винтовыми осями симметрии); 3) преим. "правой" (или
"левой") структурой мелкомасштабных неоднородностей в среде (напр.,
гиротропная турбулентность и гиротропия хаотич. магн. поля, см. Гидромагнитное
динамо).
Обычно Г. с. анизотропна,
хотя существуют важные исключения: гиротропной может быть изотропная сре. да,
состоящая из хиральных частиц; напр., водный раствор сахара, в к-ром кол-во
"правых" и "левых" молекул различно. Весьма загадочным
представляется тот факт, что все наиболее важные ткани живых организмов гиротропны,
а именно: образованы хиральными молекулами, находящимися преим. в одной из двух
зеркальных форм. В неживой природе кол-во правых и левых молекул в среднем обычно
одинаково (рацемическая смесь).
Гиротропия в существенной
мере определяет поляризацию и показатели преломления эл--магн. волн в среде.
Благодаря этому обстоятельству, изменяя характеристики Г. с., управляют свойствами
эл--магн. излучения, а измеряя параметры эл--магн. волн, определяют характеристики
Г. с., в частности, с гиро-тропией связаны Фарадея эффект и Коттона - Мутона
эффект, а также существование свистящих атмосфериков в ионосфере
и геликонов в плазме твёрдого тела, возникновение обыкновенных и необыкновенных
волн в ферритах и ферродиэлектриках и т. д. Кроме того, при большой интенсивности
излучения гиротропия способна оказывать существенное влияние на нелинейное взаимодействие
волн и на характер их воздействия на среду (напр., при нелинейном воздействии
радиоволн на ионосферу).
В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский
|
|
 |
