к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Диссипативные структуры

Диссипативные структуры - устойчивые пространственно неоднородные структуры, возникающие в результате развития неустойчивостей в однородной неравновесной диссипативной среде. Термин предложен И. Пригожиным (I. Prigogine). Примером Д. с. могут служить ячейки Бенара (чередование восходящих и нисходящих конвекционных потоков в жидкости), страты в плазме, неоднородные распределения концентраций в хим. реакторах, перистые облака и др. явления. Основы общей теории Д. с. сформулированы А. Тьюрингом (A. Turing) в 1952.

Простейшие модели Д. с. описываются двумя динамич. переменными х, у, зависящими от времени t и одной пространственной координаты r:

1119933-374.jpg

Система (*) описывает кинетику нелинейных процессов (физ., хим., биол. и т. д.) с учётом миграции компонент х и у (в частности, за счёт диффузии) в соседние области пространства. Величины Dx и Dy - коэф. диффузии, нелинейные функции P (х, уQ (х, у)описывают прирост и убыль компонент х и у. Если Д. с. образуются на отрезке длины 1119933-375.jpg с непроницаемыми концами, граничные условия имеют вид 1119933-376.jpg при r=0, L. Образование Д. с. возможно при след. условиях. 1) Одна из переменных (напр., х) является "автокаталитической", другая (у) - "демпфирующей". Это значит, что в системе, линеаризованной вблизи стационарного состояния 1119933-377.jpg [такого, что 1119933-378.jpg1119933-379.jpg], величина 1119933-380.jpg положительна, а величина 1119933-381.jpg отрицательна. Величины 1119933-382.jpg и 1119933-383.jpg также должны иметь разные знаки. Такие условия выполняются лишь в термодинамически неравновесных открытых системах; согласно терминологии Пригожина, они относятся к области "нелинейной термодинамики". 2) Коэф. диффузии автокатализатора должен быть меньше коэф. диффузии для демпфера (т. е. Dx<Dy).

При выполнении условий (1) и (2) однородное стационарное состояние 1119933-384.jpg может терять устойчивость по отношению к гармонич. возмущениям с определённой длиной волны, соизмеримой с L. Значения параметров системы (*), при к-рых декремент затухания упомянутых возмущений обращается в нуль, наз. бифуркационными, а само явление - бифуркацией Тьюринга. Система отбирает из внеш. возмущений огранич. число гармонич. мод (в предельном случае одну), к-рые могут нарастать. Их нарастание стабилизируется нелинейными членами функций P(х, уQ(x, у). При значениях параметров, близких к бифуркационным, образуется плавная гармонич. Д. с. Вдали от точки бифуркации возникают контрастные Д. с., к-рые состоят из узких участков резкого изменения автокаталитич. переменной х, чередующихся с широкими участками плавного изменения переменных. При обратном соотношении между коэф. диффузии 1119933-385.jpg в системе возникают автоволны .Все изученные модели Д. с. разбиваются на два класса, к-рые можно привести в соответствие с катастрофами типа "складка" и "сборка" (см. Катастроф теория). Класс Д. с. определяется числом экстремумов функции 1119933-386.jpg, являющейся решением ур-ния 1119933-387.jpg.

В случае одного экстремума (складка) контрастная Д. с. состоит из ряда узких "пиков" автокаталитич. переменной х(r), разделённых длинными участками плавного изменения обеих переменных. Если имеется два экстремума (сборка), то возможно образование контрастных Д. с. ступенчатой формы, состоящих из широких участков повышенного и пониженного содержания автокатализатора; узкие границы между ними - фронты резкого изменения х(r).

На отрезке длины L может существовать несколько (много) разл. периодич. Д. с., реализация каждого решения зависит от истории возникновения Д. с. Контрастные Д. с. весьма чувствительны к малым неоднородностям пространства, поэтому могут возникать достаточно стабильные непериодич. Д. с. (в к-рых длины плавных участков различны). Теорию Д. с. используют для качественного описания явлений самоорганизации в природе. В частности, в биофизике её применяют для описания спонтанного возникновения структуры при развитии организма (морфогенез), пространственно неоднородного распределения особей в экологии и структуры колоний у ряда микроорганизмов. Теория Д. с. входит как существ. часть в синергетику и теорию автоволн.

Литература по диссипативным структурам

  1. Hиколис Г., Пригожий И., Самоорганизация в неравновесных системах, пер. с англ., M., 1979;
  2. Васильев В. А., Романовский Ю. M., Яхно В. Г., Автоволновые процессы в распределенных кинетических системах, ".УФН", 1979, т. 128, с. 625;
  3. Кернер Б. С., Осипов В. В., Стохастически неоднородные структуры в неравновесных системах, "ЖЭТФ", 1980, т. 79, с. 2218;
  4. Turing A. M., Chemical basis of morphogenesis, "Phil. Trans. Roy. Soc., Ser. B", 1952, v. 237, p. 37.

Д. С. Чернавский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 18.10.2019 - 14:00: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:39: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:26: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 18:29: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Ядерные эксперименты - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 06:07: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 06:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 06:01: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
16.10.2019 - 19:24: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution