Линейное взаимодействие волн - явление перераспределения волнового движения между
различными нормальными волнами, происходящее в результате изменения свойств
среды в пространстве и(или) во времени под действием внеш. факторов. Это явление
наз. также линейной трансформацией волн. Оно не связано с нарушением принципа
суперпозиции волновых полей, в отличие от нелинейного взаимодействия волн, при
к-ром пространственно-временное изменение свойств среды обусловлено самими взаимодействующими
волнами.
Понятие "Линейное взаимодействие волн"
удобно рассмотреть на примере линейного взаимодействия колебаний. Напр., для
системы связанных осцилляторов
с изменяющимися на нек-ром
интервале времени
коэф. связи
и частотами
явление линейного взаимодействия 2М мод с собств. частотами
заключается в том, что амплитуды их колебаний, взаимно независимых при
при становятся
взаимно зависимыми. Взаимная трансформация мод
существенна, если характерное время изменения параметров системы меньше или
порядка периода биений
между к--л. двумя модами l и т. Если функции и
достаточно гладкие, то моды остаются независимыми; изменение их амплитуд (в
отсутствие диссипации энергии мод Wl) происходит в соответствии
с законом сохранения адиабатических инвариантов Ii=
Поэтому говорят также о неадиа-батич. переходе между модами (см. также Пересечение
уровней). Линейное взаимодействие колебаний возникает при столкновении молекул,
в связанных радиотехн. контурах, СВЧ- или акустич. резонаторах и др. нестационарных
колебат. системах.
Аналогично, если свойства
стационарной сплошной среды или волновода меняются вдоль направления
распространения волн (ось z), то возникает линейное взаимодействие монохроматич.
нормальных волн с показателями преломления nl
z) (и одинаковой частотой
Исходная система ур-ний для вектора е, образованного TV комплексными
компонентами
рассматриваемого волнового
поля, имеет вид -iTe. Здесь опущен множитель ехр
штрих обозначает дифференцирование по безразмерной координатеk0z,
где k0=c=const
- характерная фазовая скорость волн. В каждой точкес
помощью ур-ния
= н;// определяют полную систему собств. векторов е/ и их собств. значения
nl, l=1, . . ., N;
Замена е= где =Фlеl,
приводит к ур-ниям
Л. в. в.
Здесь
- означает комплексное сопряжение, а вид множителей Фl
определён условием =0;
- взаимная
к система
векторов.
В приближении геом. оптики
alm=0 и
с постоянными fl0 (см. Геометрической оптики метод). Л. в. в. отвечает нарушению этого приближения, возникающему вследствие неоднородности
собств. векторов поляризации волн
вдоль направления распространения, когда
а значения flо нельзя считать постоянными, ь прозрачной среде
при
Л. в. в. характеризуется перераспределением их потоков энергии, равных
Возможна взаимная трансформация как встречных волн (прямой и отражённой), так
и попутных волн (распространяющихся в одном направлении). Как и в случае нестационарных
связанных колебаний, Л. в. в. несущественно, если характерный масштаб изменения
функций
велик
по сравнению с пространственным периодом биений волн \nl-nm\. Поэтому в плавно неоднородной среде Л. в. в. происходит только в области
сближения показателей преломления nl и пт (для
попутных волн) либо в области малых значений показателей преломления (для встречных
волн). В слабо неоднородной среде эффективное Л. в. в. возможно при наличии
периодич. модуляции её свойств вдоль направления распространения. Оно возникает
вследствие пространственного параметрического резонанса к--л. двух волн
при условии, что период модуляции примерно кратен периоду биений между ними.
Это отвечает Брэгга - Вулъфа условию в случае трансформации двух встречных
волн одного типа, когда пт= -ni.
Линейное взаимодействие волн определяет спектр
и поляризацию отраженного и проходящего излучения. Поэтому измерение параметров
излучения позволяет судить о локальной неоднородности среды в области Л. в.
в., а изменение неоднородности позволяет управлять свойствами излучения. Эти
возможности используют, напр., в физике плазмы (лабораторной и космической),
физике лазеров, акустоэлектронике и акустооптике, оптике жидких кристаллов,
магнитооптике, волоконной оптике, в волноводах и др. линиях передачи.
При распространении через неоднородный слой нестационарной среды возможно линейное взаимодействие волн на разных частотах. В частном случае слабого периодич. возмущения свойств среды наиб. благоприятные условия линейного взаимодействия волн отвечают параметрич. взаимодействию тех волн, для к-рых невозмущённые частоты 2 и волновые векторы k1, 2 связаны с частотой и волновым вектором k3 возмущений в слое условиями волнового синхронизма: k1bk2=bk3. Если дисперсия волн отсутствует, то линейное взаимодействие волн в пространстве сводится к линейному взаимодействию колебаний (в системе отсчёта, движущейся вместе с неоднородностями среды).
В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.