Нажмите ENTER

ЗАГОЛОВОК ПРОЕКТА

    Нажмите ENTER

    БЛОГ

    Maxim1212
    28.09.2021
    Физическая энциклопедия Комментариев нет

    Автоволны

    АВТОВОЛНЫ— одна из разновидностей волн, распространяющихся в активных средах (т.е. в открытых системах) без затухания и сохраняющих свои характеристики неизменными благодаря непрерывному подведению энергии (вещества и т.п.) извне. Термин «автоволны» предложен советским физиком Ремом Хохловым по аналогии с термином «автоколебания» [3].
    Примерами автоволн являются движение фронта горения, протекание катализируемых химических реакций и т.п. В автоволновых процессах происходит передача возбуждения между соседними элементами среды, в отличие от автоколебаний, при которых система колеблется как одно целое [1].
    Первым учёным, кто активно изучал автоколебания, стал советский академик Александр Андронов, а сам термин «автоколебания» в русской терминологии был им введен в 1928 году. Большой вклад в развитие автоволновой теории внесли его ученики из ун-та Лобачевского. Простейшие автоволновые уравнения, описывающие процессы горения, в 1937 году изучались выдающимися советскими учёными А.Н. Колмогоровым, И.Е. Петровским, Н.С. Пискуновым,[Kolmogorov, A.; et al. (1937). «Study of a diffusion equation that is related to the growth of a quality of matter and its application to a biological problem». Moscow University Mathematics Bulletin. 1: 1–26] а также Я.Б. Зельдовичем и Д.А. Франк-Каменецким [Zeldovich, Y. B.; Frank-Kamenetsky, D. A. (1938). «(article)». Acta Physicochimica U.S.S.R. 9: 341–] в 1938 году.
    Классическая аксиоматическая модель с автоволнами в миокарде была опубликована в 1946 году Норбертом Винером и Артуро Розенблютом [Wiener, N.; Rosenblueth, A. (1946). «The mathematical formulation of the problem of conduction of impulses in a network of connected exitable elements, specifically in cardiac muscle». Archivos del Instituto de Cardiología de México. 16 (3–4): 205–265].
    Автоволновые процессы в неравновесных системах описывают нелинейными дифференциальными уравнениями. Они широко распространены в природе и происходят во многих биологических системах, при физических и химических превращениях. В твердых телах автоволновые режимы реализуются во время возбуждения электронной подсистемы; в полупроводниках электрическим полем или изменением температуры, при инжекции носителей заряда; при фазовых переходах. Для автоволновых процессов характерны разнообразие пространственно-временных масштабов (длина диффузии в пределах 10 -5 -10 -7 см, частоты — 10 -2 -10 10 Гц) и способов передачи возбуждения (магнонами, фононами и фотонами).
    Автоволны применяют в оптических, радио-, СВЧ-усилителях и генераторах; во время генерирования ультра- и гиперзвука; в процессе записи и преобразования информации (для распознавания образов) для выявления слабых сигналов; для моделирования биологических процессов (распространение нервных импульсов, режимы работы сердечной мышцы) и др.[2]

    • Актуальность и значимость автоволн

    Автоволны это распределенные аналоги автоколебаний, наблюдаемых в точечных системах. Примерами их являются волны горения, нервные импульсы, волны распределительного туннельного перехода (в полупроводниках) и др. Автоволновые процессы лежат в основе большинства процессов управления и передачи информации в биологических системах. Интересной особенностью активных сред является то, что в них могут возникать автоволновые структуры.
    Значимость автоволн заключается в следующем:
    1. И автоволны, и автоволновые процессы могут возникать в системах любой физической природы, динамика которых описывается уравнениями.
    2. Это новый тип динамических процессов, которые порождают макроскопический линейный масштаб за счёт локальных взаимодействий, каждое из которых не имеет линейного масштаба.
    3. Автоволновые структуры лежат в основе морфогенеза живых организмов (то есть биологических систем).
    4. Возникновение автоволновых структур — это новый механизм турбулентности в активных средах.[4]
    В 1980 году советские учёные Г. Иваницкий, В. Кринский, А. Заикин, А. Жаботинский, Б.П. Белоусов стал лауреатом высшей государственной награды СССР — Ленинской премии «за открытие нового класса автоволновых процессов и их изучение при нарушении устойчивости распределенных возбудимых систем» [Zaikin, A. N.; Zhabotinsky, A. M. (1970). «Concentration wave propagation in two-dimensional liquid-phase self-oscillating system». Nature. 225 (5232): 535–537].

    Лит.: Жаботинский А. М., Концентрационные автоколебания, М., 1974; Скотт Э., Волны в активных и нелинейных средах в приложении к электронике, пер с англ., М., 1977; Автоволновые процессы в системах с диффузией, Г., 1981, Field R. J., Burger M., Oscillations and travelling waves in chemical systems, N.Y.- [a.o.], 1984

    Ссылки:
    1. https://vue.gov.ua/Автохвилі
    2. http://femto.com.ua/articles/part_1/0020.html
    3. Автоволны // А — Анкетирование. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 145. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов; 2004—2017, т. 1)
    4. Грехова, М. Т., ред. (1981). Автоволновые процессы в системах с диффузией. Горький: Институт прикладной математики АН СССР. p. 287


    © При копировании активная ссылка на сайт обязательна

    См. Алфавитный указатель статей Большой энциклопедии знаний

    Комментарии закрыты

    error: Content is protected !!