Проход потоков энергии по частям системы и её окружению…
Неустойчивые системыСистемы в состоянии неустойчивости или перехода...
X
Это один из видов самоподдерживающих волн в активных средах, которые содержат внутренние (!) источники энергии.
Различные аналоги автоволн неоднократно описывались физиками, физиологами, социологами, экологами, химиками и т.п., но в России принято их широкое изучение связывать с появлением модели колебательной химической реакцией Белоусова-Жаботинского.
ПРИМЕР автоволн. «Для демонстрации простейшего механизма возникновения и распространения автоволн в 1979 г. М.А. Морозовым и мною была придумана специальная горелка. В листе металла на близком расстоянии друг от друга были просверлены отверстия, в которые вставили полосы асбеста, соединенные друг с другом. Концы этих полос опустили в ванну с густым маслом. Сам по себе асбест не горит, но когда он пропитается маслом, то становится фитилем и его можно поджечь. Скорость горения асбестового фитиля, пропитанного маслом, выше скорости поступления горючего вещества (масла). Поэтому фитиль через некоторое время погаснет. После этого за счёт диффузии он впитает масло, его вновь можно поджечь и т.д. Таким образом, фитиль может находиться в трех состояниях: горение; пауза (рефракторный период), когда засасывается масло; готовность вновь вспыхнуть после поджога. Если в такой демонстрационной горелке поджечь один из фитилей, то от него загорится соседний. Первый фитиль вскоре погаснет (выгорит масло), но к этому времени по горелке уже побежит фронт пламени. Так технически просто можно создать активную среду с восстановлением: каждый её элемент (фитиль) может, в отличие от бикфордова шнура, вспыхнуть не один, а сколько угодно раз. Отметим, что повторно фитиль можно поджечь не только внешним источником, но и пламенем, подведенным по среде».
Иваницкий Г.Р., Виражи закономерностей. Правило БИО – стержень науки, М., «Наука», 2011 г., с. 78.
В отличие от классических волн, изучаемых, например, в курсе средней школы, автоволны имеют свои отличия, сравним:
Постулаты классических волн:
«1. Возникновение под действием кинетической компоненты энергии локализованного источника
2. Уменьшение амплитуды и изменение формы волны по мере удаления от генерирующего её источника
3. Отражение от препятствий
4. Наличие интерференции при взаимодействии волн
5. Наличие дифракции на границах препятствий
Постулаты автоволн:
1. Возникновение под действием потенциальной компоненты энергии, распределённой по среде
2. Амплитуда и форма волн не изменяется
3. Отражение от препятствий отсутствует, при столкновении волны уничтожают друг друга (аннигилируют) 4. Интерференция при взаимодействии отсутствует, так как волны аннигилируют
5. Наличие дифракции на границах препятствий сохраняется».
Иваницкий Г.Р., Виражи закономерностей. Правило БИО – стержень науки, М., «Наука», 2011 г., с. 75.
«Во всех случаях активная среда, - по крайней мере, двухуровневая система, которая может находиться в двух существенно различных состояниях: высоко- и низкоэнергетическом. При распространении автоволны на её переднем фронте элементы среды переходят с высокоэнергетического уровня на низкознергетический. Выделяющаяся при этом энергия расходуется, как уже сказано, на запуск аналогичных переходов на участках среды, расположенных непосредственно перед фронтом автоволны. Активные среды без восстановления после перехода остаются на низком уровне потенциальной энергии и автоволна повторно по ним распространяться не может (например, бикфордов шнур, волны фазовых переходов). В активных средах с восстановлением автоволны могут распространяться в принципе сколько угодно раз, так как каждый элемент такой среды возвращается на высокоэнергетический уровень вследствие медленных процессов накачки потенциальной энергии извне».
Иваницкий Г.Р., Виражи закономерностей. Правило БИО – стержень науки, М., «Наука», 2011 г., с. 81.
Оказалось, что модель автоволн позволяет описывать широкий спектр различных природных явлений: горение, гетерогенный катализ и т.п.
