Обозрение "Теорфизика для малышей

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю

ТЕОРФИЗИКА ДЛЯ МАЛЫШЕЙ
Обозрение Игоря Иванова

НАУКА

Новости

Научный форум

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ
Открытое письмо министру образования
Антиреформа
Соросовский образовательный журнал
Биология
Науки о Земле
Математика и Механика
Технология
Физика
Химия
Русская литература

КОНКУРСЫ

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ
Библиотека Хроноса
Научпоп

РАДИО
Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ
Музеи
Игры
Песни русского застолья
Народное
Смешное

О НАС
Редколлегия
Авторам
О журнале
Как читать журнал
Пишут о нас
Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск
Проекты
Посещаемость
Журналы
Русские писатели и поэты
Избранное
Библиотеки
Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"
Баннерная сеть
Наши баннеры

НОВОСТИ

Все
Новости русской культуры
Новости науки
Космические новости
Афиша
The best of Russian Science and Technology

"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

22.04.2002
23:35

Теорфизика для малышей -- 16: самоорганизованная критичность

Эта заметка -- последняя из трилогии про свитер. Хоть ее можно читать и независимо, для понимания, о чем идет речь, я советую прочитать первую и вторую заметки из . . .

22.04.2002
14:26

Теорфизика для малышей -- 15: обратная задача рассеяния на примере Байкала

Интригующее название, не правда ли? На самом деле, я хочу показать одну свою фотографию, сделанную осенью прошлого года на Байкале (106-й км Кругобайкальской ж/д, база нейтринного телескопа DUMAND) и рассказать о том, что чувствует физик, глядя на нее.

Плоская падающая и круговая расходящаяся волны. При нажатии на картинку в новом окне должна открыться полноразмерная фотография (133 кб).

По правде говоря, фотографию (очень рекомендую открыть полноразмерную версию фотографии, потому что в уменьшенном варианте мало что видно!) сделал не я, а моя жена, но позже, когда я взглянул на напечатанный снимок, я сразу заметил: "О, какие волны!" (Оказывается, она специально для меня сделала эту фотографию).

И ведь действительно, на них трудно не обратить внимание. Здесь четко видно наложение двух волн: приблизительно плоской волны, приходящей издалека и практически правильной круговой отраженной волны, исходящей откуда-то из-за холма. Именно круговая волна мне показалась необычной -- ведь она означает, что падающая волна поглощается по всей береговой линии за исключением какого-то очень небольшого ее кусочка. Можно даже сказать, что размер области "сильного отражения" не мог существенно превосходить длину волны: в противном случае из-за интерференции волн, отраженных от разных частей объекта, мы видели бы нетривиальное угловое распределение в отраженной волне.

Наконец, можно предположить, что отражение волны было достаточно упругим (упругостью отражения волны я называю то, какая часть энергии падающей волны преобразуется в энергию расходящейся волны; соответственно, неупругая часть -- это та энергия, которая уходит в тепло, в звук, в пузыри, в пену и т.д.). Это можно понять из того, что амплитуда расходящейся волны примерно того же порядка, что и падающей, а в случае сильно неупругого отражения расходящаяся волна была бы значительно слабее. Более детальный анализ (с получением коэффициента упругости) по фотографии произвести трудно: просто падающая и расходящаяся волны освещены по-разному, и потому прямое сравнение их амплитуд затруднительно. Однако и так уже ясно, что этот источник отраженных волн должен быть чем-то другим, чем просто пологий берег. Ведь, как видно опять же из фотографии, пологий берег практически не производит отраженных волн.

Я хочу обратить внимание на то, что нам не потребовалось видеть сам таинственный источник отраженных волн для того, чтобы сделать кое-какие выводы о его строении и свойствах. Нам достаточно было поглядеть на те волны, которые от него расходятся. На языке теоретической физики тот анализ, который мы сейчас проделали, называется обратная задача рассеяния. В отличие от прямой задачи, когда требуется найти вид отраженной волны по заданному профилю "отражателя", обратная задача рассеяния -- это восстановление профиля отражателя по одним только расходящимся волнам. Интересно, что теорфизики всерьез занялись исследованием обратной задачи рассеяния лишь в 1970-х годах.

Ну и наконец, если кому любопытно: тем таинственным источником оказался обрыв почти вертикальной бетонной дамбы (или волнореза? в общем, укрепляющей бетонной стены), о которую бились волны.

Кстати, а может кто еще заметит какие-нибудь особенности расходящейся волны на этой фотографии, по которым можно было бы судить о свойствах "отражателя"?

Что говорят об этом в Дискуссионном клубе?

261731	2014-11-29 19:50:32
spark

- Татьяне и всем остальным -- для разряжения обстановки и в целях затевания научных дискуссий.

261736	2002-04-22 16:19:40
Alex K

- Спарку. Хорошо, как и все серия "для малышей". Только почему обратной задачей рассеяния начали интересоваться с 70-х? Сюда же все методы с упругим рассеянием попадают (дифракционные в том числе) - а они существенно старше будут...

261738	2002-04-22 16:53:05
spark

- Только почему обратной задачей рассеяния начали интересоваться с 70-х? Сюда же все методы с упругим рассеянием попадают (дифракционные в том числе) - а они существенно старше будут...

Хм... В самом деле. Да и вообще-то вся наша физика элементарных частиц, а точнее то, как экспериментаторы по продуктам реакции восстанавливают строение элементарных частиц -- это тоже пример обратных задач. Наверно, я зря прицепился к словосочетанию "обратная задача рассеяния". :)

261747	2002-04-23 10:08:39
почтальон

- sparku Явление действительно красивое.Вы себя сильно ограничиваете если смотрите на него только как физик.Не менее ,а может и более красиво его может описать и филосов , писатель и т.д. и даже почтальон (одни приходят ,другие уходят пока работает почта и погода благопиятствует). Извините более подробно некогда много работы ,да еще адреса перепутаны ,пороли, коды.

261752	2002-04-23 12:50:05
Влад

- Все это хорошо, только нейтринный телескоп DUMAND находится на Гавайях. А подобный проект на Байкале так и называется -- Baikal.

261754	2002-04-23 13:14:15
spark

- Владу -- возможно, я плохо знаю историю этого проекта, но тот DUMAND, который на Гавайях давно прекратил свое существования из-за безнадежно мутной и неспокойной воды в тихом океане. А то, что на Байкале -- тоже себя дюмандом обзывает...

261758	2002-04-23 15:33:45
spark

- Штирлицу: ОК, спасибо, буду иметь в виду, что официальное название dumand к байкальскому телескопу не относится.

261759	2014-11-26 13:57:48
Влад

- spark-u: Ну да, правильно, DUMAND скончался в 95-м или 96-м году, но с чего бы это Байкальскому телескопу называться чужим именем? Его еще называют НТ-200 (по количеству ФЭУ в "текущей версии"), но чтобы дюмандом его называли, не слышал. Кстати, сейчас работает (на стадии прототипов) еще пара подводных нейтринных детекторов -- NESTOR и ANTARES, оба в Средиземном море. Планируется NEMO (вроде бы место для него сейчас ищут). Еще один аналогичный детектор (AMANDA) работает подо льдом, на Южном полюсе; рассматривается его расширение (ICECUBE).

261760	2002-04-23 16:05:40
Влад

- По поводу расходящейся волны хочу заметить, что как раз в том месте берега, откуда расходится волна, насколько я помню, под водой находится отмель в виде гребня (перпендикулярно берегу), которая отходит прямо от бетонной стенки. Возможно, она тоже играет роль в создании этой волны. Попробую поискать фотографию, где эту мель хорошо видно.

261761	2002-04-23 16:26:29
Nik

- Otlich'naya zametka. Ya, pravda, na Baykale nikogda ne bil, uvi, no znayu ludey, kotoriye zanimalis' neytrinnim teleskopom. Sproshu u nih podrobnosti.

07.02.2002
17:33

Теорфизика для малышей - 14: антропное происхождение численного значения массы протона

В прошлой заметке я описал, откуда в безразмерных формулах появляются размерные величины и с чем связано явление размерной трансмутации с точки зрения теории. Там . . .

07.02.2002
17:31

Теорфизика для малышей - 13: развенчание размерной трансмутации

Эта и последующая заметки являются продолжением обсуждения, начатого в заметке "Теорфизика для малышей-12: размерная трансмутация -- поразительнейшее явление в . . .

04.02.2002
00:42

Теорфизика для малышей-12: размерная трансмутация -- поразительнейшее явление в теорфизике

Когда на первых курсах университета (а некоторым, если повезет, то еще в школе) хорошие преподаватели учат своих студентов "чувствовать физику", они обязательно . . .

17.01.2002
20:58

Теорфизика для малышей - 11: про журналистское вранье и несчастную квантовую гравитацию

Последние годы я активно занимаюсь написанием популярных новостных заметок о последних событиях в физике. Однако иногда ловишь себя на мысли, что гораздо более . . .

15.01.2002
21:03

Теорфизика для малышей - 10: свежайшие новости про Хиггсовский бозон, или возрождение 3-сигмового сигнала

Это -- краткая заметка вдогонку подробной статьи Николая Никитина "Мелодрама под названием Время искать Хиггс". Хиггсовский бозон, как известно, пока не открыли . . .

13.01.2002
02:39

Теорфизика для малышей – 9: свитер с точки зрения материаловедения

Итак, вернемся к нашему падающему свитеру и попытаемся понять, что заставляет его так долго "падать". Для тех, кто не в курсе дела, речь идет об интересной загадке из . . .

07.12.2001
22:17

Теорфизика для малышей–8: что может натворить потерянный знак "минус"

Менее года назад Брукхэвенская Национальная Лаборатория обнародовала последние данные по измерению аномального магнитного момента мюона (читайте подробнее . . .

28.11.2001
00:10

Теорфизика для малышей – 7: про жидкость, "необязательное" агрегатное состояние вещества

Представьте себе некий мир, который вовсе не состоит из атомов и молекул, а ну какой-то совсем другой. (Я понимаю, что эта фраза из серии "предположим, что шар ≈ это . . .

27.11.2001
23:25

Теорфизика для малышей -- 6: о том, что все состоит из атомов и что из этого следует

После окончания школы, где-то в начале первого курса всякая там термодинамика, молекулярная физика и тому подобные дисциплины казались мне беспросветным лесом . . .

27.11.2001
23:23

Теорфизика для малышей – 5: про волновое уравнение

Вокруг нас есть много примеров волновых процессов. Стандартный метод, с помощью которого физика доказывает, что в данной системе в самом деле должны существовать . . .

27.11.2001
23:18

Теорфизика для малышей – 4: про механическую неустойчивость и страшную экспоненциальную функцию

Еще в детстве я не раз подмечал такую картину: повесил я, скажем, свитер на спинку стула, он там висит час, висит другой, а потом вдруг ≈ раз, и падает на пол. Причем . . .

27.11.2001
23:14

Теорфизика для малышей – 3: побудем в роли Бога.

Честно говоря, иногда думаешь: ну хорошо, вот есть уравнения, описывающие наш мир, и из них следуют такие-то и такие-то явления. А вот интересно, что было бы, если бы . . .

27.11.2001
23:13

Теорфизика для малышей – 2: пару слов про дробный квантовый эффект Холла

Эффект Холла ≈ это явление, происходящее, когда проводник с током помещают в магнитное поле. Движущиеся носители тока (например, электроны) чувствуют присутствие . . .

27.11.2001
23:08

Теорфизика для малышей -- 1: о том, что такое конденсированные среды и как теоретическая физика справляется с ними.

В природе есть много таких систем, которые физики называют конденсированными средами. Типичная конденсированная среда — это когда есть очень много частиц, и при . . .

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления