Вездесущие неустойчивости
Для этого достаточно иметь сковороду, немного масла и какой-нибудь мелкий порошок, чтобы было заметно движение жидкости. Нальем в сковороду масло с размешанным в нем порошком, например тальком или жидкий мучной клейстер, и будем подогревать ее снизу.
Рис. 4. Ячейки Бенара, возникающие в подогреваемом слое жидкости
Если дно сковороды плоское и мы ее нагреваем равномерно, то можно считать, что у дна и на поверхности поддерживаются постоянные температуры: снизу – T1, сверху – Т2. Пока разность температур невелика, частички порошка неподвижны, а следовательно, неподвижна и жидкость. Будем плавно увеличивать температуру. С ростом разности температур наблюдается все та же картина, но выше определенного предела вся среда разбивается на правильные шестигранные ячейки, в центре каждой из которых жидкость движется вверх, по краям – вниз. Если взять другую сковороду, то можно убедиться, что величина возникающих ячеек практически не зависит от ее формы и размеров. Этот замечательный опыт впервые был проделан Бенаром в начале нашего века, а сами ячейки получили название ячеек Бенара. Процесс упорядочивания конвективных потоков в некоторую структуру является типичным примером синергетического явления. Если вы привыкли пить кофе или чай горячим, то могли заметить узоры на их поверхности. Происхождение этих узоров аналогично происхождению ячеек Бенара.
Приглядитесь повнимательней к физическим явлениям, происходящим вокруг, и вы наверняка обнаружите много других интересных примеров неустойчивых систем – от снежной тучи в зимнем небе до новогодней елки, которую с одной стороны перегрузили игрушками.
Немного больше о технологиях >>>
Молекулы-русалки
Эта история начинается с
одного из многочисленных увлечений Бенджамина Франклина, выдающегося
американского ученого и респектабельного дипломата. Будучи в 1774 году в
Европе, где он улаживал очередной конфликт между Англией и Североамериканскими
Штатами, Франклин в свободное вр ...
Влияние гигантских волн на безопасность морской добычи и транспортировки углеводородов
Бурное развитие космических и информационных
технологий последних лет позволило получить неопровержимые свидетельства,
подтверждающие существование гигантских волн (или так называемых «волн-убийц»)
в океане. География распространения, частота появления и большая разрушительная
...
