Условно простое колебательное явление

Другим частным случаем простого вибрационного явления слу­жит условно простое колебательное. В макромире оно опреде­ляет процесс распространения в твердой, жидкой и газообраз­ной средах упругих волн - вибраций, звука и т.д. Роль экстен­сора играет величина Е_к (кг), интенсиала - Р_к (м²/с²), вибра­ционная работа [18, с.43; 21, с.116]

dQ_k = P_kdE_k = dU (255)

E_k = rvtF (256)

P_k = a²w² (257)

r - плотность среды, кг/м³; v - скорость распространения волны, м/с; t - время, с; F - площадь сечения волновода, м²; а - амплитуда колебания, м; w - круговая частота, с^-1.

По формуле типа (255) в макроскопической теории принято определять энергию упругой волны. Равенство (256) определяет массу охваченного процессом волновода, а равенство (257) - квадрат скорости частиц среды. Обе характеристики (Е_к и Р_к) выражены через большое число других экстенсоров и интенсиалов, поэтому рассматриваемое явление есть условно простое.

Колебательное явление имеет некоторое сходство с кинети­ческим, что прямо следует из тождественности размерностей их экстенсоров и интенсиалов. Это вполне естественно, так как, при колебаниях среды происходят перемещения метрического вещества с определенными скоростями. Однако сами по себе кинетические эффекты не специфичны для вибрационного явле­ния, они суть следствия эффекта увлечения: благодаря универ­сальному взаимодействию кванты (порции) вибрационного вещества увлекают за собой кванты метрического и таким образом возникают наблюдаемые нами колебательные движе­ния среды. Аналогичная ситуация отмечалась ранее в кинетовращательном явлении.

Любопытно также сравнить простое вибрационное явление и вытекающие из него планковское и колебательное с простым ротационным и вытекающими из него спиновым и кинетовращательным. Из предыдущего ясно, что оба простых явления - вибрационное и ротационное - не раскрыли пока до конца своего истинного физического механизма, в частности, мы не знаем их экстенсоров и интенсиалов. Намеки на этот механизм и убедительные подтверждения факта существования указан­ных самостоятельных явлений содержатся в их микроанало­гах - планковском и спиновом, причем более выпукло это пред­ставлено в микровибрационном. Очень характерно эффекты увлечения метрического вещества вибрационным и ротацион­ным выступают в колебательном и кинетовращательном явле­ниях.

Согласно ОТ, аналогичные эффекты взаимного влияния можно обнаружить в опытах между обсуждаемыми и всеми остальными простыми явлениями. В частности, сами ротацион­ное и вибрационное явления тоже должны увлекать друг друга, и это должно служить косвенным подтверждением факта самостоятельного их существования. На этом принципе могут быть основаны соответствующие процессы взаимных преоб­разований различных форм движения. В частности, должны наблюдаться процессы превращения вращательного движения в вибрационное и наоборот.

Первого вида превращения хорошо всем известны, вибра­ции вращающихся устройств представляют собой бич современ­ной техники. Что касается обратных превращений, то это зна­чительно менее изученная область. Однако подобное превра­щение вполне возможно, что впервые широко продемонстриро­вал Г.Б. Вальц [21. с.117]: он создал целую серию приборов, в которых вибратор передает через твердую, жидкую или газо­образную среду колебания на приемник, приходящий во вра­щательное движение. В качестве вибратора служит электри­ческий моторчик с эксцентриком, электромагнит, питаемый пере­менным током, боек, периодически ударяющий по раме, или динамический громкоговоритель, связанный с вибрирующей пластиной. Приемником является пропеллер, диск или иное тело, свободно вращающееся на оси. После включения вибратора приемник начинает быстро вращаться. Плоскость вращения может быть горизонтальной, вертикальной или наклоненной под углом к горизонту (рис. 7). Одновременно может работать несколько различных приемников, которые могут быть открытыми или находиться в герметически замкнутом пространстве.

Крайне интересно то обстоятельство, что Г.Б. Вальц по про­изволу задает направление вращения приемника. На основе идей Л. Пастера, открывшего эффект правого и левого вра­щения плоскости поляризации света зеркально-симметричными образцами кристаллов, он установил, что при зеркально-сим­метричном преобразовании прибора направление вращения приемника изменяется на обратное. Под зеркально-симметрич­ным понимается такое преобразование, когда все устройства данного прибора (вибратор, приемник, зажимы и т.д.) распола­гаются зеркально-симметрично по отношению к другому.

В описанных опытах Г.Б. Вальца налицо эффект передачи вибрации через различные среды (твердую, жидкую, газооб­разную) и преобразования их во вращательное движение при­емника. В данном случае имеет место обычный эффект увлече­ния одного явления другим; этот эффект может быть исполь­зован, например, для определения перекрестных коэффициентов в уравнениях состояния и переноса [ТРП, стр.262-265].