Реферат Солитоны

СОЛИТОН – это уединенная волна в средах различной физической природы, сохраняющая неизменной свою форму и скорость при распространении. От англ. solitary – уединенная (solitary wave – уединенная волна), «-он» – типичное окончание терминов такого рода (например, электрон, фотон, и т.д.), означающее подобие частицы.

Понятие солитон введено в 1965 году американцами Норманом Забуски и Мартином Крускалом, но честь открытия солитона приписывают британскому инженеру Джону Скотту Расселу (1808–1882гг.). В 1834 году им впервые дано описание наблюдения солитона («большой уединенной волны»). Впоследствии Рассел экспериментальным путем, проведя ряд опытов, нашел зависимость скорости уединенной волны от ее высоты (максимальной высоты над уровнем свободной поверхности воды в канале).

Возможно, Рассел предвидел ту роль, которую играют солитоны в современной науке. В последние годы своей жизни он завершил книгу «Волны трансляции в водном, воздушном и эфирном океанах», опубликованную посмертно в 1882 году. Эта книга содержит перепечатку «Доклада о волнах» – первое описание уединенной волны, и ряд догадок о строении материи. В частности, Рассел полагал, что звук есть уединенные волны (на самом деле это не так), иначе, по его мнению, распространение звука происходило бы с искажениями. Основываясь на этой гипотезе и используя найденную им зависимость скорости уединенной волны, Рассел нашел толщину атмосферы (5 миль). Более того, сделав предположение, что свет это тоже уединенные волны (что тоже не так), Рассел нашел и протяженность вселенной (5•1017 миль).

В данном реферате рассмотрены широко используемые понятия современной физики: нелинейные волны и солитоны. Дается краткий обзор волн в природе. Описывается история открытия уединенной волны на воде и история открытия солитона. Обсуждаются линейные и нелинейные волны и их роль в физике. Анализируется уединенная волна, описываемая уравнением Кортевега-де Фриса, и ее свойства.

Актуальность темы данной работы заключается в том, что нелинейные волны и солитоны интенсивно изучаются физиками и математиками, что связано с тем, что в будущем они могут найти широкое применение в технике.

Целью работы является описание уединенных волн – солитонов.

Поставленная цель потребовала выполнения следующих задач:

- описать волны в природе;

- ознакомиться с историей открытия уединенной волны;

- изучить уравнение Кортевега-Де-Фриса.

1. Губанков В.Н. Солитоны, новое в жизни, науке, технике. М.: Знание, 1983. (Физика; Вып.12)

2. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. М.: Наука, 1964. Т. 3.

3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1965. Вып.4.

4. Филиппов А.Т. Многоликий солитон. М.: Наука, 1986.