Волна с одним горбом

Я вот почему задумался. То, что электрон или фотон является чем-то таким, что проявляет себя при разных обстоятельствах то как частица, то как волна, это нам всем в школе в головы вбили и каждый может это повторить, хотя ни один не сможет сослаться на какой-нибудь эксперимент, из которого этот дуализм вытекает. А вот то, что именно каждое материальное тело независимо от своей массы обладает свойствами волны, то есть то, что было открыто Луи де Бройлем, вот это уже мало кто знает из любителей, тут надо уже всерьез интересоваться. Значит, он интересовался. Или послушал того, кто интересовался.

А что, спрашиваю, насчет теории струн? Ведь идея этой теории очень проста. Постулируется, что в основе всей материи лежат некие одномерные струны, замкнутые в колечки, и струны эти колеблются. Если по всей длине струны бежит волна с одним горбом – мы видим ее как определенную частицу, а если та же струна возбуждается так, что горба стало два – мы воспринимаем это как другую частицу. Вполне зримо.

Тут он мне выдал – это, говорит, замечательно, что вы не совсем профан в физике, но только вы наверное не знаете, что современная теория струн ушла далеко вперед, и непротиворечивая теория, которая называется М-теорией, получается только тогда, когда мы вводим одиннадцать измерений, причем измерения, которые вроде как лишние, находятся с нашей точки зрения в свернутом состоянии. А с их точки зрения – он как-то неопределенно махнул головой – все наоборот – это наши измерения свернуты, а их развернуты. И это все очень и очень интуитивно непонятно, что не мешает быть теории струн самой перспективной теорией нашего времени. Так что идея наложенных друг на друга в каком-то странном смысле миров – всего лишь еще одна интуитивно непонятная идея в числе прочих – пройдет время, и мы привыкнем.

А где, спрашиваю, вы всему этому научились? В тех мирах? А кстати, не дожидаясь ответа перебил я сам себя, - вот ты говоришь, что перемещаться можно между мирами и что они наложены друг на друга – а как же так получается, что миры эти не сваливаются друг на друга, и как получается так, что ты не промахиваешься, перемещаясь из мира в мир?

Тут он на меня посмотрел, как мне показалось, с уважением. Умные вопросы, говорит, задаете. Голова, мол, варит у вас. Вам бы, говорит, физикой заняться! Умора. Вопрос этот, говорит он дальше, законный и непростой. Позвольте, говорит, напомнить, что в начале двадцатого века подобный вопрос возник у физиков, когда Резерфорд открыл "планетарное" строение атома. Раньше-то думали, что в атоме вещество равномерно распределено, так вот взял Резерфорд металлическую пластинку, да и стал облучать ее альфа-частицами. А позади пластинки – фиксирующая фотопленка. Тут-то и выяснилось, что подавляющее большинство альфа-частиц пролетает сквозь фольгу, не замечая ее. А время от времени альфа-частица вдруг отлетала в сторону, а иногда и очень далеко в сторону. Отсюда и родилась планетарная модель атома, согласно которой положительно заряженное ядро – очень маленькое, и условно говоря вокруг него крутятся отрицательно заряженные частицы, так что вообще говоря атом – пуст. Если в центре футбольного поля положить апельсин, символизирующий ядро атома, то окружающие его электроны будут где-то далеко за трибунами. Тут-то вопрос и возник – почему электроны не падают на ядро? Ведь положительные заряды должны прямо-таки со страшной силой притягивать отрицательные, силу эту мы хорошо знаем, ведь вы наверняка знаете, что когда взрывается атомная бомба, то не какие-то там атомные силы за это отвечают, а именно электрические. В ядре атома положительно заряженные протоны удерживаются рядом друг с другом так называемым "сильным взаимодействием", но действует это взаимодействие на очень коротком расстоянии, так что стоит лишь немного протоны друг от друга оттолкнуть, как сила эта резко ослабевает, и протоны разлетаются со страшной мощью. Так вот чтобы объяснить – почему электроны не падают на ядро, пришлось ввести еще целый ряд интересных предположений. К тому времени уже было известно, что даже одиночный электрон проявляет свойства волны, что исключительно изящно было доказано с помощью испускания одиночного электрона на экран с двумя щелями. А раз он может проявлять себя как волна, то естественно предположить, что каждый электрон может существовать только на такой орбите вокруг ядра, на которой укладывается целое число длин его волн. Так что ни упасть он не может, ни даже перейти на произвольную орбиту, а может перемещаться квантовыми скачками по определенным орбитам. И если в простых атомах такие орбиты легко вычислить, то в сложных молекулах общая совокупность разрешенных уровней существования электронов становится исключительно сложной, хотя сам механизм перехода остается тем же.

И вот, продолжал он, с этими наложенными мирами – точно та же ситуация. Выйдя из одного мира, вы не можете оказаться где-то между ними, как не может электрон оказаться "между" двумя разрешенными орбитами. Он фактически не существует "между ними", и переход осуществляется весьма загадочным образом, который был назван "квантовым скачком", хотя термин "не можете оказаться между" в применении к этим событиям не совсем подходит, следует говорить "не можете оказаться в сфокусированном сознании", и упаси вас Бог, говорит, и глаза эдак выпучивает, задаваться вопросом о том – что же будет, если вы в этом самом расфокусированном состоянии зафиксируетесь.

Ну что ты, говорю, я-то уж точно задаваться таким вопросом не буду, и посмеиваюсь внутри себя. А он снова – серьезно так, мол там вертикальные потоки, они разделяют и уносят, и не дай мол Бог, это вообще за пределами человеческого…

Успокоился он лишь тогда, когда я уверил его, что полностью согласен с тем, что не дай Бог, видимо и в самом деле пережил что-то эдакое человек. А в общем, мне пришлось согласиться, что чисто умозрительно его картина вполне уравновешена, хотя и не имеет под собой, разумеется, никаких фактических подтверждений. Еще я заметил ему, что электрон, получив достаточно большую порцию энергии, может не только переместиться между уровнями в пределах данной молекулы или атома, но и вовсе вылететь наружу и стать свободным электроном, быть захваченным каким-нибудь ионом, или взамен другого электрона стать членом другого атома или молекулы. Тут он снова посерьезнел и сказал, что такое в самом деле возможно, и данная аналогия целиком правомерна для совокупности наложенных миров. Что грубо говоря, вся совокупность наших миров является нашим ближайшим домом, если можно так выразиться, за пределами которого один бог знает что творится. Как раньше человек садился на лодку и, захваченный течением, уносился прочь, никогда не возвращаясь, так и сейчас то же самое происходит с отчаянными исследователями тех миров, и кто знает – может когда-нибудь мы найдем своего рода навигацию и паруса, которые позволят нам путешествовать в другие совокупности миров и может мы найдем там потомков этих отчаянных исследователей… а в общем – не дай Бог, снова заладил он.

- Я сейчас передаю очень и очень коротко то, о чем мы болтали, - остановил свой рассказ парень, зевая, - да и многие детали уже ускользнули из моей памяти. В общем, тогда я посмотрел на часы и с ужасом обнаружил, что уже скоро пять утра! Время пролетело незаметно за той странной беседой, дрова закончились и, решив закончить и разговор, я выразил свое одобрение столь необычным полетом мысли, посочувствовав ему в том, что вряд ли в ближайшие столетия мы получим практическую возможность подтвердить или опровергнуть его замечательные фантазии. Он посмотрел на меня странным долгим взглядом, но ничего не сказал.

Внезапно мне просто смертельно захотелось спать, так что я даже пошатнулся от резкого приступа сонливости. Мне было ясно, что этот немец трезв и вполне адекватен, и раз уж ему взбрело в голову сюда прийти, он с неменьшим успехом отсюда и выйдет. Посоветовав ему двигаться по моим следам, я взвалил рюкзак и потащился домой. Отойдя шагов на пятьдесят, я, сам не знаю зачем, обернулся и крикнул ему, что забыл спросить его имя. Имя, твое имя! Я видел в неверном свете догорающего костра, как он взглянул на небо, зачем-то обернулся, а потом крикнул в ответ: "Ганс. Меня звали Ганс!"

- И вы расстались? – Удивился Андрей.

- Ну я думал, что да, - со смехом ответил парень, - но немец потащился за мной, и я взял его к себе переночевать, не бросать же его на улице…

- Спать! – Голос Йолки прозвучал как приговор, все мгновенно снялись с мест и пошли к выходу.

- Я еще шлюшек пойду снимать, - с предвкушением произнес Андрей, одевая сандалии. Неловкости больше не было.

- Опоздал, - улыбнулась Йолка. – Массажные салоны закрываются тут в шесть-семь максимум.

- Да нет, есть несколько публичных домов в Тамэле и рядом, которые работают круглосуточно – подойдешь к любому велорикше, он тебя отвезет, - посоветовал Ганс.

Поздно вечером – часов одиннадцать, в полночь, гулять по Катманду интересно. Редкие тени людей проскочат то тут, то там. Улицы узкие, ряды домов нависают прямо над тобой. Редкое и очень слабое уличное освещение погружает всё окружающее в мерцающую темноту, и трудно избавиться от чувства, будто бродишь по средневековому или еще более древнему городу, особенно когда на пути попадается мелкий храмик – столь обветшалый, что несложно представить, что таким же он был и тысячу лет назад.

Салон в процессе сборки, поэтому решил сразу установить акустику и разложить провода.
Обязательным требованием обозначилось использование штатных мест установки, чтобы ничего не выклеивать и не перетягивать.
Поглядел инет, куда что народ ставит в этом кузове. Популярное место мидбаса — кикпанели, хоть 13чики, хоть 16чики. Объем в самой полости довольно небольшой, может литров 10, но зато внизу она переходит в объем порога, а сверху в стойку, так что в итоге объема там больше чем в любой двери выходит.
13чик проще установить, нет особой нужды переделывать (просветлять) штатную сетку. С другой стороны, такого размера динамику сложно "дотянуться" без завала до нижних частот саба, ну хотя бы этак до 80гц. Выше разделять их нельзя — будет локализоваться саб. Но такие динамики у меня завалялись — миды от комплекта урал 47с. Да да, смешные по цене, но с весьма нетривиальными басовыми возможностями. Где-то проскакивал их тест с указанием параметров тилля-смола. Мои измерения оказались близкими — Fs=71гц, Qt=0,82, Vas=5л. Любой знакомый с спикершопом или аналогичными софтинками может составить примерное представление о том что получится при установке их в наш объем.
Пилим по месту закладные из фанеры, прикручиваем.

Поскольку установка без доворота, да еще и частично скрывается панелью, возможны (читай обязательно будут) проблемы с серединой, как то — провал в ачх, смещение сцены вниз. Поэтому разделение полос желательно делать низко, чтобы мидам достался как можно меньший кусок среднечастотного диапазона. Вдобавок, любые игры с разделением полос опасны в диапазоне 1 — 3кгц, поскольку на этих частота ухо максимально чувствительно к фазовым искажениям, создаваемыми фильтрами, хоть активными, хоть пассивными.
Таким вот образом образовалось требование к сч/вч звену.
И такой динамик тоже есть — so55neo, собственный резонанс около 240гц, ровно играет уже с

Измерения в авто дело неблагодарное, куча разных препятствий и поверхностей, от них "стояки" и переотражения… Но тем не менее инфа может оказаться полезной. Итак, калиброванный микрофон на водительском месте, включен только левый сч, без срезов. На всех последующих графиках чувствительность головок в дб не абсолютная, эт чтоб не удивлялись :) Верхняя линия — ачх, нижняя искажения, шаг сетки 5дб

Во первых, это лишнее разделение полос, с лишними "танцами" фазы. Потеряем в качестве больше чем приобретем. Плюс дополнительная сложность в настройке.
Во вторых, далеко не каждая пищалка (особенно низко-среднего ценового сегмента) при установке с небольшим отклонением оси от слушателя способна воспроизвести диапазон 15-20кгц без завала.
В штатном месте (в уголке зеркала) левый твитер стоит под углом около 20 градусов к водителю. Примерно с таким же углом я замерил ачх нескольких альтернатив находящихся под рукой:

Ладно, теперь вернемся к миду. Меряем левый:

Проверяем правый мид с открытыми (желтая линия) и закрытыми (зеленая) дверями. Его ачх в нижнем диапазоне немного отличается от левого из-за незавершенности оформления)

Читаю архивы блюзмобиля:

"Docent 3D (16.03.2004 12:38):
В е34, так же как и в Е32 невозможно добиться хорошего звука при установке мидбасовых динамиков в кикпанели даже на подиумах с разворотом. А если без переделки то и говорить не о чем. Проблема в том, что при уставновке мидбасов в кики они дают дикий горб на частотах 130-150Гц. На слух это гулкая долбежка. Это не зависит от динамиков и способа их установки. Это виновата конфигурация салона. Проверено неоднократно!
Это я пишу для того, чтобы не надеялся отделаться малой кровью. Вариантов два: мидбасы в двери или в ящики под сиденьями. "

"Кикпанели. Это ПРОКЛЯТИЕ Е34/Е32. Штатно там динамики 13см, но они крепятся к пластику. Это лажа. Нужно делать фанерные основания. На них можно поставить даже 16см мидбасы. Но ПРОКЛЯТИЕ в том, что играть это не будет. Конфигурация салона такова, что мидбасы в кикпанелях будут давать сильный горб примерно на 130-150Гц. А выше 200Гц дикий завал. СЧ будет не слышно совсем. Это НЕ лечится! Даже не пробуйте. Можно убрать жудкое бубнение параметриком, но звук будет после этого никаким. Виной тому резонас, вызванный положением положением динамика относительно окружающих панелей. Самое обидное то, что разворотом динамика в салон горб не лечится. ."

Значит я не один такой, кто слышит, видит и не приемлет. Остальные видимо колбасный долбеж любят, им все равно :)

Под сиденьями места для ящика вообще нет, они электро. Пилить обшивку двери не хочется, бежевый цвет фиг подберешь такой, не китайским же винилом перетягивать ) да и кармашек дверной хочется оставить.
В общем, не знаю пока как быть…

По словам редких очевидцев, сумевших пережить буйство стихии, такие волны нередко возникают при вполне благоприятных погодных условиях, не предвещающих, казалось бы, никакой опасности.

Достоверных фактов о чудовищных волнах, неожиданно возникающих в открытом море, сравнительно немного, но тем не менее они накапливаются и требуют объяснения. Волны-убийцы совершенно не похожи на остальные: они в 3−5 раз превышают по высоте обычные волны, рождающиеся при сильном шторме.

Это не цунами

Эти грандиозные водные валы, высота которых, как это случилось в 1958 году на Аляске, могут превышать 50 метров, возникают обычно в сейсмоактивных зонах — в результате подводных землетрясений и извержений вулканов, оползней, взрывов, резкого изменения метеоусловий. Подобное явление чаще всего встречается в прибрежных районах Японии, у нас на Дальнем Востоке, в США, Канаде, в регионе Австралии и Полинезии, а иногда даже на Карибах и в Средиземноморье. Японские манускрипты ведут хронологию цунами начиная с 684 года.

26 августа 1883 года мощное извержение вулкана Кракатау в Индонезии обрушило на берег волну высотой 45 метров, которая привела к гибели 36 тысяч человек. Энергетика этой катастрофы была равнозначна 500 тысячам атомных бомб типа хиросимской, но большинство разрушений и жертв, как и в случаях с другими цунами, находились на берегу или неподалеку от него. Такие волны обычно быстро затихают в открытом море и не опасны для судов. Волна, возникшая при извержении Кракатау, несколько раз обогнула земной шар, но ее высота не превышала 40 см.

Сегодня цунами становится большой проблемой для стран, расположенных на тихоокеанском побережье. И все же гигантские волны-одиночки — это не цунами. Они никак не связаны с сейсмической активностью. Есть версия, что они могут порождаться упавшими в океан метеоритами. Так, ученые полагают, что примерно 100 000 лет назад на побережье Гавайских островов обрушилась волна 300-метровой высоты, вызванная, видимо, падением крупного метеорита. Но это, к счастью, явление чрезвычайно редкое.

Механика волны

Частицы воды благодаря их большой подвижности легко выходят из состояния равновесия под действием разного рода сил и совершают колебательные движения. Причинами, вызывающими появление волн, могут быть приливообразующие силы Луны и Солнца, ветер, колебания атмосферного давления, подводные землетрясения или деформации дна. Ветровые волны образуются за счет энергии ветра, передаваемой путем непосредственного давления воздушного потока на наветренные склоны гребней и трения о поверхность воды.

Природа образования волн на водной поверхности была хорошо изучена, смоделирована и описана европейскими учеными в первой половине XIX века. Уже тогда было ясно, что при ветре силой более двух баллов (скоростью свыше четырех узлов) потоки воздуха передают морской ряби энергию, вполне достаточную для образования настоящих волн и зыби.

Если ветер не утихает, волнение постепенно усиливается, так как колебательные движения воды получают дополнительную энергию извне. Высота волны при этом зависит не только от скорости ветра, но и от продолжительности его воздействия, а также от глубины и площади открытой воды.

В справочниках и энциклопедиях приведены высоты волн, характерные для разных океанов. Так, энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона сообщает, что самые большие волны встречаются в области западных ветров Индийского океана (11,5 м) и в восточной части Тихого океана (7,5 м). Однажды такие волны наблюдались у Азорских островов (15 м) и в Тихом океане между Новой Зеландией и Южной Америкой (14 м).

Когда волна, приходящая из открытого моря, выклинивается возвышенным дном, возникает прибой или бурун. На западном побережье экваториальной Африки и возле Мадраса в Индии волны прибоя иногда достигают 22 метров в высоту. Некоторые ученые-океанологи отрицают существование громадных волн-убийц в открытом море, считая, что объективная картина искажается в глазах перепуганных очевидцев. Из-за углубления, которое всегда идет перед волной, возникает особый эффект восприятия, усиливающийся еще и тем, что корабль располагается не горизонтально, то есть параллельно подошве волны, а наклонен к ней. В итоге высота волны может сильно преувеличиваться.

Тем не менее постоянно накапливающиеся факты доказывают обратное. Известно, что разные волны могут взаимодействовать, вызывая усиление и ослабление волнения. Наложение двух когерентных волн вызывает волну, высота которой равна сумме высот отдельных волн. Это явление называется интерференцией.

Интерферируя между собой, могут сталкиваться воздушные потоки и морские течения, и тогда их энергия суммируется в виде волн. Вот почему можно встретить суперволны в Гольфстриме, Куросио и других мощных океанских течениях.

Возле пользующегося дурной славой мыса Горн происходит то же самое: быстрые течения сталкиваются с противодействующими ветрами. Однако и механизмы интерференции не могут дать исчерпывающего объяснения причин возникновения волн-великанов.

Одинокие убийцы

В разгадке секретов гигантских волн на помощь океанографам пришли физики и математики. Ефим Пелиновский изучил и описал механизм возникновения уединенных стационарных волн, которые называют солитонами (от solitary wave — уединенная волна). Главная особенность солитонов состоит в том, что эти волны-одиночки не меняют своей формы в процессе распространения, даже при взаимодействии с себе подобными. Такие волны могут распространяться на очень большие расстояния без потери своей энергии. Толща воды в океане устроена весьма непросто. Океан неоднороден по вертикали: там имеются слои разной плотности, в каждом из которых могут возникать и распространяться внутренние волны, достигающие высоты в 100 и более метров. Пелиновский считает, что во внутренних слоях океана тоже существуют солитоны, и активно занимается их исследованием и прогнозом.

Крупномасштабные атмосферные воздействия — циклоны и антициклоны — приводят к повышению или понижению поверхности океана в областях низкого и высокого давления. Эта связь получила название закона обратного барометра. Понижение атмосферного давления только на 1 мм ртутного столба может вызвать повышение уровня океана в этом месте на 13 мм. Если же давление падает на десятки миллиметров, что нередко случается во время тайфунов, то на поверхности океана появляется возвышенность в метры или десятки метров, которая, распространяясь, может породить гигантскую волну. Перепады давления могут привести к возникновению резонансных явлений, которые и служат причиной зарождения огромных волн в океане.

Математическое моделирование морских волн проводится сегодня во многих странах мира, ученые предлагают решения, весьма непохожие друг на друга, по‑разному описывая разные типы гигантских волн.

Конечно же, математические модели создаются не только ради объяснения природы волн. Ученые ставят перед собой вполне конкретную цель — научиться спасать от гибели суда и нефтегазовые сооружения на шельфе. А главное — жизнь людей. В конце 90-х Европейский союз создал проект MaxWave — с целью собрать факты и документально подтвердить существование одиночных громадных волн, а также отслеживать, моделировать и прогнозировать их появление, чтобы информировать моряков об опасности. Подобный проект по мониторингу гигантских волн выполняет в США Управление морских исследований, в котором накапливаются постоянные наблюдения, полученные при помощи авиации, спутников и радаров.

Научные исследования показали, что в среднем одна из 23 волн существенно превосходит другие по своим параметрам. Статистика свидетельствует, что одна уединенная волна, втрое превосходящая по своим параметрам обычную, приходится на 1175 волн, а четырехкратное превышение встречается у одной волны из 300 тысяч нормальных. Однако статистика, к сожалению, не позволяет предсказать появление волны-убийцы.

Последние наблюдения ученых доказывают, что волны-гиганты — не такая уж редкость, и их существование следует учитывать при проектировании судов. В университете Глазго составлен каталог недавних морских катастроф, вызванных волнами-убийцами. Из 60 сверхкрупных судов, затонувших в период с 1969 по 1994 год, 22 грузовых судна длиной более 200 метров стали жертвами гигантских волн. Они проламывали главный грузовой люк и затапливали главный трюм. В этих кораблекрушениях погибло 542 человека. В большой опасности оказываются и нефтяники, так как добыча постепенно перемещается на океанский шельф, а при проектировании нынешних морских платформ и плавучих буровых существование гигантских волн-убийц явно не бралось в расчет.

Гигантскими волнами славится Португалия . Здесь в окрестностях города Назаре на пляже Praia do Norte американец Гаррет Макнамара (Garrett McNamara), установил два мировых рекорда в серфинге. Сначала он с проехался по волне высотой 23 метра, а потом благополучно скатился с 33-метровой водяной горы.

Серфингист съзжает с 30-метровой волны в Португалии.Серфингист съзжает с 30-метровой волны в Португалии

Волны, покоренные людьми.

Принято считать, что волны, накатывающие на берег, вряд ли могут быть выше 33-35 метров. Но оказывается, есть на нашей планете место, где водяные горы способны взметнуться и на 40 метров. Расположено оно на западной стороне Ирландии . Волны небывалой высоты возникают здесь в период зимних штормов.

Волны, которые накатывают на берег Ирландии нагоняют ветры и циклоны.

36-летний британский серфер Эндрю Коттон (Andrew Cotton) намерен побить рекорд Макнамары и ждет подходящую волну - то есть, чудовищную. В этом ему помогают ученые - океанологи и метеорологи, которые, ориентируясь на океанские течения и погоду вычисляют появление водяного монстра. Ныне созданы компьютерные программы, с помощью которых стал возможен весьма точный прогноз.

Гигантские волны близ Назаре возникают в результате взаимодействия донного ландшафта и течения. У берега Ирландии их формируют воздушные вихри и сильные ветры.

Ученые отслеживают приближение аномально больших волн.

А В ЭТО ВРЕМЯ

Волны с 12-этажный дом

Условия, при которых возможно образование гигантских волн прибоя известны. Но ученые пасуют перед открытым океаном. И не могут пока понять, от куда там берутся волны высотой в несколько десятков метров - так называемые бродячие волны. Или волны-убийцы. Они - не цунами. Эти волны, как призраки, возникают вдруг то пенной, то иссиня-черной стеной из океанской глади, обрушиваются на палубы кораблей и исчезают неизвестно куда. Еще недавно ученые вообще в них не верили, несмотря на многочисленные свидетельства и даже документальные фотографии.

Танкер остался на плаву. Его команде повезло. И пока вода прокатывалась по палубе, Филипп успел схватить фотоаппарат и снять удаляющуюся волну. По его прикидкам, вал взметнулся не менее чем на 30 метров. Это случилось в 1980 году к востоку от побережья ЮАР .

Волна, которую сфотографировал Филипп Лижур.

Гигантская волна, едва не утопившая торговое судно в Бийскайском заливе.

Кстати, волны-убийцы видны со спутников. На аномальные колебания реагируют и буи, расставленные в Мировом океане. В среднем за сутки аппаратура фиксирует по 3-4 вала высотой не менее 25 метров. Однако ученые полагают, что далеко не все попадают в поле зрения. Исследования, которые провел профессор Нейл Ахмедьев (Professor Nail Akhmediev) из Национального австралийского университета (ANU Research School of Physics and Engineering) свидетельствуют: в любой момент времени где-то вздыбливаются 10 гигантских волн.

Волна-убийца, земеченная на архивном снимке из космоса.

Загадка природы

Высота волны зависит от силы ветра, от того, сколько времени он дует, и от площади открытой воды. К примеру, ураган силой 12 баллов, что очень большая редкость, проносясь по самому широкому водному пространству в 17 700 километров от Панамы до Малайзии (Тихий океан), за один час способен нагнать волны, средняя высота которых будет 4,2 метра.

Сравнение обычных волн с аномальными:1.Сепертанкер длинной 458 метров. 2. Обычная штормовая волна. 3. Волна-убийца. 4. Человек среднего роста.

Сейчас ученые проводят исследования в рамках проекта под названием WaveAtlas (Атлас волн). Цель - успеть хотя бы предупредить экипажи судов, оказавшихся на пути монстров, раз пока не получается понять их природу.

Уже обнаружились странности, которые не добавили ясности: некоторые гигантские волны постепенно встают рядами по три, четыре, а то и по пять стен и преодолевают, не опадая, тысячи километров. Другие же вздымаются внезапно и столь же внезапно пропадают без следа. Есть лишь советы: нефтяникам - увеличить на 20 процентов высоту платформ над уровнем моря, транспортникам - укрепить грузовые люки, морским туристам - молиться.

33-метровая волна в Северном море накатывает на судно.33-метровая волна в Северном море накатывает на судно

ГИПОТЕЗЫ

Вот такая дисперсионная фокусировка получается

Одни математики пробуют рассчитать максимальную высоту волн, полагая, что сверхвысокие образуются от сложения более мелких в результате так называемой дисперсионной фокусировки. Получается плохо.

Другие безуспешно привлекают уравнения, описывающие хаотические процессы, которые сродни тем, что потрясают мировые финансовые рынки.

Волны, во много раз превосходящие те, которые расположены рядом, озадачивают ученых.

Некоторые весьма серьезные ученые, например из того же Национального австралийского университета - признанные авторитеты в области изучения гигантских волн, уверяют: помимо гигантских горбов действительно могут возникать и впадины - эдакие протяженные провалы на поверхности воды. Их называют перевернутыми волнами. Баек о таком феномене тоже хватает. Хотя документальных свидетельств нет.

В яркий солнечный день на море взгляду открывается безупречно четкая картина. Каждый листок на дереве, каждый камешек на пляже ясно обрисованы, а резко очерченные солнечные блики на волнах складываются в уходящую к горизонту дорожку. На снимке с короткой выдержкой набегающая на берег волна предстает тысячами мельчайших капелек, в которых играют лучи света. Оттого, наверное, и кажутся лучи, состоящие из частиц, самым естественным представлением о природе света. Даже удивительно, что кто-то стал изобретать более замысловатые модели. Но в физике известен целый ряд явлений, которые не укладываются в рамки такой привлекательной корпускулярной модели света.

Одним из первых о световых волнах заговорил Христиан Гюйгенс. В его теории свет — вовсе не частицы, а волнообразные колебания эфира, которые распространяются в пространстве подобно волнам на поверхности воды. Давайте присмотримся внимательнее к этому процессу.

Если на воде под внешним воздействием образуется горб, он сразу начинает проседать и растекаться в стороны. Опускаясь, вода по инерции проскакивает положение равновесия, и на месте горба появляется впадина, окруженная водяным валом. Затем проседает вал, превращаясь в ров, а по сторонам от него — снаружи и внутри — вода вновь поднимается, хотя и на меньшую высоту, чем прежде. Чередующиеся валы и впадины начинают расходиться, образуя круги на поверхности воды, наблюдать за которыми настоятельно советовал Козьма Прутков.

Волны от разных источников распространяются независимо и, как призраки, свободно проходят сквозь друг друга. При этом их воздействия на среду складываются: когда на поверхности воды сходятся два горба, высота волны в этом месте вырастет вдвое. Напротив, горб и впадина взаимно гасятся. Если на ровную поверхность воды уронить на некотором расстоянии две капли, то круги от них, проходя сквозь друг друга, образуют характерный клетчатый узор. Это явление получило название интерференции.

Интерференцию на воде легко наблюдать, поскольку волны движутся медленно и имеют большую длину. Свет же при длине волны полмикрона за секунду проходит 300 000 километров, совершая при этом около квадриллиона колебаний. Уследить за такими процессами весьма затруднительно. И все же известно множество эффектов, в которых волновая природа света проявляется вполне наглядно.

Бритва удерживается на воде поверхностным натяжением нефтяной пленки. Цветные разводы возникают за счет интерференции — сложения световых волн, отраженных верхней и нижней поверхностями пленки. Фото: SPL/EAST NEWS

Надувать мыльные пузыри любят не только финансисты. Многим нравится следить, как дрожащий шарик переливается всеми цветами радуги. Эта игра красок — результат интерференции пары отраженных световых волн. Одна идет от внешней поверхности мыльной пленки, а другая — от внутренней. Нам кажется, что толщина мыльной пленки ничтожно мала. Но для света это совсем не так. Вторая волна, которой пришлось дважды преодолеть толщину пленки, отстает от первой. Из-за этого гребни отраженных волн смещаются относительно друг друга на двойную толщину пленки.

Если это смещение окажется равным длине волны света, волны взаимно усилятся. В случае же, когда отставание составит половину или полторы длины волны, гребни одной волны придутся на впадины другой и полностью погасят друг друга. При толщине пленки в четверть микрона (250 нм), характерной для еще достаточно прочного пузыря, разность хода составляет полмикрона, что как раз равно длине волны красного света в воде. Волны, отвечающие синему цвету, короче, и для них расхождение составит полтора периода. В итоге красный цвет в отражении усилится, а синий пропадет.

Мыльная пленка — эфемерная конструкция. Вода быстро испаряется или стекает вниз под действием силы тяжести. Толщина пленки меняется, а вместе с ней меняются видимые на поверхности пузыря цвета. При толщине 230 нм она окрашивается оранжевым цветом, при 200 нм — зеленым, при 170 нм — синим. Поскольку толщина пленки уменьшается неоднородно, она обретает пятнистый вид. Истончившись до 0,1 микрона (100 нм), пленка уже не может усиливать отраженный свет, а только избирательно гасит некоторые цвета. Наконец, пропадает и эта способность, поскольку разность хода отраженных лучей становится незначительной, пузырь обесцвечивается и лопается при толщине пленки 20—30 нм.

Радужные переливы нефтяной пленки на воде тоже вызваны интерференцией. Поэтому они возникают в случае относительно небольшого загрязнения, когда пленка имеет толщину около микрона или меньше.

Явление интерференции с давних времен использовали при обработке стали. Чтобы стальной инструмент обладал высокой твердостью, его закаливают: разогревают до температуры 800—900 °C и резко охлаждают. Но вместе с твердостью закаленная сталь приобретает хрупкость, она почти не деформируется, а при высокой нагрузке или ударе трескается. Чтобы придать стали пластичность, ее подвергают отпуску: вновь нагревают, но теперь уже до 200—300 °C, и постепенно охлаждают. При этом часть кристаллических структур, образовавшихся в ходе закалки, преобразуется, и сталь, сохраняя прочность, обретает упругость.

При отпуске важно тщательно выдерживать температуру нагрева. Ошибка всего на 10 градусов делает сталь непригодной для выбранной цели. Сегодня соблюдение условий термообработки уже не составляет проблемы, но в прошлом для этого требовалось особое мастерство. При закалке температуру нагрева определяли по цвету каления стали, но при отпуске нагрев не такой сильный и металл не испускает видимого света. И тут на помощь металлургам приходит интерференция.

В прошлом чтение цветов побежалости было одним из основных профессиональных навыков мастеров-металлургов. Некоторые из них чувствовали различия в оттенках металла тоньше многих художников. Ведь это был фактически единственный способ контролировать процесс получения качественной стали.

Интерференция волн на воде. Фото: SPL/EAST NEWS

Еще одно применение тонких интерференционных пленок — просветление оптики. Современные фотообъективы нередко состоят из десятка стеклянных и пластиковых линз. Каждая из двух десятков их поверхностей отражает около 4% света. Выходит, что более половины всего собранного объективом излучения пропадает зря и, что еще хуже, часть этого рассеянного света, испытывая повторные отражения, доходит до светочувствительной матрицы, создавая на снимке вуаль.

В воде, где световые волны становятся на четверть короче, цвет таких бабочек меняется. Фото: SPL/EAST NEWS

Все приведенные примеры интерференции являются очень простыми. В них исходная волна разделяется на две за счет частичного отражения, а потом полученные волны складываются с небольшим сдвигом. Но есть и более сложные проявления интерференции множества числа волн.

Простейший пример такой сложной интерференции — сам процесс распространения световой волны. Если следовать Гюйгенсу, каждая точка в пространстве, которой достигли световые колебания, сама становится их источником. Но разве в таком случае свет не заполнит все пространство, подобно воде, затопляющей долину?

Объяснение парадокса кроется в тщательном учете влияния всех волн. На каждом гребне находится бесконечное число точек, и каждая из них действительно служит источником маленькой круговой волны. Но если посмотреть, какая картина сложится спустя небольшой промежуток времени, то окажется, что в большинстве точек пространства эти волны, сложившись, погасят друг друга и только немного впереди по ходу первоначальной волны они взаимно усилятся. Это и будет новое положение движущейся волны.