Создание классической механики и экспериментального естествознания — страница 16

определения параметров поряд­ка – одна из важнейших при конкретном моделировании самоорга­низующихся систем. Наиболее наглядные примеры самоорганизации: Лазер Первоначально сферой приложения синергетики была квантовая электроника и радиофизика. Примером самоорганизации может служить система, изучаемая в разделах квантовой электроники,- лазер. Этот прибор создает высокоорганизованное оптическое излучение.

Традиционные источники света создают оптические излучения за счет процессов, подчиняющихся статистическим законам. Уровень организации подобной среды крайне низок, упорядоченность мала. Для активизации лазерной среды, которая должна находиться в сильно неравновесном состоянии, направленно вводят в нее организованный поток энергии (накачка). Этим достигается характерная высокая упорядоченность атомных, ионных или

молекулярных избирательно возбуждаемых состояний. В среде лавинообразно нарастает вынужденное излучение квантов света, движущихся в одном направлении. Лазерная генерация возникает скачком после того, как плотность вводимой в среду энергии накачки превысит пороговое значение, зависящее от свойств активной среды, характера накачки и параметров оптического резонатора, в который помещают активную среду для усиления эффекта.

Излучение выходит в виде узконаправленного луча. Ячейки Бенара Французский физик Бенар изучал теплоперенос в жидкости. Бенар наливал спермацетовое масло в со­суд, подогреваемый снизу. Характер переноса тепла между верхним и нижним слоями жидкости зависит от интенсивности нагрева, ко­торый определяет разность температур между ними. При слабом нагреве сама жидкость неподвижна, переносится лишь тепловая энергия за счет

теплопроводности. По мере повышения интенсивности нагрева все большую роль начинает играть конвекция (явление переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками самого вещества): нагретая жидкость расширяется, становится более легкой и стремится всплыть вверх. Когда разность температур достигает некоторого критического значения, весь объем жидкости разделяется на одинаковые ячейки, в каждой из которых

происходит незатухающее конвекционное движение частиц жид­кости по замкнутым траекториям. В условиях опыта Бенара конвек­ционные ячейки имели форму почти правильных шестиугольников, очень похожую на пчелиные соты. В центре каждой ячейки нагретая жидкость поднималась снизу вверх, а вдоль границ ячеек – опускалась сверху вниз. При достижении критической разности температур ячейки Бенара начина­ют колебаться с