Калашников Н.П., Смондырев М.А. Основы физики Т.2 (2001) (1135800), страница 52
Текст из файла (страница 52)
।¯®«®¦¨¬, çâ® â ª®¥ ¯à®¨á室¨â ª ¦¤ë© ¤¥ì, ¨ ª ¦¤ë©à § ¬ë ¨§¬¥à塞 㤠«¥¨¥ ¬ âà®á ®â ª ¡ çª . ।¥¥ ª¢ ¤à â¨ç®¥¯®«ãç¥ëå § 票© ¯à¨ ¡®«ì讬 ç¨á«¥ ¨á¯ëâ ¨© (᪠¦¥¬, § £®¤) ¨¤ ¥â ¬ ¨áª®¬ãî ¢¥«¨ç¨ã Rª¢.â ª, ¢®§ì¬¥¬ ª ¡ 箪 § ç «® ®âáç¥â ª®®à¤¨ â ¨ ¡ã¤¥¬ å à ªâ¥à¨§®¢ âì ¯®«®¦¥¨¥ ¬ âà®á ¢ ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t à ¤¨ãá-¢¥ªâ®à®¬ R~ .ãâì ¬ âà®á á®á⮨⠨§ «®¬ ëå «¨¨©, ç¨á«® ª®â®àëå k = t= . ãáâìi | ®¬¥à «¨¨¨ (i = 1; 2; : : : ; k). ¥à¥¬¥é¥¨¥ ¬ âà®á ¯® «¨¨¨ á ®¬¥à®¬ i § ¤ ¥¬ ¢¥ªâ®à®¬ ~ri , â ª çâ® ¤«ï ¢á¥å § 票© i ¨¬¥¥¬ ~ri2 = 2(à¨á. 36.7).
®£¤ à ¤¨ãá-¢¥ªâ®à R~ ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥ áã¬¬ë ¢¥ªâ®à®¢ ~ri :kXR~ = ~ri :i=1(36.40)36.4.à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥315®§¢¥¤¥¬ ¢ ª¢ ¤à â ®¡¥ ç áâ¨ à ¢¥á⢠(36.40):R~ 2 ==kXi=1~ri2 + 22 k + 22kXi;j =1i>jkXi;j =1i>jri rj cos ij =cos ij :(36.41)¤¥áì ij | 㣮« ¬¥¦¤ã ¢¥ªâ®à ¬¨ ~ri ¨ ~rj . á।¨¬ ⥯¥àì ®¡¥ ç áâ¨à ¢¥á⢠(36.41) ¯® ¢á¥¬ á«ãç ï¬ ¯®å®¤ ¬ âà®á ¢ ª ¡ 箪. ।¥¥§ ç¥¨ï ¢á¥å ª®á¨ãᮢ à ¢ë ã«î ¢ ᨫã à ¢®¢¥à®ïâ®á⨠¢ë¡®à ¬ âà®á®¬ á«¥¤ãî饣® ¯à ¢«¥¨ï ¤¢¨¦¥¨ï ¯®á«¥ ¯àאַ£® ®â१ª .
®«ãç ¥¬ ⮣¤ :hR~ 2i = k 2 = t 2 == v t:(36.42)âáî¤ á«¥¤ã¥â ¨áª®¬®¥ á।¥ª¢ ¤à â¨ç®¥à ááâ®ï¨¥qpRª¢ = hR~ 2i = v t:(36.43)¨á. 36.7: à ¥ªâ®à¨ï ¡«ã¦¤ î饣® ¬ âà®á . ¬¥â¨¬, çâ® íâ® à ááâ®ï¨¥ § ¢¨á¨â ®â ª¢ ¤à ⮣® ª®àï ¨§ ¢à¥¬¥¨ ¢ ®â«¨ç¨¥ ®â á«ãç ï ¯àאַ«¨¥©®£® ¨ à ¢®¬¥à®£® ¤¢¨¦¥¨ï.â® áãé¥á⢥® ¬¥ï¥â å à ªâ¥à ¤¢¨¦¥¨ï. ਢ¥¤¥¬ ç¨á«¥ë© ¯à¨¬¥à. ãáâì ¬ âà®á ¤¢¨¦¥âáï ¬¥¤«¥®, ᮠ᪮à®áâìî v = 0:9 ª¬=ç á =0:25 ¬=á.
¢à¥¬ï t = 3 ç á = 10800 á ¯à¨ ¯àאַ«¨¥©®¬ ¤¢¨¦¥¨¨ ®ã¤ «¨«áï ¡ë à ááâ®ï¨¥ 0:9 3 = 2:7 ª¬. ।¯®«®¦¨¬, çâ® ¯® ¯àאַ©® ¢ á®áâ®ï¨¨ ¤¢¨£ âìáï ⮫쪮 = 20 ¬p. ®£¤ á।¥¥ ¥£® 㤠«¥¨¥®â ª ¡ çª § â® ¦¥ ¢à¥¬ï á®áâ ¢¨â Rª¢ = 20 0:25 10800 232 ¬!316« ¢ 36. ¢«¥¨ï ¯¥à¥®á à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥ ¨ ¤¨ää㧨ïáâ ¢¨¢ 襣® ¬ âà®á ¯¥â«ïâì ¢ ®ªà¥áâ®áâïå ª ¡ çª , ¬ë ¢¯à ¢¥ § ¤ âì ¢®¯à®á: ª ª®¥ ® ¨¬¥¥â ®â®è¥¨¥ ª ¬®«¥ªã«ïà®-ª¨¥â¨ç¥áª®©â¥®à¨¨? ª §ë¢ ¥âáï, á ¬®¥ ¯àאַ¥. ãáâì ¢ ¢®¤¥ ¯« ¢ ¥â ¯ë«¨ª ,§ ª®â®à®© ¬ë ¡«î¤ ¥¬ ¢ ¬¨ªà®áª®¯. 뫨ª ¯®¤¢¥à£ ¥âáï ã¤ à ¬á® áâ®à®ë ¬®«¥ªã« á।ë, á«ãç ©ë¬ ®¡à §®¬ ¬¥ïï ᢮¥ ¯à ¢«¥¨¥¤¢¨¦¥¨ï ¨ ᪮à®áâì.
«ãç ©®áâì âà ¥ªâ®à¨¨ ¯ë«¨ª¨ §¤¥áì á¢ï§ á ⥬, çâ® 1) á à §ëå áâ®à® ¥¥ ¬®¦¥â 㤠à¨âì à §«¨ç®¥ ç¨á«® ¬®«¥ªã« ¨ 2) ¬®«¥ªã«ë, 㤠àïî騥 á ®¤®© áâ®à®ë, ¬®£ãâ ¢ íâ®â ¬®¬¥â¨¬¥âì ¡o«ì訥 ᪮à®áâ¨, ¥¦¥«¨ ¬®«¥ªã«ë, 㤠àïî騥 á ¤à㣮©. ®í⮬㠯뫨ª ¤¢¨¦¥âáï ¯® «®¬ ®© âà ¥ªâ®à¨¨. ⮠¥¨¥ §ë¢ ¥âáï ¡à®ã®¢áª¨¬ ¤¢¨¦¥¨¥¬. ¯®¢ë襨¥¬ ⥬¯¥à âãàë ¨â¥á¨¢®áâì ¡à®ã®¢áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï à áâ¥â. ਠ㢥«¨ç¥¨¨ à §¬¥à®¢ ¯ë«¨ª¨á«ãç ©®á⨠¥¥ á⮫ª®¢¥¨ï á ¬®«¥ªã« ¬¨ ᣫ ¦¨¢ îâáï ¨ ¡à®ã®¢áª®¥¤¢¨¦¥¨¥ áâ ®¢¨âáï ¥ ¡«î¤ ¥¬ë¬.
à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥ ï¥âáïá ¬ë¬ ¥¯®á।áâ¢¥ë¬ ¤®ª § ⥫ìá⢮¬ å ®â¨ç¥áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï ¬®«¥ªã«. è ¡«ã¦¤ î騩 ¬ âà®á | ¨¬¨â æ¨ï ¡à®ã®¢áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï. í⮩ ¯à®á⮩ § ¤ ç¥ ¬ë ¯à®¤¥¬®áâà¨à®¢ «¨ å à ªâ¥àãî ®á®¡¥®áâì | § ¢¨á¨¬®áâì á।¥ª¢ ¤à â¨ç®£® á¬¥é¥¨ï ¯ë«¨ª¨ ®â ª®à﨧 ¢à¥¬¥¨ ¤¢¨¦¥¨ï. ந§¢¥¤¥¨¥ v ¢ ãà ¢¥¨¨ (36.43) ¨¬¥¥â â㦥 à §¬¥à®áâì ¨ âã ¦¥ áâàãªâãàã, çâ® ¨ ª®íä䍿¨¥â ¤¨ää㧨¨. ®í⮬㠤«ï ¡à®ã®¢áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï â ª¦¥ á«¥¤ã¥âp ®¦¨¤ âì § ¢¨á¨¬®áâ¨á।¥ª¢ ¤à â¨ç®£® á¬¥é¥¨ï ¢¨¤ Rª¢ Dt.à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥ â¥á® á¢ï§ ® á ¤¨ää㧨¥©. ¡à ⨬áï ª® ¢â®à®¬ã § ª®ã ¨ª (36.15). â® | ãà ¢¥¨¥ ¯¥à¢®£® ¯®à浪 ¯® ¢à¥¬¥¨,¨ ®® ¯®§¢®«ï¥â ©â¨ äãªæ¨î n(z; t), ¥á«¨ § ¤ ç «ì ï ª®æ¥âà æ¨ï ç¨á« ç áâ¨æ n(z; 0). ë ¥ ¡ã¤¥¬ à¥è âì íâã § ¤ çã â®ç®.⬥⨬ ⮫쪮, çâ® á â¥ç¥¨¥¬ ¢à¥¬¥¨ ç «ì®¥ à á¯à¥¤¥«¥¨¥ \à á¯«ë¢ ¥âáï" ¢ ¯à®áâà á⢥ ¨ ¯à¨ í⮬ ¨§¬¥ï¥â ᢮î ä®à¬ã.
® ¥áâ쮤¨ ¢¨¤ ç «ì®£® à á¯à¥¤¥«¥¨ï (â.. £ ãáᮢ® à á¯à¥¤¥«¥¨¥), ä®à¬ ª®â®à®£® ®áâ ¥âáï ¥¨§¬¥®©. ë § ©¬¥¬áï ⮫쪮 í⨬, á ¬ë¬ ¯à®áâë¬, á«ãç ¥¬, ¯®§¢®«ïî騬 ⥬ ¥ ¬¥¥¥ ¯®«ãç¨âì ¢á¥ å à ªâ¥à륮ᮡ¥®á⨠¯à®æ¥áá . ¯à®æ¥áᥠ¢ëç¨á«¥¨© ¬ ¯® ¤®¡ïâáï ¤¢ áâ ¤ àâëå ¨â¥£à « :Z1 2 2 pZ1 2 2 pe z =2l dz = 2 l ¨z 2 e z =2l dz = 2 l3 :1136.4.à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥317ãáâì à á¯à¥¤¥«¥¨¥ ç áâ¨æ ¢ ç «ìë© ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t = 0 ¨¬¥¥â¢¨¤: z2 Nexpn(z; 0) = p:(36.44)2 l2 (0)2 l(0)¨¤ í⮩ äãªæ¨¨ ¯à¥¤áâ ¢«¥ à¨á. 36.8.
¤¥áì N | ¯®«®¥ ç¨á«®ç áâ¨æ, à á¯à¥¤¥«¥ëå ¯® ®á¨ z á ª®æ¥âà æ¨¥© n(z; 0):N=Z11n(z; 0) dz:¥«¨ç¨ l(0) å à ªâ¥à¨§ã¥â è¨à¨ã à á¯à¥¤¥«¥¨ï. ¥©á⢨⥫ì®,¢ëà ¦¥¨¥ n dz=N ¤ ¥â ®â®á¨â¥«ì®¥ ç¨á«® ç áâ¨æ ¨â¥à¢ «¥ (z; z +dz ), â® ¥áâì ¢¥à®ïâ®áâì ç áâ¨æ¥ ®ª § âìáï í⮬ ®â१ª¥. ®í⮬ãá।¥¥ § 票¥ ª¢ ¤à â ª®®à¤¨ âë à ¢®1ZZ1 n(z; 0)z 2 e z2=2l2(0) dz = l2(0): (36.45)hz 2i = z 2 N dz = p 12 l(0) 11 ᫨ ®¯à¥¤¥«¨âìè¨à¨ãà á¯à¥¤¥«¥¨ïpª ª à ááâ®ï¨¥ ¬¥¦¤ã â®çª ¬¨ppz=hz 2i ¨ z = + hz 2i, â® l(0) = hz 2i ¥áâì á।¥ª¢ ¤à â¨ç ﯮ«ãè¨à¨ à á¯à¥¤¥«¥¨ï ¢ ç «ìë© ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t = 0. ª 㦥 ¡ë«® ᪠§ ®, £ ãáᮢ® à á¯à¥¤¥«¥¨¥ | ¥¤¨á⢥®¥, ¥ ¬¥ïî饥 ᢮¥© ä®à¬ë ¯à¨ à á¯«ë¢ ¨¨.
â® § ç¨â, çâ® ¢ ¯à®¨§¢®«ì멬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t à á¯à¥¤¥«¥¨¥ ¡ã¤¥â ¨¬¥âì ¢¨¤: z2 Nexp:(36.46)n(z; t) = p2l2 (t)2 l(t)®®â¢¥âá⢥®, ¤«ï ¯à®¨§¢®«ì®£® ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ hz 2i = l2 (t), £¤¥¯®ª ¥¨§¢¥áâ ï äãªæ¨ï l(t) ¥áâì ¬¥ïîé ïáï ¯®«ãè¨à¨ à á¯à¥¤¥«¥¨ï. è § ¤ ç ã¯à®á⨫ áì: ¢¬¥áâ® à¥è¥¨ï ¤¨ää¥à¥æ¨ «ì®£® ãà ¢¥¨ï ¢ ç áâëå ¯à®¨§¢®¤ëå (36.15), ¬ ¤®áâ â®ç® ⥯¥àì ¯®¤áâ ¢¨âì â㤠¢ëà ¦¥¨¥ (36.46), ã¡¥¤¨âìáï, çâ® ®® ¤¥©áâ¢¨â¥«ì® ï¢«ï¥âáïà¥è¥¨¥¬ ¨ ©â¨ § ¢¨á¨¬®áâì ¯®«ãè¨à¨ë à á¯à¥¤¥«¥¨ï ®â ¢à¥¬¥¨(â.¥. ®¯à¥¤¥«¨âì äãªæ¨î l(t)).த¨ää¥à¥æ¨à㥬 (36.46) ¯® ª®®à¤¨ ⥠z :@n = z n:(36.47)@zl2 (t)318« ¢ 36.
¢«¥¨ï ¯¥à¥®á ¨á. 36.8: á¯«ë¢ ¨¥ à á¯à¥¤¥«¥¨ï ª®æ¥âà æ¨¨ ç áâ¨æ £ ãáᮢ®© ä®à¬ë á â¥ç¥¨¥¬ ¢à¥¬¥¨. ਠªà¨¢ë¥ ᮮ⢥âáâ¢ãîâ â६ à §«¨çë¬ § ç¥¨ï¬ ¢à¥¬¥¨,¨§¬¥à¥®£® ¢ ¥¤¨¨æ å = l2(0)=(2D). ® ®á¨ ¡áæ¨áá ®â«®¦¥ë \¡¥§à §¬¥àë¥"à ááâ®ï¨ï, ¨§¬¥à¥ë¥ ¢ ¥¤¨¨æ å ¯®«ãè¨à¨ë l(0) ç «ì®£® à á¯à¥¤¥«¥¨ï.
®®á¨ ®à¤¨ â ¯®ª § ® ®â®è¥¨¥ ª®æ¥âà æ¨¨ ç áâ¨æ n(z; t) ª ¥¥ ¬ ªá¨¬ «ì®¬ã§ 票î n(0; 0) ¢ ç «ìë© ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t = 0. ®à¨§®â «ìë¥ ¯àï¬ë¥ ¯®ª §ë¢ îâ á।¥ª¢ ¤à â¨çãî è¨à¨ã 2 l(t)=l(0) ª ¦¤®£® ¨§ à á¯à¥¤¥«¥¨©.த¨ää¥à¥æ¨à㥬 ¯® z ¥é¥ à §, ¯à¨¨¬ ï ¢® ¢¨¬ ¨¥ १ã«ìâ â ¯¥à¢®£® ¤¨ää¥à¥æ¨à®¢ ¨ï:z @n =@ 2n = @ z n = n@z 2@z l2 (t)l2 (t) l2 (t) @z2 l2 (t)z= n 4(36.48)l (t) :¥¯¥àì ¯à®¤¨ää¥à¥æ¨à㥬 (36.46) ¯® ¢à¥¬¥¨:@n = d l(t) dn = dl(t) n z 2n =@tdt dl(t) dtl3 (t) l(t)2 l2 (t)dl(t)z=dt l(t) n l4 (t) :(36.49)®¤áâ ¢«ïï ¢ëà ¦¥¨ï (36.48) ¨ (36.49) ¢ ãà ¢¥¨¥ (36.15) ¢â®à®£® § ª® ¨ª , ã¡¥¦¤ ¥¬áï, çâ® n(z; t) ¢ ä®à¬¥ (36.46) ¤¥©áâ¢¨â¥«ì® ï¢«ï¥âáï à¥è¥¨¥¬, ¥á«¨ ¯®«ãè¨à¨ à á¯à¥¤¥«¥¨ï l(t) 㤮¢«¥â¢®àï¥â ãà ¢¥¨îdl = D:(36.50)l dt36.4.à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥319â® ãà ¢¥¨¥ «¥£ª® ¨â¥£à¨àã¥âáï:Zl(t)l(0)Zt22l dl = D dt ) l 2(t) l (0)= Dt;20®âªã¤ 室¨¬ § ¢¨á¨¬®áâì ¯®«ãè¨à¨ë à á¯à¥¤¥«¥¨ï ®â ¢à¥¬¥¨:p(36.51)l(t) = l2(0) + 2Dt: ᫨ ¢ ç «ìë© ¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ t = 0 ¢á¥ ¬®«¥ªã«ë ¡ë«¨ á®á।®â®ç¥ë ¢ ®¤®¬ ¬¥á⥠(l(0) = 0), â®pl(t) = 2Dt;(36.52)çâ® ®¢®¬ ã஢¥ ¢®á¯à®¨§¢®¤¨â १ã«ìâ â, 㣠¤ ë© ¬¨ ¯à¨ «¨§¥ ¡«ã¦¤ ¨© ¬ âà®á .
¢¥«¨ç¥¨¥ ¯®«ãè¨à¨ë à á¯à¥¤¥«¥¨ï ¤ ¥âᬥ饨¥ ¡à®ã®¢áª®© ç áâ¨æë. ëà ¦¥¨¥ ¤«ï á।¥ª¢ ¤à â¨ç®£®á¬¥é¥¨ï ¡à®ã®¢áª®© ç áâ¨æë hz 2i = l2 (t) l2 (0) = 2Dt | íâ® ª« áá¨ç¥áª¨© १ã«ìâ â ©è⥩ -¬®«ã客᪮£®, ¯®áâந¢è¨å ⥮à¨î ¡à®ã®¢áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï. ¤ ç 36.47. 㤨â®à¨î ¢å®¤¨â áâ㤥⪠. 楨âì ¢à¥¬ï, ç¥à¥§ª®â®à®¥ § ¯ å ¥¥ ¤ã客 ¤®á⨣¥â íª§ ¬¥ â®à , ᨤï饣® § á⮫®¬.¥è¥¨¥. ®íä䍿¨¥â ¤¨ää㧨¨ ¬®«¥ªã« ¢ £ § å ¬ë ®æ¥¨«¨ ª ªD 2 10 5 ¬2=á: ááâ®ï¨¥ l(t) ¤® íª§ ¬¥ â®à ¯à¨¬¥¬ à ¢ë¬ 4 ¬, è¨à¨ ç «ì®£® à á¯à¥¤¥«¥¨ï ¯à¨¬¥à® à ¢ ¤¨ ¬¥âàã £®«®¢ëáâ㤥⪨ l(0) 0:2 ¬. ®áª®«ìªã l(t) l(0), ¬®¦® ¢®á¯®«ì§®¢ âìáïãà ¢¥¨¥¬ (36.52), ®âªã¤ 室¨¬:2 (t)lt 2D = 4 105 á 4:6 áã⮪:⢥â  ¥áãà §¥ ¨ ¯à®â¨¢®à¥ç¨â ¢á¥¬ã ¬¨à®¢®¬ã ®¯ëâ㠯ਥ¬ íª§ ¬¥®¢.
§ í⮣® ¯à¨¬¥à ïá®, çâ® à á¯à®áâà ¥¨¥ § ¯ 客 ¯® ª®¬ ⥠¯à®¨á室¨â ¥ ¢á«¥¤á⢨¥ ¤¨ää㧨¨, ¨§-§ ¡®«¥¥ ¡ëáâàëå ¯à®æ¥áᮢ | ª®¢¥ªæ¨®ëå â¥ç¥¨© ¢®§¤ãå ¢ ª®¬ â¥.¨á«¥ë¥ ®æ¥ª¨ ¤«ï ¡à®ã®¢áª®£® ¤¢¨¦¥¨ï ᫨ ¤¨ää㧨®ë¥ ¯à®æ¥ááë áâ®«ì ¬¥¤«¥ë, â® ª ª 㤠«®áì ¡«î¤ âì ¡à®ã®¢áª®¥ ¤¢¨¦¥¨¥? «ï ®â¢¥â íâ®â ¢®¯à®á ¬ë ®æ¥¨¬ ᥩç á ª®íä䍿¨¥â ¤¨ää㧨¨ ¯ë«¨ª¨ ¢ ¦¨¤ª®áâ¨.