6967

Понятие о поле. Физические поля, используемые в интроскопии

Доклад

Физика

Понятие о поле. Физические поля, используемые в интроскопии. Поле, особая форма материи физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Примерами поля могут служить электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил...

Русский

2013-01-11

18.23 KB

21 чел.

Понятие о поле. Физические поля, используемые в интроскопии.

Поле, особая форма материи; физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Примерами поля могут служить электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие различным частицам.

Впервые (30-е гг. 19 в.) понятие поля (электрического и магнитного) было введено М. Фарадеем. Концепция поля была принята им как альтернатива теории дальнодействия, т. е. взаимодействия частиц на расстоянии без какого-либо промежуточного агента. В 60-х гг. 19 в. Дж. К. Максвелл развил идею Фарадея об электромагнитном поле и сформулировал математически его законы. Согласно концепции поля, частицы, участвующие в каком-либо взаимодействии создают в каждой точке окружающего их пространства особое состояние — поле сил, проявляющееся в силовом воздействии на др. частицы, помещаемые в какую-либо точку этого пространства. Первоначально выдвигалась механистическая интерпретация поля как упругих напряжений гипотетической среды — «эфира». Однако наделение «эфира» свойствами упругой среды оказалось в резком противоречии с результатами проведённых позднее опытов. Теория относительности, отвергнув концепцию «эфира» как особой упругой среды, вместе с тем придала фундаментальный смысл понятию «Поля физические» – как первичной физической реальности. Согласно теории относительности, скорость распространения любого взаимодействия не может превышать скорости света в вакууме. Т. о., взаимодействие частиц, относительная скорость которых сравнима со скоростью света, можно описывать только через создаваемые ими поля. Изменение состояния (или положения) одной из частиц приводит к изменению создаваемого ею поля, которое отражается на др. частице лишь через конечный промежуток времени, необходимый для распространения этого изменения до частицы.

Каждому типу взаимодействий в природе отвечают определённые поля физические. Описание физического поля в классической (не квантовой) теории поля производится с помощью одной или нескольких (непрерывных) функций поля, зависящих от координаты точки (х, у, z), в которой рассматривается поле, и от времени (t). Так, электромагнитное поле может быть полностью описано с помощью четырёх функций: скалярного потенциала φ(х, у, z, t) и вектор-потенциала А (х, у, z, t), которые вместе составляют единый четырёхмерный вектор в пространстве-времени. В общем случае число независимых полевых функций определяется числом внутренних степеней свободы частиц, соответствующих данному полю. Значения функций поля в каждой отдельной точке можно рассматривать как обобщённые координаты поля. Следовательно, поле представляется как физическая система с бесконечным числом степеней свободы. По общим правилам механики можно получить выражение для обобщённых импульсов поля и найти плотности энергии, импульса и момента количества движения поля.

Энергия и импульс поля изменяются дискретным образом, т. е. физическому полю можно поставить в соответствие определённые частицы (например, электромагнитному полю — фотоны, гравитационному — гравитоны). Это означает, что описание поля с помощью полевых функций является лишь приближением, имеющим определённую область применимости. Чтобы учесть дискретные свойства поля необходимо считать обобщённые координаты и импульсы физического поля не числами, а операторами, для которых выполняются определённые перестановочные соотношения.

В квантовой механике доказывается, что систему взаимодействующих частиц можно описать с помощью некоторого квантового поля. Т. о., не только каждому физическому полю соответствуют определённые частицы, но и, наоборот, всем известным частицам соответствуют квантованные поля. Этот факт является одним из проявлений корпускулярно-волнового дуализма материи. Квантованные поля описывают уничтожение (или рождение) частиц и одновременно рождение (уничтожение) античастиц. Таким полем является, например, электрон-позитронное поле в квантовой электродинамике.

Поля, используемые в интроскопии.

Согласно ГОСТ 18353—79 в основу классификации методов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, выделяют девять видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Каждый из видов контроля подразделяют на методы по рассматриваемым ниже признакам.

Характер взаимодействия поля или вещества с объектом. Взаимодействие должно быть таким, чтобы контролируемый признак объекта вызывал определенные изменения поля или состояние вещества. Например, наличие несплошности вызывало изменение прошедшего через нее излучения или проникновение в нее пробного вещества. В некоторых случаях используемое для контроля физическое поле возникает под действием других физических эффектов, связанных с контролируемым признаком. Например, электродвижущая сила, возникающая при нагреве разнородных материалов, позволяет контролировать химический состав материалов (термоэлектрический эффект).

Первичный информативный параметр — конкретный параметр поля или вещества (амплитуда поля, время его распространения, количество вещества и т. д.), изменение которого используют для характеристики контролируемого объекта. Например, наличие несплошности увеличивает или уменьшает амплитуду прошедшего через нее излучения.

Способ получения первичной информации — конкретный тип датчика или вещества, которые используют для измерения и фиксации упомянутого информационного параметра.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

223. Анализ общества с ограниченной ответственностью 597 KB
  Определение неудовлетворительной структуры баланса неплатежеспособности предприятия. Имущество предприятия является собственностью Общества. Общество несет ответственность по своим обязательствам любым принадлежащим ему имуществом.
224. Онкогенетика: сучасний стан і персективи розвитку 803 KB
  Історія розвитку онкогенетики та провідні вчені, які займалися цією проблемою. Сучасний стан онкогенетики, теорії виникнення пухлин та генетичні механізми виникнення пухлин. Шкідливі звички та онкологічні захворювання.
225. Использование теории мультимножеств в процессе реинжиниринга социальных систем 382 KB
  Практическое применение теории мультимножеств. Исследование работы отдела маркетинговой информации. Представление мультимножеств в Microsoft Excel. Реинжиниринг бизнес-процессов. Моделирование отдела маркетинговой информации.
226. Природные каменные материалы 379.5 KB
  Горные породы и породообразующие минералы. Важнейшие изверженные породы. Материалы и изделия из природного камня. Добыча и обработка каменных материалов. Дисковая распиловочная рамная пила. Важнейшие метаморфические породы.
227. Проектирование системы электроснабжения завода 420.2 KB
  Характеристика режима работы проектируемого объекта. Выбор и обработка графиков электрических нагрузок. Исследование охранного освещения. Расчет и построение картограммы электрических нагрузок. Определение расчетной активной мощности предприятия.
228. Досуг студенческой молодежи в г. Южно-Сахалинске: потребности и возможности 568 KB
  Предпочтения и мотивы студентов в проведении свободного времени. Факторы, определяющие предпочтения в реализации досуга студентов. Идеальный досуг и фактический досуг студенческой молодежи. Условия, препятствующие реализации досуга среди студентов.
229. Особенности становления и развития философии 225.84 KB
  Мировоззрение, его структура и исторические типы. Специфика философского мировоззрения. Философский метод и этический рационализм Сократа. Антропологическое направление в современной философии. Модусы человеческого бытия.
230. Усилитель, как средство увеличения мощности электрического сигнала 495.77 KB
  Эскизный расчет усилителя, разработка электрической принципиальной схемы. Расчет выходного каскада, графоаналитический расчет точки покоя транзистора ЭП по выходным ВАХ. Размах выходного синусоидального сигнала на входе выходного ЭП.
231. Комбинаторные конфигурации и их приложения 321.5 KB
  Комбинаторные конфигурации в алгебре и анализе. Алгоритм генерации перестановок с повторениями. Принцип включения и исключения. Примеры использования формулы обращения, дифференцирование и интегрирование.