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

22 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

56303. Сценарий спортивной интеллектуально-познавательной игры «Что, где, когда?» 109 KB
  Цели и задачи: развитие творческих способностей логического мышления; повышение интеллектуального и культурного уровня расширение кругозора; повышение интереса к учебно-познавательной деятельности стимула; воспитание чувства товарищества взаимоуважения...
56304. Новорічна казка «Попелюшка» 474.5 KB
  Дійові особи: Попелюшка Батько Попелюшки Мачуха Іа дочка ІІа дочка Фея слуги короля 2 Король Королева Принц ведучі 2 запрошені на бал. На сцену виходять Попелюшка та батько. Попелюшка.
56305. Christmas 53.5 KB
  Teacher: Good evening! I’m very glad to see you in this beautiful hall! It’s lovely day, isn’t it? Everything is white in. There is good fall of snow. The weather is wonderful. Everything is white.
56307. Життя – можливість. Скористайся нею! 64 KB
  Мета: знайомити учнів з людськими чеснотами, дати можливість дітям впевнитися, що успіх залежить від власних зусиль, від того, наскільки вони будуть людяними, гуманними, толерантними у стосунках, виховувати повагу до людей різного віку та статусу, почуття милосердя.
56308. Сценарий эстрадной миниатюры дружины юных пожарных «Данко» 221.5 KB
  Выезжаем Команда поехали На припев песни группы Банда Андрюха Пожарная команда выбегает вся команда Владислав. Владислав. Звучит музыкальный проигрыш Владислав. Владислав.
56309. Сценарий внеклассного мероприятия «Энергосбережение – первый шаг к устойчивому развитию» 44 KB
  Оборудование: компьютер проектор ватманы клей маркеры шаблоны мультимедийные презентации фильм Экологические катастрофы иллюстрированные макеты лампочек рисунки фото макет школы. Прошу обратить внимание на фотоработы рисунки...
56310. Борис Грінченко – наш земляк 73.5 KB
  Якби людей відзначали номінаціями за вподобання та особисті якості то комусь би дістались вродливість співучість комусь ледарство байдужість честолюбство а Грінченкові ймовірно працелюбність.
56311. Кращої, ніж рідна, мови не буває 125.5 KB
  Мета заходу: донести до студентів красу і багатство української мови; формувати відчуття краси рідної мови; розвивати мовленнєві здібності учнів, збагачувати словниковий склад; виховувати любов до української мови...