гиротропная среда

ГИРОТРОПНАЯ СРЕДА - среда, локальные макроскопич. свойства к-рой неинвариантны относительно зеркальных отражений, т. е. изменяются при нек-рых зеркальных отражениях. В результате процессы, происходящие в Г. с., обнаруживают несимметрию правого и левого, а соответствующие характеристики Г. с. описываются псевдотензорными величинами (см. Псевдотензор). Среда наз. гироэлектрической (гиромагнитной), если псевдотензорной величиной является диэлектрич. (магн.) проницаемость. Типичными примерами Г. с. могут служить ферриты и плазма во внеш. магн. поле.

Гиротропия среды обычно связана с нарушением зеркальной симметрии (дисимметрией) образующих её элементов (напр., частиц) и их свойств. Это нарушение может быть вызвано внеш. воздействиями, напр. механич. сжатием (механич. гиротропия), наложением магн. и электрич. полей (магнитоактивные среды и электрогиротропия), вращат. движением среды (динамооптич. эффекты), облучением среды светом (нелинейная оптич. гиротропия, и в частности обратный Фарадея эффект ).Отсутствие зеркальной симметрии (иногда это свойство наз. хиральностью) может быть присуще также составляющим среду частицам (естеств. гиротропия). Кроме того, гиротропия среды может быть обусловлена след. причинами: 1) гиротропным характером взаимодействия между частицами (напр., нарушение пространств. чётности в слабых взаимодействиях); 2) винтообразным упорядочением частиц (холестерич. жидкие кристаллы ,геликоидальные ферромагнетики и др. среды с винтовыми осями симметрии); 3) преим. "правой" (или "левой") структурой мелкомасштабных неоднородностей в среде (напр., гиротропная турбулентность и гиротропия хаотич. магн. поля, см. Гидромагнитное динамо).

Обычно Г. с. анизотропна, хотя существуют важные исключения: гиротропной может быть изотропная сре. да, состоящая из хиральных частиц; напр., водный раствор сахара, в к-ром кол-во "правых" и "левых" молекул различно. Весьма загадочным представляется тот факт, что все наиболее важные ткани живых организмов гиротропны, а именно: образованы хиральными молекулами, находящимися преим. в одной из двух зеркальных форм. В неживой природе кол-во правых и левых молекул в среднем обычно одинаково (рацемическая смесь).

Гиротропия в существенной мере определяет поляризацию и показатели преломления эл--магн. волн в среде. Благодаря этому обстоятельству, изменяя характеристики Г. с., управляют свойствами эл--магн. излучения, а измеряя параметры эл--магн. волн, определяют характеристики Г. с., в частности, с гиро-тропией связаны Фарадея эффект и Коттона - Мутона эффект, а также существование свистящих атмосфериков в ионосфере и геликонов в плазме твёрдого тела, возникновение обыкновенных и необыкновенных волн в ферритах и ферродиэлектриках и т. д. Кроме того, при большой интенсивности излучения гиротропия способна оказывать существенное влияние на нелинейное взаимодействие волн и на характер их воздействия на среду (напр., при нелинейном воздействии радиоволн на ионосферу).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц E. M., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., M., 1982; Сивухин Д. В., Общий курс физики, 2 изд , [т. 4], M., 1985: Сиротин Ю. И., Шаскольская M. П., Основы кристаллофизики, 2 изд., M., 1979, Кизель В. А., Оптическая активность и дисим-метрия живых систем, "УФН", 1980, т. 131, с. 209, Вайнштейн С. И., Зельдович Я. Б., Рузмайкин А. А., Турбулентное динамо в астрофизике, M., 1980. В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский.

   <<      Предметный указатель      >>