Стартовая Предметный указатель Новости науки и техники
Новости науки и техники
КАМЕННЫЕ ГИГАНТЫ
Газовые планеты-гиганты могут выгорать до твердого ядра.
Первые обнаруженные астрономами каменные планеты, обращающиеся вокруг далеких звезд, возможно, покрыты лавой. Если это действительно так, то ученым придется пересмотреть теорию планетообразования. Далее...

ГАЗОВЫЙ ГИГАНТ

сверхсветовая скорость

СВЕРХСВЕТОВАЯ СКОРОСТЬ - скорость, превышающая скорость света. Согласно относительности теории, передача любых сигналов и движение материальных тел не может происходить со скоростью, большей скорости света в вакууме с. Однако всякий колебат. процесс характеризуется двумя разл. скоростями распространения: групповой скоростью8022-17.jpg =8022-18.jpg и фазовой скоростью8022-19.jpg, где w п k - частота и волновой вектор волны. uгр определяет скорость переноса энергии группой волн с близкими частотами. Поэтому в соответствии с принципом относительности uгр любого колебат. процесса не может превышать с. Напротив, wфаз, к-рая характеризует скорость распространения фазы каждой монохроматич. составляющей этой группы волн, не связана с переносом энергии в волне. Поэтому она может принимать любые значения, в частности и значения > с. В последнем случае о ней говорят как о С. с.

Простейший пример С. с.- фазовая скорость распространения эл--магн. волн в волноводах. Действительно, эл--магн. волна частоты w распространяется вдоль оси волновода по закону8022-20.jpg , где kz - проекция волнового вектора fc на ось волновода z. Волновой вектор fc связан с частотой со соотношением k2 = w22, где8022-21.jpg, а8022-22.jpg - проекция волнового вектора k на поперечное сечение волновода z = const. Тогда wфаз волны вдоль оси волновода
8022-23.jpg

будет больше с, a
8022-24.jpg

меньше с.

Приведём ещё один пример существования С. с. Если вращать электронный пучок с помощью соответствующей электронной пушки вокруг нек-рой оси с угл. скоростью8022-25.jpg, то линейная скорость пятна от пучка электронов8022-26.jpg на достаточно больших расстояниях R от оси может стать больше скорости света. Однако перемещение электронного пятна от пушки по окружности радиуса R0 со скоростью8022-27.jpg эквивалентно перемещению в пространстве фазы пучка. Энергия пучка при этом переносится в радиальном направлении и скорость переноса не может стать больше с.

При распространении сигнала в среде с показателем преломления п волновой вектор fc эл--магн. волны и её частота удовлетворяют соотношению8022-28.jpg В этом случае uфаз = с/п. Для среды с п < 1 ифаз > с. Пример такой среды - полностью ионизованная плазма ,у к-рой8022-29.jpg , где е и т - заряд и масса электрона, а N - плотность электронов в плазме. В среде с п > 1 uфаз = с/п < с. Однако в этом случае возможно реальное движение материальных частиц со скоростью v, большей скорости света в среде (т. е. v > с/п). Движение заряж. частиц с такой скоростью (v > с/п, но v < с!) приводит к возникновению Черенкова - Вавилова излучения.

Лит.: Вайнштейн Л. А., Электромагнитные волны, 2 изд., М., 1988; Гинзбург В. Л., Теоретическая физика и астрофизика, 3 изд., М., 1987; Болотовский Б. М., Быков В. П., Излучение при сверхсветовом движении зарядов, «УФН», 1990, т. 160. в. 6, с. 141. С. Я. Столяров.

  Предметный указатель