47,Общие свойства систем, способных к самоорганизации.

1)неравновесные, так как существуют потоки энергии (далеки от состояния термодинамич равновесия).

2) не линейны (имеет неск возможных путей развития).

3)открытые (могут обмен-ся в-вом, эн, инфой с окр средой).

4)диссипативные (из-за потери и деградации ресурсов).

5)развитие сист проходит ч/з случайный выбор одного из возмож путей эволюции в точке бифуркации.

6)способны к скачкообразным качественным изменениям своих макросв-в.

7)в ходе эволюции возникают макроскопически упорядоченные структуры.

8)наличие порога устойчивости, выше кот в сист возник коллективное поведение эл-тов.

9)возможны флуктуации и сист способна усилить их до макроуровня.

10)сист сложная: сост из большого числа взаимод эл-тов.

11)м/у средой и сист возникает положительная обратная связь(изм, появл-ся в сист, не изм-ся, а усиливаются, сист не возвращ к равновесию, а все дальше от него уходит).

12)эволюция сист - чередование стабильных периодов линейного предсказуемого развития с этапами нестабильных периодов(периоды бифуркации) с предсказуемыми исходами.

48,Примеры самоорганизующихся систем в физике. Конвективные ячейки Бенара. Лазеры.

В жив природе явл-я самоорг очевидны почти везде (из семечка растение).В нежив: водяной пар-снежинка.

1.Эффект Бенара.

В 1900 году вышла статья Бенара с фотографией структуры, напоминающей пчелиные сотки. Такая структура возникает в горизонтальном тонком слое жидкости с вертикальным градиентом температуры.

Подогреваем снизу сосуд, возникает дельта температур. Перенос от верхней к нижней граниàявление теплопроводности.

При некот критич. значении сист становится неустойчивой. V жидкости приходит в движение. Нагреваемые области расширяются, они становятся легче и всплывают; их место занимают более лёгкие области (явление конвенции).

Перенос тепла при этом увеличивается, происходит строго упорядоченным образом

Объём жидкости разделяется на небольшие вертикальные шестигранные призмы-ячейки Бенара.

Особенности эффекта Бенара: 1)упорядоченная структура обра-ся в рез-те коллективного поведения молекул; 2)сильно неравновес сист становятся оч чувствит к факторам, не влияющими на их поведение вблизи равновесия; 3)изм энтропии; 4)пороговый хар-р процесса; 5)детерминизм и случайность.

2.Лазерное излучение.

Раб тело – тв.тело, газ, жидкостью.В любом случае оно состоит из атомов.

Молекулы, сост раб среду, либо находятся, либо стремятся перейти в осн сост.

При переходе с Е2 на У1 образуется квант света. Пусть атом находится в возбуждённом сост Е2 и пусть на такой атом падает фотон(с эн ). Этот фотон атом возбуждать не может , но может вызвать высцвечивание, в результате возникают 2 фотона с эн, кот вылетают из атома в фазе и одновр дв-ся в одном напр-и. Эти фотоны абсолютно идентичны и усиливают друг друга. Такой процесс наз-ся индуцированным или вынужденным излучением, а само излуч наз когерентным(согласованным).

Если в возбуждённом сост не один, а неск атомов, тогда один единственный фотон выз. перемещение атомов, возникнет лавина фотонов. Устройство для получения индуцированного светового излучения наз-ся лазером.