Автохвилі


Автохви́лі — різновид хвиль, що поширюються в активних середовищах (тобто відкритих системах) без згасання й зберігають свої характеристики незмінними завдяки безперервному підведенню енергії (речовини тощо) ззовні. Приклади таких автохвиль — рух фронту горіння, перебіг хімічних реакцій, які можуть каталізуватися тощо. В автохвильових процесах відбувається передавання збудження між сусідніми елементами середовища, на відміну від автоколивань, за яких система коливається як одне ціле.

Автохвильові процеси в нерівноважних системах описують нелінійними диференціальними рівняннями. Автохвильові процеси поширені в природі — вони відбуваються в багатьох біологічних системах, під час фізичних і хімічних перетворень. У твердих тілах автохвильові режими реалізуються під час збудження електронної підсистеми; у напівпровідниках електричним полем чи зміною температури, за інжекції носіїв заряду; під час фазових переходів. Для автохвильових процесів характерні різноманітність просторово-часових масштабів (довжина дифузії в межах 10–5–10–7 см, частоти — 10–2–1010 Гц) і способів передавання збудження (потоки електронів і дірок, екситонів, магнонів, фононів і фотонів).

Автохвилі застосовують в оптичних, радіо-, НВЧ-підсилювачах і генераторах; під час генерування ультра- й гіперзвуку; у процесі записування й перетворення інформації (для розпізнавання образів); для виявлення слабких сигналів; для моделювання біологічних процесів (поширення нервових імпульсів, режими роботи серцевого м’язу) тощо.

Література

  1. Жаботинский А. М. Концентрационные автоколебания. Москва, 1974.
  2. Скотт Э. Волны в активных и нелинейных средах в приложении к электронике / Пер. с англ. Москва, 1977.
  3. Чорногор Л. Ф. Нелінійна радіофізика. Вид. 3-є, доп. та переробл. Харків, 2015.

Автор ВУЕ