Найти в Дзене
Эпонимы и Мы

ЯЧЕЙКИ РЭЛЕЯ - БЕНАРА

Или просто БЕНАРА. Из курса физики вы помните, что холодные слои воздуха или воды опускаются, а горячие - поднимаются, это явление называется конвекцией. Но задумывались ли вы о том, КАК это происходит? Ну вот стоит перед вами на газовой плите кастрюля с чем-нибудь густым, и то, что снизу, оказывается более горячим, то, что сверху - более холодным, следовательно, эти слои должны поменяться местами. Вопрос всё тот же - КАК всё это будет происходить, по каким правилам? Оказывается, тут всё довольно сложно и... красиво. Дело в том, что при небольших значениях перепада температур слои остаются на своих местах, и теплопередача происходит более эффективно посредством теплопроводности, то есть конвекция не возникает. Но если перепад температур увеличить, то кондуктивный теплоперенос становится неэффективным, и включается механизм конвекции. При этом образуются так называемые конвективные ячейки, каждая из которых которых имеет форму двумерного цилиндра, вращающегося вокруг горизонтальн

Или просто БЕНАРА.

Из курса физики вы помните, что холодные слои воздуха или воды опускаются, а горячие - поднимаются, это явление называется конвекцией. Но задумывались ли вы о том, КАК это происходит? Ну вот стоит перед вами на газовой плите кастрюля с чем-нибудь густым, и то, что снизу, оказывается более горячим, то, что сверху - более холодным, следовательно, эти слои должны поменяться местами. Вопрос всё тот же - КАК всё это будет происходить, по каким правилам?

Оказывается, тут всё довольно сложно и... красиво.

Дело в том, что при небольших значениях перепада температур слои остаются на своих местах, и теплопередача происходит более эффективно посредством теплопроводности, то есть конвекция не возникает.

Но если перепад температур увеличить, то кондуктивный теплоперенос становится неэффективным, и включается механизм конвекции. При этом образуются так называемые конвективные ячейки, каждая из которых которых имеет форму двумерного цилиндра, вращающегося вокруг горизонтальной оси.

Фото с сайта https://studref.com/639773/geografiya/konvektsiya_mantii_zemli
Фото с сайта https://studref.com/639773/geografiya/konvektsiya_mantii_zemli

Более горячая жидкость поднимается вдоль одной стороны цилиндра, а более холодная опускается вдоль противоположной стороны. Наблюдается возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости с вертикальным градиентом температуры, то есть равномерно подогреваемой снизу.

Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D1%87%D0%B5%D0%B9%D0%BA%D0%B8_%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B0
Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D1%87%D0%B5%D0%B9%D0%BA%D0%B8_%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B0

Подобные процессы в природе приводят к образованию весьма необычных и очень живописных шестигранных столбчатых скал, которые нередко принимают за творение инопланетян, настолько они не вписываются в понятие "как-то само собой, без вмешательства чьего-либо разума".

Фото с сайта https://www.pinterest.ru/pin/584342120384605206/
Фото с сайта https://www.pinterest.ru/pin/584342120384605206/

Джон Уильям Стретт, третий барон Рэлей (12 ноября 1842 - 30 июня 1919) - британский физик и математик, член Лондонского королевского общества, Иностранный член Французской академии наук.

Фото с сайта https://3.bp.blogspot.com/-quEnzmqrejg/Wavf_8yfs3I/AAAAAAAAjuc/l4a3j2DcwTcbAvQCUbXp8JI05_3DjWZdwCLcBGAs/s1600/02.jpg
Фото с сайта https://3.bp.blogspot.com/-quEnzmqrejg/Wavf_8yfs3I/AAAAAAAAjuc/l4a3j2DcwTcbAvQCUbXp8JI05_3DjWZdwCLcBGAs/s1600/02.jpg

В детстве рос хилым и слабым, из-за чего стал умным и любознательным. Когда вырос, работал в Тринити-колледже, затем Кавендишским профессором Кембриджского университета и директором Кавендишской лаборатории. А потом стал профессором Королевского института Великобритании.

Занимался теорией колебаний, изучал теорию упругости, акустику, оптику, электричество и т.п. Разработал количественный метод возмущений для нахождения собственных частот колебательной системы, мало отличающейся от простой системы с известными собственными частотами. Его именем названо РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЭЛЕЯ - метод, определивший развитие теории случайных чисел - функцию распределения для результирующей амплитуды. Также он ввёл в механику понятие о функции рассеяния (ДИССИПАТИВНАЯ ФУНКЦИЯ РЭЛЕЯ).

Одно из его крупнейших открытий, особенно оцененное сейсмологами - теория упругих возмущений, распространяющихся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающих с глубиной (ВОЛНЫ РЭЛЕЯ). 

Что интересно, Рэлей физически объяснил голубой цвет неба, но об этом я расскажу отдельно.

Фото с сайта https://www.researchgate.net/figure/Henri-Benard-Professor-in-Paris_fig2_225427746
Фото с сайта https://www.researchgate.net/figure/Henri-Benard-Professor-in-Paris_fig2_225427746

Анри Клод Бенар (25 октября 1874 – 29 марта 1939) - французский физик. Специализировался на экспериментальной гидродинамике и использовании оптических методов для ее изучения. Учился в одном классе с будущим математиком Анри Лебегом (28 июня 1875 - 26 июня 1941) и будущим физиком Полем Ланжевеном (23 января 1872 – 19 декабря 1946). А учителем у них был физик, будущий лауреат Нобелевской премии Жан Батист Перрен (30 сентября 1870 - 17 апреля 1942).

В общем, каков учитель, таковы и ученики. И наоборот.

Сам Бенар тоже получил степень преподавателя физики и вступил во Французское физическое общество. Изучал поляризацию света (оптическое вращение сахаров), клеточную тепловую конвекцию. Правда, по иронии судьбы, Бенар хоть и раскрыл суть этого процесса, позже он стал скептиком в отношении самой концепции критической разности температур.

Считается, что "избыток скромности" (по его собственным словам ) помешал ему показать результаты своей работы лорду Кельвину в Глазго, а также на более ранней Парижской конференции. В итоге важность исследований Бенара по тепловой конвекции не была по достоинству оценена современниками.

Мораль: скромность - это не всегда хорошо. Особенно в научной среде.

Наука
7 млн интересуются