E-Book Overview
Методами механики изучаются механизмы самоорганизации электронов в электронных приборах. Сформулирован принцип минимизации интегрального лагранжиана системы — механический принцип самоорганизации большого числа частиц, который при предельном переходе системы к термодинамическому состоянию приводит к принципам Онсагера и Пригожина, действующим в линейной неравновесной термодинамике. Процессы самоорганизации и эволюции материи рассматриваются с единой точки зрения, начиная с появления массовых частиц и заканчивая биологическими структурами. Книга написана на основе лекций, прочитанных автором в 2008 г. магистрам Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, обучающимся по специальности «Техническая физика». Учебное пособие может быть полезно аспирантам и студентам старших курсов физических, технических и биофизических специальностей, а также специалистам, интересующимся проблемой самоорганизации и эволюции материи.
E-Book Content
Â. Ã. ÓÑÛ×ÅÍÊÎ
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÀß ÑÈÍÅÐÃÅÒÈÊÀ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ ÑÀÌÎÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈÈ È ÝÂÎËÞÖÈÈ ÌÀÒÅÐÈÈ
ÊÓÐÑ ËÅÊÖÈÉ
САНКТПЕТЕРБУРГ•МОСКВА•КРАСНОДАР 2010
ББК 22.3 У 83
У 83
Усыченко В. Г. Электронная синергетика. Физические основы са# моорганизации и эволюции материи: Курс лекций. — СПб.: «Издательство Лань», 2010. — 240 с.: ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература). ISBN 9785811409976 Методами механики изучаются механизмы самоорганизации электронов в электронных приборах. Сформулирован принцип ми# нимизации интегрального лагранжиана системы — механический принцип самоорганизации большого числа частиц, который при предельном переходе системы к термодинамическому состоянию приводит к принципам Онсагера и Пригожина, действующим в линейной неравновесной термодинамике. Процессы самоорганиза# ции и эволюции материи рассматриваются с единой точки зрения, начиная с появления массовых частиц и заканчивая биологически# ми структурами. Книга написана на основе лекций, прочитанных автором в 2008 г. магистрам Санкт#Петербургского государствен# ного политехнического университета, обучающимся по специаль# ности «Техническая физика». Учебное пособие может быть полезно аспирантам и студентам старших курсов физических, технических и биофизических спе# циальностей, а также специалистам, интересующимся проблемой самоорганизации и эволюции материи.
ББК 22.3
Обложка А. Ю. ЛАПШИН Охраняется законом РФ об авторском праве. Воспроизведение всей книги или любой ее части запрещается без письменного разрешения издателя. Любые попытки нарушения закона будут преследоваться в судебном порядке. © Издательство «Лань», 2010 © В. Г. Усыченко, 2010 © Издательство «Лань», художественное оформление, 2010
ПРЕДИСЛОВИЕ В настоящее время наиболее последовательной и строгой является термодинамическая теория структур, базирую щаяся на принципе локального равновесия. В соответст вии с этой теорией поток высококачественной энергии, те кущий через систему, содержащую большое число частиц, при определенных условиях может вызвать неустойчи вость, развитие которой сопровождается самоорганизаци ей частиц и образованием диссипативных структур с упо рядоченными формами движения. При этом энтропия, ха рактеризующая уровень беспорядка в системе, снижается. Согласованное движение частиц происходит в среде с силь ным трением и описывается, как правило, необратимыми во времени дифференциальными уравнениями первого порядка. Самоорганизация частиц и упорядоченные структуры наблюдаются в системах различной физической природы, в том числе в электронных приборах. Среди таковых более других известен, повидимому, диод Ганна. Превышение критического значения приложенного к диоду электриче ского поля приводит к самопроизвольному возникновению домена — устойчивого электронного образования, распро страняющегося по полупроводнику с постоянной скоро с