Импульс

Импульс

Импульс (от лат. impulsus — удар-толчок), 1) импульс механический, мера механического движения; представляет собой векторную величину, равную для материальной точки произведению массы m этой точки на её скорость v и направленную так же, как вектор скорости: p = mv; то же, что количество движения. Для частицы, движущейся со скоростью, близкой к скорости с света в вакууме, необходимо учитывать зависимость её массы от скорости:

где m₀ — масса покоящейся частицы (так называемая масса покоя). В этом случае И. свободной частицы равен  (см. Относительности теория), а связь полной энергии E частицы с её И. даётся соотношением: E = p²c² + m²₀с⁴ Для частицы с нулевой массой покоя (фотон, нейтрино) р = E/c, такие частицы всегда движутся со скоростью света с.

  И. обладают все формы материи, в том числе электромагнитное (см. Импульс электромагнитного поля) и гравитационное поля. Для полей вводят вектор плотности И. (И. единицы объёма, занятого полем), который выражают через напряжённости полей, потенциалы и т. п.

  2) Импульс волновой, однократное возмущение, распространяющееся в пространстве или в среде. Пример такого И. — звуковой И. (звук пистолетного выстрела и др.), который представляет собой внезапное и быстро исчезающее повышение давления, дающее начало фронту волны кратковременного повышения давления, распространяющейся от места возмущения. Подобный одиночный И. представляет собой совокупность составляющих всех частот сплошного спектра — от самых низких до таких, период которых близок к продолжительности И. Таким звуковым И. пользуются для определения частотных характеристик приёмников, в архитектурной акустике для обнаружения эха и определения времени реверберации в помещениях и др.

  Другой пример И. волнового — электромагнитное возмущение, распространяющееся от места быстрого изменения электрического или магнитного поля, вызванного, например, мощной искрой, молнией или другим импульсным электрическим процессом. Спектр подобного электромагнитного И. также непрерывный и содержит все частоты от самых низких вплоть до весьма высоких.

  Световой И. — это кратковременное (0,01 сек и менее) испускание света источником оптического излучения. Спектральный состав светового И. определяется типом источника, которым может служить импульсный электрический разряд в газах, свечение, сопровождающее взрыв тонкого проводника при пропускании через него сильного электрического тока и т. д. Малая длительность таких И. позволяет получить высокие мгновенные значения мощности светового излучения, достигающие в отдельных случаях 10⁶ квт. Световые И. применяются для исследования быстро протекающих процессов (например, при скоростной фото- и киносъёмке, фотографировании следов элементарных частиц в трековых приборах), для оптической накачки лазеров, в автоматических устройствах с фотоэлектрическими каналами управления и информации, в светосигнальной аппаратуре и т. д.

  В физике и технике обычно пользуются И. в виде короткого цуга или группы волн. Такой И. может быть одиночным или повторяться через промежутки времени, большие его длительности или сравнимые с ней. В акустике часто применяют звуковой сигнал (И.) определённой частоты, продолжительность которого составляет не очень большое число (10—100) периодов. Звуковые и ультразвуковые И. широко применяются в гидроакустических исследованиях, в частности для измерения глубин, в гидролокации, а также в ультразвуковой дефектоскопии и др.

  Световые И., представляющие собой короткий цуг волн, могут испускать лазеры, которые работают в импульсном режиме. Длительность сверхкоротких лазерных И. может составлять 10^-10 и 10^-12 сек, а мощность — достигать миллиарда квт.

  Одиночный, кратковременный скачок электрического тока или напряжения называется И. тока или И. напряжения (см. Импульс электрический).