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Books > Science & Mathematics > Physics > Classical mechanics > Sound, vibration & waves (acoustics)
Es gibt im Physikunterricht einen klassischen Demonstrations-
versuch zur Darstellung einer wichtigen Eigenschaft des Lichts. Ein
schmaler Lichtstrahl von einer Lampe oder einem Projektor fallt in
ein mit Rauch geftilltes glasernes GefaB. Wir k6nnen den Strahl
sehen, da die Rauchpartikeln einen Teil des Lichts nach allen
Seiten reflektieren - oder streuen. Auf dem Boden des GefaBes
befindet sich eine glanzende, reflektierende Oberflache, z. B. ein
Glasspiegel. Wenn nun der Lichtstrahl auf den Spiegel trifft und
reflektiert wird, bildet sich deutlich im Rauch ein V mit dem
Scheitelpunkt auf dem Spiegel. Sogar ohne genaue Messung k6nnen wir
mit ttnseren eigenen Augen sehen, daB es eine ganz ein- fache
Beziehung geben muB zwischen dem Winkel, unter dem der Strahl auf
den Spiegel auftrifft und dem Winkel, unter dem er den Spiegel
wieder verlaGt. Eine senkrecht zum Spiegel gezeichnete (oder
gedachte) Linie in der Spitze des V wird die Normale genannt. Wenn
wir nun die zwei Schenkel des V in Beziehung zu der Normalen
betrachten, wird deutlich, daB der Winkel zwischen dem
auftreffenden Strahl und der Normalen gleich dem Winkel zwischen
der Normalen und dem reflektierenden Strahl ist. Es wiirde jetzt
keine Schwierigkeit bereiten, sich an das Gesetz Einfallswinkel
gleich Ausfallswinkel zu erinnern, und, waren wir mit Euklids
Geometrie vertraut, mathe- matische Beziehungen zwischen
Lichtstrahlen und Oberflachen verschiedener Gestalt auf Grund
dieser Gesetze abzuleiten. Aber es besteht ein groBer Unterschied
zwischen auswendig gelernten Gesetzen und dem V, das wir mit
eigenen Augen sehen k6nnen.
Fluid mechanics is one of the greatest accomplishments of
classical physics. The Navier-Stokes equations, first derived in
the eighteenth century, serve as an accurate mathematical model
with which to describe the flow of a broad class of real fluids.
Not only is the subject of interest to mathematicians and
physicists, but it is also indispensable to mechanical,
aeronautical, and chemical engineers, who have to apply the
equations to real-world examples, such as the flow of air around an
aircraft wing or the motion of liquid droplets in a suspension. In
this book, which first appeared in a comprehensive collection of
essays entitled "The Theory of Laminar Flows" (Princeton, 1964), P.
A. Lagerstrom imparts the essential theoretical framework of
laminar flows to the reader. A concise and elegant description,
Lagerstrom's work remains a model piece of writing and has much to
offer today's reader seeking an introduction to the flow of
nonturbulent fluids.
Beginning with the conservation laws that result in the equation
of continuity, the Navier-Stokes equation, and the energy transport
equation, Lagerstrom moves on to consider viscous waves, low
Reynolds-number approximations such as Stokes flow and the Oseen
equations, and then high Reynolds-number approximations that are
used to describe boundary layers, jets, and wakes. Finally, he
examines some compressibility effects, such as those that occur in
the laminar boundary layer around a flat plate, both with and
without a pressure gradient.
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