Естествознание. 10 класс

Урок 46. Самоорганизация. Причины и условия

Самоорганизация систем

Самоорганизация. Причины и условия

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Самоорганизация происходит в открытых неравновесных системах. Большое количество частиц, образующее систему делает возможным спонтанное возмущение – флуктуации.

Самоорганизация системы из хаоса является результатом множества всевозможных состояний, заложенных в системе. В точке бифуркации система делает самопроизвольный отбор наиболее адаптивной в сложившихся условиях структуры. Поэтому эволюция систем, способных к самоорганизации, описывается нелинейными уравнениями.

Такой подход позволяет рассматривать развитие любых открытых систем независимо от их природы (физической, химической, биологической, социальной и др.)

Наблюдение самоорганизации

Самоорганизация с образованием временных структур

Простейший эксперимент можно осуществить, имея усилитель (например, магнитофон) и поднося микрофон к громкоговорителю. При этом может возникнуть гудение или свист, обусловленные автогенерацией электрического сигнала, т. е. спонтанным возникновением электромагнитных колебаний.

При малом усилении или большом расстоянии между микрофоном и громкоговорителем мы услышим лишь бесструктурные шумы (Аудио А-1). Эти шумы обусловлены тем, что электрический ток, проходящий через громкоговоритель, не является строго постоянным, а хаотически изменяется в малых пределах, что, в свою очередь, вызвано флуктуациями плотности электронов.

Если увеличивать усиление или подносить микрофон ближе к громкоговорителю, начиная с некоторого момента спонтанно может возникнуть гудение или свист, обусловленный автогенерацией электрического сигнала (Аудио А-2). Объясняется это тем, что в силу обратной связи, осуществляемой подачей выходного сигнала на вход, урав­нения, описывающие процессы в усилителе, являются нелинейными. При малом усилении (слабой обратной связи) отклонения от линейного приближения малы и флуктуации не приводят к существенному изменению тока. При увеличении усиления (усилении обратной свя­зи), начиная с некоторого порога, изменения тока, обусловленные флуктуациями, начинают разрастаться, сис­тема выходит из первоначального состояния и возникает генерация.

Данный пример иллюстрирует процесс самоорганизации с образованием временных структур.

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6