Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
Периодическое волновое решение (4.13) есть [4.5]
\[
s_{n}=\mp \frac{2 m K v}{b} Z\left\{2\left(\frac{n}{\lambda} \mp v t\right) K\right\},
\]
где $Z(u)$ есть $Z$-функция Якоби, определяемая выражением
\[
Z(u)=\int_{0}^{u} \mathrm{dn}^{2} u d u-\frac{E}{K} u,
\]
а частота $v$ и длина волны $\lambda$ связаны дисперсионным соотношением
\[
2 K v=\sqrt{\frac{a b}{m}}\left(\frac{1}{\mathrm{sn}^{2}(2 K / \lambda)}-1+\frac{E}{K}\right)^{-1 / 2},
\]
В выщеописанных формулах sn и dn обозначают эллиптические функции Якоби, $K$ и $E$ – полные эллиптические интегралы первого и второго рода. Они имеют одинаковый модуль $k$, который определяет амплитуду волны. Из (4.12) волновой профиль можно найти в виде
\[
\exp \left(-b r_{n}\right)-1=\frac{(2 K v)^{2}}{a b / m}\left[\operatorname{dn}^{2}\left\{2\left(\frac{n}{\lambda} \mp \lambda t\right) K\right\}-\frac{E}{K}\right] .
\]
Поскольку функция dn может быть выражена через cn, периодические волны можно назвать кноидальными волнами для цепочки, следуя терминологии Кортевега и де Фриза [4.6], которые получили подобные решения для волн на мелкой воде.
При постоянном модуле $k$ (4.16) дает полосу частот от $v=0$ для $1 / \lambda=0$ до максимальной частоты $v_{m}=\sqrt{a b / m E K} / 2$ для волнового числа $1 / \lambda_{m}=1 / 2$.
Кноидальные волны (4.11) можно рассматривать как волны в периодическөй цепочке. Если эта цепочка состойт из $N$ частиц, мы получаем независимые волны с волновыми числами
\[
\frac{1}{\lambda}=0, \frac{1}{N}, \frac{2}{N}, \ldots, \frac{(N-1)}{N} .
\]
Волны с волновыми числами $1 / \lambda=N / N,(N+1) / N, \ldots$ и с $1 / \lambda=0,1 / N, \ldots$ эквивалентны в силу $2 K$-периодичности функций $\mathrm{sn}^{2}$ и $\mathrm{dn}^{2}$ в $(4.16)$, (4.17).