Линейные и нелинейные волны на заряженной поверхности жидкого водорода

Abstract

Представлены pезультаты исследований

свойств линейных и нелинейных волн на заряженной поверхности жидкого водорода. Эксперименты

проводились в цилиндрической ячейке. Обнаружено, что спектр колебаний линейных волн

смягчается с ростом напряженности приложенного электpического поля. Исследована слабая

турбулентность в системе капиллярных волн на заряженной поверхности жидкого водорода.

Обнаружено формирование колмогоровского каскада в интервале частот 100 Гц-10 кГц.

Определено, что корреляционная функция отклонения поверхности от равновесного плоского

состояния может быть описана степенной функцией частоты с показателем степени m=-3,7±0,3

при возбуждении поверхности на одной резонансной частоте и m=-3,0±0,3 для случая

возбуждения на двух частотах. Результаты исследований находятся в качественном согласии с

предсказаниями теории.

The results of research on the properties of linear and nonlinear waves on the charged surface of liquid hydrogen in a cylindrical cell are reported. It is found that the spectrum of oscillations of linear waves softens with increasing applied electric field. Weak turbulence in a system of capillary waves on the charged surface of liquid hydrogen is investigated. The formation of a Kolmogorov cascade is observed in the inertial interval from 100 Hz to 10 kHz. It is found that the correlation function of the deviation of the surface from its flat equilibrium state can be described by a power-law function of the frequency, with an exponent m=−3.7±0.3 when the surface is excited at a single resonance frequency, and m=−3.0±0.3 in the case of two-frequency excitation. The results of these studies are in qualitative agreement with the theoretical predictions.