Азбука рисунков природы - Зимов Сергей Афансьевич. Страница 17

Изменим наклон потенциального рельефа в сторону ВС, тогда максимум потенциала расположится на границе зоны разгрузки линии AD. При выполнении условия E_y = P здесь в случайных местах будут возникать элементы, ориентированные в направлении y. В зависимости от степени концентрации потенциала в вершинах элементов, скорости их развития и наклона потенциального рельефа может возникнуть структура, близкая структурам, изображенным на рис. 59. Как только потенциал возрастет настолько, что выполнится условие E_y = P, а произойдет это на границе разгрузки линии AD, то по этому гребню продольные полосы будут разбиты поперечными. Дальнейшее наращивание потенциала вызовет заложение на расстояние l от этой линии новой серии поперечных. В итоге образуется структура, подобная изображенной на рис. 75. В направлении смещающейся границы расстояние между элементами здесь строго выдержано.

Зададим наклон потенциальной поверхности к точке С. Ее максимум (E_y) при этом будет расположен на стороне AD на расстоянии l от стороны АВ (на границе разгрузки стороны АВ). Здесь при наращивании потенциала произойдет заложение элемента, ориентированного в направлении y. Следующий элемент возникнет на линии AD на краю зоны разгрузки первого и т. д. Если элемент не может проникнуть глубоко в зону Е < Р, то его зона разгрузки будет узкой и расстояние между элементами будет меньше l и будет зависеть от угла наклона фронта структурообразования. В какой-то момент выполнится условие E_y = P. Произойдет это на линии АВ на границе разгрузки стороны AD. Здесь образуется первый элемент, ориентированный вдоль оси x. Следующие поперечные элементы образуются рядом также на линии АВ и «в другой стороне» на продолжении первого (рис. 76). В итоговой структуре из-за того, что граница смещается относительно обеих осей координат, элементы строго упорядочены и в направлении y, и x. Вблизи точки А в этой структуре могут появиться элементы высших генераций.

Рис. 74

Сохраним условие наклона потенциального рельефа от точки А к точке С, но развернем массив относительно осей координат. В этом случае образующиеся элементы не будут параллельны сторонам прямоугольного контура. Структура, возникшая в этих условиях при наращивании потенциала, показана на рис. 77.

Теперь охарактеризуем некоторые тетрагональные сетчатые структуры, возникающие в пределах пространства, ограниченного кругом. Примем, что величина потенциала здесь имеет составляющую в направлении, совпадающем с радиусом круга, и нормальном ему направлении, но в одном из направлений она преобладает. Соответственно образующиеся структуры будут производными от структур, изображенных на рис. 61 и 66, 62 и 67, 63 и 68, 64 и 69, 65 и 70. У возникающих структур магистральными будут те элементы, направление которых соответствует направлению, в котором задан максимум величины потенциала. Некоторые из возможных структур, возникающих при этих условиях, изображены на рис. 78—80; на них показаны в основном лишь элементы первой генерации.

Рис. 75

Рис. 76

Рис. 77

При сложном рельефе потенциальной функции ее можно графически представить следующим образом: расставить в пространстве множество точек и значения потенциальной функции в каждой точке охарактеризовать индикатрисой. Пример потенциальной функции, заданной таким образом, приведен на рис. 81, там же показана последовательность развития структуры, которая возникнет в этом потенциальном поле при наращивании потенциала.

В этом разделе мы рассмотрели ситуации, когда потенциал был ориентирован только в двух направлениях: x и y (индикатриса-крест). Но тетрагональные решетки могут возникнуть и при других индикатрисах. Например, в виде ромба, эллипса. Но в ситуации с эллипсом возможен вариант, когда в какой-то точке, после того как в главном направлении потенциал будет частично разгружен проходящим рядом элементом, индикатриса в этой точке примет форму окружности. Условия станут изотропными, и элемент, зародившийся в этой точке, может быть ориентирован в любом направлении. Такая ситуация возможна в центрах прямоугольных ячеек. Если индикатриса имеет форму восьмерки, то при появлении элемента в его зоне разгрузки она примет «X»-образную форму. В этом случае параллельная система элементов первой генерации будет разбита поперечными под острыми углами (рис. 82).

Рис. 78

Рис. 79

Рис. 80

Рис. 81

Рис. 82

Мы рассмотрели варианты с простейшими потенциальными рельефами — плоский и наклонный рельеф, выпуклый и вогнутый конусы. Если в реальном рельефе неоднородности очень крупные, то его можно расчленить на эти элементарные участки и общий рисунок структуры представить в виде суммы рассмотренных элементарных структур.

Если порогово-потенциальные рельефы микробугристы, то линейные элементы при своем развитии, стремясь пересечь вершины бугорков, будут отклоняться от прямолинейного движения, станут извилистыми. Их параллельность не будет выдерживаться. На рис. 83 показано развитие структуры при плоском потенциальном рельефе в анизотропном, однородном (а) и микронеоднородном поле (б).

Специфично развитие структур при мезонеоднородном потенциальном рельефе, когда характерный размер неоднородностей сравним с шириной зоны разгрузки линейных элементов. В этом случае при отсутствии резкой анизотропии неоднородности потенциального рельефа будут задавать рисунок структуры. Например, если потенциальный рельеф состоит из множества равновысотных бугров, то на первом этапе в их вершинах сформируются лучевые элементы, которые при дальнейшем наращивании потенциала в условиях взаимопритяжения вершин элементов сформируют полигональную структуру, изображенную на рис. 84. Если потенциальный рельеф состоит из множества беспорядочно размещенных углублений, разделенных гребнями, то элементы будут возникать на этих гребнях. В итоге появится неупорядоченная полигональная ячеистая сеть (рис. 85).

Рис. 83

Рис. 84

Рис. 85

Рис. 86

Рис. 87

Рис. 88

Рис. 89

Рис. 90