Дрейф как физическое явление¶

Дрейф — в широком смысле медленное, обычно непроизвольное смещение объекта или системы относительно некоторой системы отсчёта под действием внешних сил или внутренних флуктуаций. Термин применяется в физике, географии, технике, биологии и в переносном значении — в общественных науках. Общим для всех употреблений остаётся признак: смещение носит постепенный, накопительный характер и часто противопоставляется направленному движению с заданной траекторией.

¶Дрейф в физике и технике

В физике под дрейфом понимают медленное движение носителей заряда или частиц на фоне быстрых хаотических перемещений. Классический пример — дрейф электронов в проводнике: тепловое движение происходит со скоростями порядка сотен километров в секунду, тогда как упорядоченное смещение под действием электрического поля составляет доли миллиметра в секунду. Именно это медленное смещение создаёт электрический ток.

Различают несколько видов:

• Дрейф носителей заряда — движение электронов и дырок в электрическом поле, лежащее в основе работы полупроводниковых приборов.
• Дрейф в магнитном поле — поперечное смещение заряженной частицы, возникающее при неоднородности поля; на этом эффекте основаны магнитные ловушки для удержания плазмы.
• Дрейф гироскопа — медленный уход оси вращения от первоначального направления из-за трения и несовершенства подвеса; явление учитывают при проектировании навигационных систем.
• Дрейф нуля — самопроизвольное изменение выходного сигнала измерительного прибора при неизменном входном воздействии, вызванное температурой, старением элементов и другими факторами.

В электронике и метрологии дрейф параметров — одна из главных причин погрешностей. Для его компенсации применяют термостатирование, схемы автоматической подстройки, периодическую калибровку.

¶Дрейф в географии и океанологии

В науках о Земле дрейф обозначает перемещение крупных природных объектов.

Дрейф материков (мобилизм) — гипотеза, предложенная немецким геофизиком Альфредом Вегенером в 1912 году. Согласно ей, континенты не неподвижны, а медленно перемещаются по поверхности планеты. Вегенер опирался на совпадение очертаний берегов Атлантики, сходство ископаемых флор и фаун по разные стороны океана, а также на данные о древних оледенениях. Гипотеза была встречена скептически, но в 1960-х годах, после открытия спрединга океанического дна, легла в основу современной теории тектоники плит. Скорости движения литосферных плит составляют от 1 до 10 сантиметров в год.

Дрейф льдов — перемещение морских льдов под действием ветра и течений. В Арктике наблюдения за дрейфом велись с конца XIX века; наиболее известны дрейф судна «Фрам» Фритьофа Нансена (1893–1896) и станции «Северный полюс», работавшие с 1937 года. Данные о дрейфе используются в навигации по Северному морскому пути.

Дрейф судна — смещение корабля с линии заданного курса под влиянием ветра и течений. Угол между направлением движения судна и его диаметральной плоскостью называется углом дрейфа; его учитывают при прокладке курса.

¶Дрейф в биологии

В биологии термин описывает ненаправленные изменения частот генов и признаков.

Дрейф генов — случайное изменение частот аллелей в популяции, не связанное с действием естественного отбора. Особенно заметен в малых популяциях, где случайные колебания могут привести к утрате или закреплению аллеля независимо от его полезности. Понятие введено в 1930-х годах; одним из его разработчиков был американский генетик Сьюэлл Райт. Дрейф генов — один из факторов эволюции наряду с мутациями, отбором и миграцией.

¶Переносное значение

В общественных науках и публицистике дрейфом называют постепенное смещение взглядов, политического курса или общественных настроений. Выражение «дрейф в сторону…» указывает на медленное изменение позиции без резких деклараций. В экономике говорят о дрейфе цен, курсов валют и ставок, имея в виду плавное движение без выраженного тренда.

¶Значение и общие свойства

Несмотря на различие областей, у явления есть устойчивые черты:

Изучение дрейфа имеет практическое значение: без учёта дрейфа невозможны точная навигация, долговременные измерения и прогноз климатических и биологических процессов. В то же время дрейф сам служит источником данных — например, траектории дрейфующих буёв позволяют восстанавливать картину океанических течений.

Источники: учебники по общей физике, работы А. Вегенера по дрейфу материков, материалы по теории тектоники плит, литература по популяционной генетике, справочники по навигации и морскому делу.