Level surfaces of the first integral for a billiard system with cosine refraction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A new integrable system in an ellipse is introduced: the domain bounded by an ellipse is partitioned into subdomains by arcs of confocal quadrics and each subdomain is filled by a medium with fixed constant coefficient of ‘optical’ density. In crossing an interface between media the trajectory obeys the ‘cosine law’ of refraction. It is shown that such systems have an additional first integral.
For two partitions of an ellipse into subdomains the level surfaces of the additional integral are examined in detail, as well as their bifurcations arising when going over critical values of the integral.

About the authors

Mikhail Aleksandrovich Nikulin

Moscow Center of Fundamental and Applied Mathematics, Moscow, Russia; Faculty of Mechanics and Mathematics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Email: nikmihale@gmail.com

Fedor Yur'evich Popelenskii

Moscow Center of Fundamental and Applied Mathematics, Moscow, Russia; Faculty of Mechanics and Mathematics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia

Email: popelens@mech.math.msu.su
Candidate of physico-mathematical sciences, Associate professor

References

  1. M. Bialy, A. E. Mironov, “The Birkhoff–Poritsky conjecture for centrally-symmetric billiard tables”, Ann. of Math. (2), 196:1 (2022), 389–413
  2. V. Dragovic, A. E. Mironov, “On differential equations of integrable billiard tables”, Acta Math. Sin. (Engl. Ser.), 40:1 (2024), 417–424
  3. A. T. Fomenko, V. V. Vedyushkina, “Implementation of integrable systems by topological, geodesic billiards with potential and magnetic field”, Russ. J. Math. Phys., 26:3 (2019), 320–333
  4. M. Robnik, M. V. Berry, “Classical billiards in magnetic fields”, J. Phys. A, 18:9 (1985), 1361–1378
  5. M. V. Berry, M. Robnik, “Statistics of energy levels without time-reversal symmetry: {A}haronov–{B}ohm chaotic billiards”, J. Phys. A, 19:5 (1986), 649–668
  6. M. Bialy, A. E. Mironov, “Algebraic non-integrability of magnetic billiards”, J. Phys. A, 49:45 (2016), 455101, 18 pp.
  7. M. Bialy, A. E. Mironov, L. Shalom, “Magnetic billiards: non-integrability for strong magnetic field; Gutkin type examples”, J. Geom. Phys., 154 (2020), 103716, 14 pp.
  8. V. Dragovic, S. Gasiorek, M. Radnovic, “Billiard ordered games and books”, Regul. Chaotic Dyn., 27:2 (2022), 132–150
  9. M. Bialy, A. E. Mironov, S. Tabachnikov, “Wire billiards, the first steps”, Adv. Math., 368 (2020), 107154, 27 pp.
  10. V. Dragovic, “The Appell hypergeometric functions and classical separable mechanical systems”, J. Phys. A, 35:9 (2002), 2213–2221

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Nikulin M.A., Popelenskii F.Y.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».