Author: Дик Ю.И.
Tags: общее школьное образование общеобразовательная школа физика математическая физика педагогика словарь учебник для школы издательский дом дрофа
ISBN: 5—7107—1318—X
Year: 1997
Text
ФИЗИКА
I
I
7-11 классы
СЛОВА
школьника
ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ «ДРОФА»
ФИЗИКА
7—И классы
СЛОВАРЬ
школьника
Автор-составитель Ю. И. Дик
Москва
Издательский дом «Дрофа»
1997
УДК 373.167.1:53(03)
ББК 22.3я2
Д45
Физика. 7—11 кл.: Словарь школьника/Авт.-сост.
Д45 Ю. И. Дик. — М.: Дрофа, 1997- — 192 с.: ил.
ISBN 5—7107—1318—X
Словарь школьника содержит более 700 статей, раскрывающих суть
физических явлений.
Пособие будет полезно учащимся в процессе обучения физике, а также
при подготовке к выпускным экзаменам.
УДК 373.167.1:53(03)
ББК 22.3я2
Учебное издание
ФИЗИКА
7—11 классы
Словарь школьника
Автор-составитель Дик Юрий Иванович
Ответственный редактор Н. В. Филонович
Редактор Л. А, Панюшкина
Художественный редактор А. М. Драговой
Технический редактор В. Ф. Козлова
Компьютерная графика О. А. Молочков
Компьютерная верстка С. А. Белых, М. В, Кириллов
Корректор Н. С. Соболева
Изд. лиц. № 061622 от 23.09.92.
Подписано к печати 19.06.97. Формат 84x108 */32* Бумага газетная.
Гарнитура «Школьная». Печать офсетная. Усл. печ. л. 10,08.
Тираж 20 000 экз. Заказ № 409
Издательский дом «Дрофа».
127018, Москва, Сущевский вал, 49.
Отпечатано с готовых диапозитивов в Тульской типографии.
300600, г. Тула, пр. Ленина, 109.
ISBN 5—7107—1318—X
© «Дрофа», 1997
Предисловие
. Словарь адресуется учащимся средней школы.
Главное его назначение — помочь школьникам быстро
найти краткое толкование, объяснение термина (сло-
ва), относящегося к тому или иному физическому яв-
лению, понятию, к той или иной физической величи-
не. С необходимостью получения подобных сведений
ученик сталкивается довольно часто — при приобрете-
нии новых знаний, при их закреплении, при чтении
научно-технической и популярной литературы, при
слушании радио, просмотре телепрограмм. Не будет
липшим словарь и в процессе повторения учебного ма-
териала, при подготовке к выпускному экзамену по
физике и вступительным экзаменам в вуз.
Отбор терминов и слов, включенных в словарь, про-
изведен на основе анализа прежде всего содержания
программ, действующих учебников и пособий по физи-
ке для основной и средней школы. Поэтому статьи сло-
варя относятся ко всем разделам программы: механи-
ке, теплоте и молекулярной физике, электродинами-
ке, колебаниям и волнам, оптике, квантовой физике.
Эти статьи, однако, ни по своему содержанию, ни по
объему не могут претендовать на систематическое и на
сколько-нибудь полное изложение всего курса физики.
Термины «чистой» физики составляют основную
часть из включенных в книгу. Вместе с тем в словарь
помещен ряд терминов из сопредельных с физикой об-
ластей знания. Всего словарь включает более 700 на-
званий статей, расположенных в алфавитном порядке.
Каждая статья включает, как правило, определение
термина, кратко раскрывает его содержание и при не-
обходимости дает ему соответствующую количествен-
ную характеристику.
3
Для осуществления связи между отдельными стать-
ями словаря, сокращения дублирования материала и
для более полного разъяснения того или иного термина
в книге использована система ссылок. Суть системы
состоит в том, что в тексте статей курсивом выделяют-
ся термины, о которых можно дополнительно прочи-
тать в других статьях. Например, в тексте статьи «Кос-
мические лучи» содержится несколько терминов, вы-
деленных курсивом (элементарные частицы и. др.).
Это значит, что читатель, пожелавший расширить
свои знания о космических лучах, может обратиться к
статьям на указанные курсивом термины, чтобы полу-
чить дополнительные сведения, например о составе и
свойствах частиц, образующих космические лучи, и
пр. С целью экономии места в словаре применяются со-
кращения: название статьи (термин) в тексте статьи
сокращенно обозначается начальными буквами с точ-
ками (при этом первая буква дается заглавной, а ос-
тальные строчными). Например, термин СИСТЕМА
ОТСЧЕТА в тексте статьи обозначается буквами С. о.,
термин ЯДЕРНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ— буквами
Я. ц. р. и т. п. Названия ряда статей (терминов) состо-
ят из двух, а иногда и даже из трех-четырех слов. Если
термин образован прилагательным и существитель-
ным, то на первое место, как правило, ставится прила-
гательное. Например, название статьи следует искать
на слова «Оптическая плотность», а не на сочетание
слов «Плотность оптическая». Отыскивая тот или
иной нужный термин, состоящий из двух или более
слов, необходимо проверить наличие в словаре терми-
на по всем составляющим его словам. Когда название
статьи включает имя собственное, то оно выносится на
первое место (например, в словарях и энциклопедиях
принято писать «Гей-Люссака закон», а не «Закон Гей-
Люссака»).
Определения физических величин — основных, до-
полнительных и производных — и их единиц, а также
сокращенные обозначения тех или других соответству-
ют принятым в Международной системе единиц (СИ).
4
Числовые значения физических величин, физических
постоянных, помещенные в словаре, согласованы с по-
следними данными.
Автор благодарен своим коллегам по Институту об-
щего среднего образования РАО: члену-корреспонденту
РАО А. А. Пинскому, В. В. Усанову и А. С. Еноховичу
за оказанное ими содействие в формировании рукописи.
Список условных сокращений
австр. — австрийский
амер. — американский
англ. — английский
греч. — греческий
дат. — датский
итал. — итальянский
лат. — латинский
нем. — немецкий
нидерл. — нидерландский
рус. — русский
СИ — Международная сис-
тема единиц
франц. — французский
швед. — шведский
Ат. м. — атомная масса
ат. н. — атомный номер
и т. д. — и так далее
и др. — и другие
и т. п. — и тому подобное
и пр. — и прочее
...’ — знак градуса (угло-
вого)
~ — знак приближенного
равенства
ок. — около
см. — смотри
АБЕРРАЦИИ ЛИНЗЫ (от лат. aberratia — уклонение)
Искажение, погрешность изображения, даваемое
линзой. Наиболее распространенными являются
сферическая и хроматическая А. л. Сферическая
А. л. — искажение изображения, состоящее в
том, что пучок световых лучей, падающих на
линзу параллельно главной оптической оси, не
пересекается в одной точке: лучи, идущие близко
к главной оптической оси, пересекаются в точке,
лежащей дальше от линзы, чем лучи, прошедшие
через отдаленные от оси части линзы. Хроматиче-
ская А. л. — искажение изображения, состоящее
в том, что световые лучи различных длин волн
Сферическая аберрация
Хроматическая аберрация
6
преломляются в линзе по-разному и собираются
после прохождения линзы на различном расстоя-
нии от нее: у изображения появляются пветные
контуры. Благодаря дисперсии главный фокус
линзы располагается для красных лучей (FK)
дальше, чем для фиолетовых лучей (Гф).
АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА
Температура, отсчитываемая от абсолютного нуля.
А. т. прямо пропорциональна средней кинетической
энергии теплового движения молекул идеального
— 2 —
газа: Е = 3 kT, где Е — средняя кинетическая энер-
гия поступательного движения молекул, Т — абсо-
лютная температура, k — постоянная Больцмана.
Т -1 + 273,15, где t — температура по шкале Цель-
сия. Единица СИ А. т. — кельвин (К).
АБСОЛЮТНЫЙ НУЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ
Начало отсчета абсолютной температуры; распо-
ложен на 273,16 К ниже тройной точки воды
(0,01 °C). А. н. — предельно низкая температура в
природе. Ни при каком эксперименте невозможно
получить температуру, равную А. н.
АВОГАДРО ЗАКОН
Один из основных законов идеального газа, со-
гласно которому в равных объемах различных га-
зов при одинаковых давлениях и температурах
содержится одинаковое число частиц (молекул,
атомов): 1 кмоль любого идеального газа при нор-
мальных условиях (р — 101325 Па, t = 0 °C) зани-
мает объем 22,4136 м3. Открыт итал. ученым
А. Авогадро в 1911 г.
АВОГАДРО ПОСТОЯННАЯ
Фундаментальная физическая постоянная, равная
числу структурных элементов (молекул, атомов,
ионов) в единице количества вещества (в 1 моле).
Обозначение — N&. = 6,022045 • 1023 моль-1.
Названа в честь А. Авогадро.
АВОМЕТР (см. Ампервольтомметр).
7
АВТОКОЛЕБАНИЯ
Незатухающие колебания, возникающие в коле-
бательной системе, где имеются необратимые по-
тери энергии (нагревание, излучение и т. п.), ком-
пенсируемые за счет действия источника энергии,
не обладающего колебательными свойствами.
Примерами колебательных систем, в которых
возникают А., являются маятниковые часы, часы
с балансиром, генератор незатухающих колеба-
ний на транзисторе и др. Такие системы называ-
ются автоколебательными системами (А. с.). Про-
стейшая А. с. состоит из колебательной системы с
затуханием, источника энергии, клапана и обрат-
ной связи. Случайно возникшее колебание в коле-
бательной системе через механизм обратной связи
передается на клапан и способствует поступлению
энергии от источника, что компенсирует потери
энергии на затухание. При правильном подборе
фазы обратной связи в А. с. устанавливаются не-
затухающие колебания, во многих случаях доста-
точно близкие к гармоническим.
АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА (от лат. aggrego —
присоединяю, связываю)
Состояния одного и того же вещества, переходы
между которыми сопровождаются скачкообраз-
ным изменением физических свойств вследствие
изменения концентрации частиц, из которых со-
стоит вещество, и степени упорядоченности их
упаковки. Все вещества могут существовать в
трех агрегатных состояниях — твердом, жидком
и газообразном. Четвертым агрегатным состояни-
ем часто считают плазму. А. с. в. зависит от физи-
ческих условий, в которых оно находится, глав-
ным образом от температуры и давления. Опреде-
ляющей величиной является отношение средней
потенциальной энергии взаимодействия молекул
к их средней кинетической энергии. Так, для
твердых тел это отношение много больше едини-
цы, для газов наоборот — много меньше единицы,
а для жидкостей — примерно равно единице.
8
АДИАБАТА (от грея, adiabatos — непереходимый)
Линия на термодинамической диаграмме состоя
ний [р = /(У)], изображающая обратимый адиа-
батный процесс.
АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, при котором тело (система) не получает
теплоты извне и не отдает ее. А. п. протекает в
системах, окруженных теплоизолирующей (адиа-
батной) оболочкой, а также в тех случаях, когда
процесс протекает настолько быстро, что теплооб-
мен между системой и окружающей средой не ус-
певает произойти.
АДРОНЫ (от греч. hadroe — большой, сильный)
Элементарные частицы, участвующие в сильном
взаимодействии. К числу А. относятся мезоны,
барионы я гипероны — всего более 250 частиц,
включая частицы с очень малым временем жизни
(ок. 10~22 — 10-24 с), называемые резонансами.
Наиболее известные А.'— протон, нейтрон, пион
(пи-мезон).
АККОМОДАЦИЯ ГЛАЗА
Приспособление глаза к четкому видению различ-
ных удаленных предметов («наведение на рез-
кость»), Достигается изменением кривизны по-
верхности хрусталика: при приближении предмета
к глазу мышца, связанная с хрусталиком, рефлек-
торно сжимает последний, увеличивая его кривиз-
ну и тем самым — его оптическую силу. Это умень-
шает фокусное расстояние хрусталика и на сетчат-
ке глаза четко фиксируются ближние предметы. У
ребенка А. возможна до расстояния 8 см. С возрас-
том хрусталик теряет свою упругость и А. на близ-
ком расстоянии становится обычно невозможной.
АККУМУЛЯТОР (лат. accumulator — собиратель, накопитель)
Устройство для накопления энергии с целью ее по-
следующего использования. Электрический А. со-
стоит из двух электродов, погруженных в раствор
электролита. Преобразование внутренней энергии
в электрическую за счет химических реакций про-
исходит в А. при замкнутой электрической цепи.
9
А. бывают свинцовые (кислотные), кадмиево-нике-
левые, железо-никелевые (щелочные), серебряно-
ципковые и серебряно-кадмиевые. А= характеризу-
ется электрическим зарядом («емкостью»), т. е. ко-
личеством электричества (в кулонах или в ампер-
часах), которое он может отдать при разряде. Кро-
ме электрических, в зависимости от вида накапли-
ваемой энергии, применяются А. гидравлические,
тепловые и инерционные.
АКТИВНАЯ ЗОНА ядерного реактора
Пространство, в котором происходит контроли-
руемая цепная реакция деления ядер тяжелых
элементов (урана, плутония). Реакция сопровож-
дается выделением энергии в виде кинетической
энергии осколков деления, энергии нейтронного и
у-излучений, а также энергии (3-распада. А. з. со-
держит ядерное горючее (делящееся вещество),
замедлитель (в реакторах на быстрых нейтронах
замедлитель отсутствует) и теплоноситель.
АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ (см. Мощность электрическая).
АКУСТИКА (от греч. akustikos — слуховой)
Область физики, исследующая упругие колебания
и волны, их возбуждение и распространение в ве-
ществе и различные применения. А. возникла в
' глубокой древности как учение о звуках, воспри-
нимаемых человеческим ухом (см. Звук), затем бы-
ла доказана общность закономерностей распро-
странения всех упругих волн от инфразвука (1—
20 Гц) до ультразвука (20 кГц — 1 ГГц) и гипер-
звука (109 —1013 Гц). Современная А. включает
широкий круг вопросов и может быть условно раз-
бита на ряд областей. Физическая А. изучает осо-
бенности распространения упругих волн в газах,
жидкостях и твердых телах и тесно связана с тео-
рией колебаний и волн. Электроакустика исследу-
ет методы преобразования электромагнитных ко-
лебаний и волн в упругие и обратно. Психологиче-
ская и физиологическая А. исследуют методы пе-
редачи и восприятия неискаженных звуковых
сигналов. Архитектурная и строительная А. иссле-
дуют проблемы распространения звука и шума в
жилых помещениях, театральных залах и т. п.
10
АКЦЕПТОРЫ (от лат. acceptor — принимающий)
Примесные атомы в полупроводнике, обусловли-
вающие примесную дырочную проводимость (см.
Проводимость примесная).
АЛЬФА-РАСПАД (а-распад)
Самопроизвольный распад атомных ядер некото-
рых элементов, сопровождающийся испусканием
альфа-частиц (см. Радиоактивность).
АЛЬФА-ЧАСТИЦЫ (а-частицы)
Ядро атомов гелия, испускаемые при альфа-рас-
паде некоторыми радиоактивными атомами.
А.-ч. состоит из двух протонов и двух нейтро-
нов. Ее положительный заряд равен двум элемен-
тарным электрическим зарядам, а масса в четыре
раза больше массы атома водорода.
АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ (от греч. amorphos — бесфор-
менный)
Твердое состояние вещества, характеризующееся
изотропией свойств и отсутствием постоянной
температуры плавления. При повышении темпе-
ратуры аморфное вещество размягчается и пере-
ходит в жидкое состояние постепенно. Эти особен-
ности обусловлены отсутствием у вещества в А. с.
дальнего порядка — строгой периодичности, при-
сущей кристаллам в расположении атомов, ио-
нов, молекул. В природе А. с. менее распростране-
но, чем кристаллическое. В А. с. могут находить-
ся опал, янтарь, смолы, полимеры и др. вещества.
Со временем происходит самопроизвольный пере-
ход вещества из А. с. в кристаллическое.
АМПЕР
Единица силы электрического тока, одна из ос-
новных единиц СИ. Равен силе неизменяющегося
тока, который при прохождении по двум парал-
лельным прямолинейным проводникам бесконеч-
ной длины и ничтожно малой площади кругового
поперечного сечения, расположенным в вакууме
на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на
каждом участке проводника длиной 1 м силу взаи-
модействия, равную 2 10-7 Н. Обозначение — А.
Названа в честь франц, ученого А. Ампера.
11
АМПЕРА ЗАКОН
Закон, определяющий силу F, с которой магнит-
ное поле, характеризуемое вектором магнитной
индукции В, действует на элементарный отрезок
проводника А/ с током I. В скалярном виде А. з. за-
писывается так: F = BZAZ sin а^где А — угол между
направлениями векторов Д/ и В. Направление силы
Ампера F определяется мнемоническим правилом
левой руки. На основе А. з. рассчитывается действие
двигателя электрического, электроизмерительных
приборов и т. п., он положен в основу определения
единицы СИ силы электрического тока — ампера. •
АМПЕРВОЛЬТОММЕТР (авометр) школьный
Электроизмерительный комбинированный прибор,
предназначен для измерения силы постоянного и
переменного тока в пределах от 0 до 500 мА (по-
грешность ±4 % от максимального значения шка-
лы), напряжения в цепях постоянного и перемен-
ного тока в пределах от 0 до 1000 В (погрешность
±4 % от максимального значения шкалы), сопро-
тивления от 0 до 2 МОм (погрешность ±10 % от из-
меряемой величины). Состоит из микроамперметра
магнитоэлектрической системы, набора сопротив-
лений добавочных и шунтов, выпрямителя из то-
чечных германиевых диодов, батареи из трех су-
хих элементов или батарейки типа КБС.
АМПЕРМЕТР
Прибор для измерения силы электрического тока.
В соответствии с верхним пределом измерений раз-
личают кило-, милли-, микро- и наноамперметры.
Основной частью простейших А. является электро-
измерительный механизм (магнитоэлектрический,
12
электромагнитный; электролинямический. термо
электрический). Под действием тока подвижная
часть прибора поворачивается: угол поворота свя-
занной с ней стрелки пропорционален силе тока.
Широкое распространение получили цифровые А.
В электрическую цепь включается последовательно.
АМПЛИТУДА КОЛЕБАНИЙ (от лат. amplitude — величина)
Наибольшее отклонение значения величины, совер-
шающей колебания, от ее нулевого значения. Для
гармонического колебания A(t) =sAq cos (cot + ф), где
Aq — А. к. является величиной постоянной.
АНГСТРЕМ
Внесистемная единица длины. Обозначение — А.
А “ 1О-10 м = 0,1 нм. Введена шведским физиком и
астрономом А. Ангстремом в 1868 г.
АНИЗОТРОПИЯ (от греч. anieos — неравный и tropes —
направление)
Различие физических свойств (механических, оп-
тических, магнитных, электрических и т. д.) ве-
щества в разных направлениях. А. механических,
оптических и др. свойств присуща кристаллам.
АНИОНЫ (от греч. апа — вверх и ion — идущий)
Отрицательно заряженные ионы. В электриче-
ском поле движутся к положительному электроду
(аноду). Заряд А. обозначается знаком «минус»
2—
(например, SO4 — двухзарядный анион серной
кислоты).
АННИГИЛЯЦИЯ (от лат. annihilatio — уничтожение, ис-
чезновение)
Специфический процесс превращения элемен-
тарных частиц при столкновении частицы со
своей античастицей. В процессе А. сталкиваю-
щиеся частицы исчезают, а вместо них, в зависи-
мости от энергии сталкивающихся частиц, возни-
кает пара (или множество) новых частиц и анти-
частиц. При А. строго выполняются все сохране-
ния законы — энергии, импульса, спина,
электрического заряда, барионного и лептонного
зарядов и т. д. (см. Барионы, Лептоны).
13
АНОД (от греч. anodos — движение вверх)
1) Электрод электронного, ионного прибора и др.
электрических устройств, присоединяемый к по-
ложительному полюсу источника тока; 2) поло-
жительный электрод источника электрического
тока (гальванического элемента, аккумулятора);
3) положительный электрод электрической дуги,
электролитической ванны.
АНТЕННА (от лат. antenna мачта)
Устройство для излучения или приема радиоволн.
А. преобразует подводимые к ней колебания элек-
тромагнитные в излучаемые электромагнитные
волны (передающая А.) или преобразует падающие
на нее электромагнитные волны в электромагнит-
ные колебания, которые затем воздействуют на при-
емник (приемная А.). В 1895—1896 гг. А. С. Попов
создал А., впервые использовавшиеся для практиче-
ских целей.
АНТИЧАСТИЦЫ
Элементарные частицы, отличающиеся от своих
«двойников» противоположным значением ка-
ких-либо характерных величин (например, элек-
трическим зарядом, спином и т. п.). Массы части-
цы и А. одинаковы, все их свойства также совпа-
дают. Так, если частица стабильна, то стабильна
и А., если же частица распадается, то распадается
и античастица, причем среднее время жизни у
них одно и то же. Названия'частица и А. — услов-
ные, все зависит от того, когда они были обнару-
жены. Так, электрон был открыт Дж. Дж. Томсо-
ном в 1897 г. Существование антиэлектрона — по-
зитрона — было предсказано в 1931 г., а экспе-
риментально он был обнаружен в 1932 г.
Антипротон был открыт в 1955 г., антинейтрон —
в 1956 г. У всех элементарных частиц есть А., за
исключением истинно нейтральных частиц — фо-
тона, пи-нуль-мезона, эта-нуль-мезона. При
столкновении частицы и А. происходит их анни-
гиляция.
14
АРЕОМЕТР (от греч. arios — неплотный, жидкий и metrex —
намеряю)
Прибор для измерений плотности жидкостей и
твердых тел. Принцип действия А. основан на за-
коне Архимеда. По объему вытесненной жидко-
сти и массе плавающего в ней ареометра можно
определить плотность исследуемой жидкости.
Для школьного кабинета физики выпускаются А.
для измерения плотности жидкостей от 0,6 103
до 1,0 • 103 кг/м3 и от 1,0 • 103 до 1,4 • 103 кг/м3.
АРХИМЕДОВА СИЛА
Выталкивающая сила, действующая со стороны
жидкости (газа) на всякое погруженное в них те-
ло. Равна по модулю весу вытесненной телом
жидкости (газа), направлена вертикально вверх и
приложена к центру тяжести объема погружен-
ной части тела. Названа в честь Архимеда, пер-
вым вычислившего величину выталкивающей си-
лы. Если вес тела меньше выталкивающей силы,
тело всплывает; если вес тела больше выталки-
вающей силы, тело тонет; если вес тела равен ей,
тело плавает внутри жидкости (газа). А. с. — ос-
нова теории плавания тел в жидкостях и газах.
АТМОСФЕРА (физическая или нормальная)
Внесистемная единица давления. Обозначение — атм.
1 атм — 760 мм рт. ст. ” 101 325 Па — 101,325 кПа.
АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ
Газообразная оболочка, окружающая Землю.
Масса А. 3. — 5,15 1015 т. Состав А. 3. у поверх-
ности Земли: 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 %
аргона и незначительная доля процента других
газов (углекислый газ, водород, гелий и др.).
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Давление воздуха на находящиеся в нем предме-
ты и на земную поверхность. Определяется гидро-
статическим давлением вертикального столба воз-
духа, простирающегося от уровня, на котором из-
меряется давление, до внешней границы атмосфе-
ры. А. д. уменьшается с высотой. На уровне моря
А. д. равно примерно 105 Па. Tajcoe давление ока-
зывает столб ртути высотой 760 мм.
15
АТОМ (от греч. atomos — неделимый)
Наименьшая частица химического элемента, яв*
ляющаяся носителем его свойств. А. состоит из
атомного ядра и электронной оболочки, в кото-
рой на определенных энергетических уровнях
располагаются электроны. Общее число электро-
нов равно порядковому номеру химического эле-
мента в таблице Д. И. Менделеева, а их движение
В атоме описывается квантовой механикой (см.
Бора постулаты).
АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ
Единица массы в микромире (атомов, молекул и
элементарных частиц), равная 1/12 массы изото-
па углерода с массовым числом 12 (12С). Обозна-
чение — а. е. м. 1 а. е. м. ** 1,66057 • 10-27 кг.
АТОМНАЯ МАССА ОТНОСИТЕЛЬНАЯ
Безразмерная величина, равная отношению сред-
ней массы атома к 1/12 массы изотопа атома угле-
рода с массовым числом 12.
АТОМНАЯ ФИЗИКА
Раздел физики, в котором изучаются строение и
свойства атомов.
АТОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (АЭС)
Электрическая станция, преобразующая энергию
деления ядер атомов в электрическую энергию.
На АЭС внутренняя энергия, выделяющаяся при
делении ядер некоторых тяжелых элементов (в
основном урана-235 или плутония-239), исполь-
зуется для получения водяного пара. Последний,
как и на обычных тепловых электростанциях,
приводит во вращение вал паровой турбины, ко-
торый вращает вал турбогенератора. Первая оте-
чественная АЭС была сооружена в 1954 г.
(г. Обнинск Калужской обл.). Одна из крупней-
ших АЭС мира — Фукусима (Япония); 10 ее энер-
гоблоков имеют мощность 9,1 млн кВт.
АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ (см. Ядерная энергия).
АТОМНОЕ ЯДРО
Центральная массивная часть атома, занимающая
весьма малый его объем. А. я. было обнаружено
Э. Резерфордом в результате опытов по рассеянию
16
альфа-частиц в тонкой металлической фольге. А. я.
состоит из Z протонов и N ” А — Z нейтронов. А. я.
несет положительный заряд дж “ Ze, где атомный
номер Z равен порядковому номеру элемента в таб-
лице Д. И. Менделеева, е = 1,6 * 10-1® Кл — эле-
ментарный электрический заряд. Масса А. я. рав-
на массовому числу А, умноженному на атомную
единицу массы. Радиус ядра оценивается по фор-
муле R = КоШ, где Ro ~ (1,4 -5-1,5) • 10-16 м.
АТОМНЫЙ НОМЕР Z
Номер химического элемента в периодической
системе элементов. Равен числу протонов в атом-
ном ядре.
Б
БАЗА (франц, base, от греч. basis — основа, основание)
В полупроводниковой технике — название элек-
трода полупроводникового прибора (транзисто-
ра и др.), обеспечивающего электрическую связь
с базовой областью прибора — областью между
эмиттерным и коллекторным р—п-переходами.
БАРИОНЫ (от греч. barye — тяжесть)
Группа массивных элементарных частиц с мас-
сой не меньше массы протона и с полуцелым спи-
ном. Единственный устойчивый Б. — это протон,
более массивные Б. — свободный нейтрон, гипе-
роны и др. неустойчивы и распадаются, превра-
щаясь в конечном счете в протон и более легкие
частицы, например пионы, электроны, нейтрино
и т. п. При распаде выполняется закон сохране-
ния числа Б. (закон сохранения барионного
заряда) — во всех актах распада число Б. минус
число антибарионов (см. Элементарные частицы)
сохраняется. Б. участвуют во всех известных' ви-
дах взаимодействия: гравитационном, сильном,
слабом и электромагнитном.
17
БАРОМЕТР (от греч. baros - ТЯмСССТЪу SCC Z !7lStrSX — уго-
меряю)
Прибор для измерения атмосферного давления.
Существуют жидкостные Б., принцип действия
которых основан на уравновешивании атмосфер-
ного давления давлением столба жидкости; де-
формационные Б.» называемые анероидами (в пе-
реводе с греч. — безжидкостный), принцип дейст-
вия которых основан на упругих деформациях
мембранной коробки. Наиболее точными являют-
ся ртутные Б., которце представляют собой два
сообщающихся сосуда, наполненных ртутью; од-
ним из них служит запаянная сверху стеклянная
трубка длиной около 0,9 м, не содержащая возду-
ха. Бытовые Б. в основном являются анероидами.
Приемной частью служит тонкая круглая метал-
лическая коробка с гофрированными основания-
ми, внутри которой создано сильное разрежение.
Крышка коробки соединена посредством пружи-
ны и передаточного механизма со стрелкой-указа-
телем. Погрешность измерений анероидом состав-
ляет 100—200 Па (0,75—1,5 мм рт.ст.).
БЕККЕРЕЛЬ
Единица СИ активности радиоактивного источни-
ка. Равен активности радиоактивного источника, в *
котором за время 1 с происходит один акт распада.
Обозначение — Бк (русское), Bq (международное).
Названа в честь франц, физика А. Беккереля.
БЕРНУЛЛИ ЗАКОН
Один из основных законов гидродинамики, выра-
жающий закон сохранения энергии для установив-
шегося течения идеальной жидкости, т. е. течения,
при котором ее параметры (скорость, давление) в
данном сечении не зависят от времени. Давление
текущей жидкости больше в тех сечениях потока,
в которых скорость ее движения меньше, и, наобо-
рот, в тех сечениях, в которых скорость больше,
2
OV
давление меньше: р + “ const, где р — давле-
ние, р — плотность жидкости, v — скорость потока
в данном сечении. Б. з. широко применяется в гид-
18
павлине при расчете течения жидкостей и газов в
трубопроводах и в машиностроении при расчете
компрессоров, турбин, насосов и др. Открыт Д. Бер-
нулли.
БЕТА-РАСПАД ф-распад)
Самопроизвольные превращения атомных ядер
некоторых элементов, сопровождающиеся испус-
канием электрона и антинейтрино (или позитрона
и нейтрино).
БЕТА-ЧАСТИЦЫ ф-частицы)
Электроны и позитроны, испускаемые ядрами
атомов при бета-распаде.
БЛИЗОРУКОСТЬ
Недостаток зрения, при котором хорошо видны
близкие предметы и плохо — удаленные. Возника-
ет при несоответствии оптической, силы хрустали-
ка глаза и его расстояния до сетчатки. При Б. хру-
сталик имеет большую, чем у нормального глаза,
кривизну поверхности (и, таким образом, большую
оптическую силу)?Поэтому входящие в глаз парал-
лельные лучи, идущие от отдаленного предмета,
собираются не на сетчатке, что необходимо для
четкого видения, а перед ней. Исправляется Б. но-
шением очков с вогнутыми (рассеивающими) лин-
зами с отрицательной оптической силой.
БОЙЛЯ—МАРИОТТА ЗАКОН
Один из основных газовых законов, согласно ко-
торому при постоянной температуре Т объем V
данной массы газа обратно пропорционален его
давлению р: pV ~ const, или P\V^ — Р2^2 • —
М. з. строго выполняется только для идеального
газа. Установлен англ, ученым Р. Бойлем в 1662
г., в 1676 г. сформулирован также франц, физи-
ком Э. Мариоттом.
БОЛЬЦМАНА ПОСТОЯННАЯ
Фундаментальная физическая постоянная, равная
отношению газовой постоянной R к Авогадро по-
стоянной N^. Обозначение — к. k = 1,380662 X
X 10-23 Дж/К. Названа в честь австр. физика
Л. Больцмана.
19
ВОРА ПОСТУЛАТЫ
Основные допущения, введенные в 1913 г. дат. фи-
зиком Н. Бором с целью согласования ядерной мо-
дели атома Резерфорда с опытными фактами ус-
тойчивости атома и излучением атомом линейча-
тых спектров, что находилось в противоречии с
классической механикой и электродинамикой. Су-
ществуют разные формулировки этих постулатов,
данные самим Бором и рядом других авторов. Пер-
вый Б. п.: атом может находиться только в некото-
рых стационарных состояниях, каждому из кото-
рых соответствует определенное значение энергии
Еп; в стационарном состоянии атом не излучает и
не поглощает энергии. Второй Б. п.: при переходе
атома из одного стационарного состояния в другое
атом излучает (или поглощает) квант энергии hv,
равный разности энергии атома в начальном и ко-
нечном состояниях: Av^n = - Еп. (Второй Б. п.
называется правилом частот.) Третий Б. п. являет-
ся правилом квантования момента импульса элек-
трона в атоме водорода; произведение модуля им-
пульса электрона то на радиус круговой орбиты г
кратно постоянной Планка', mor = nh. Первый и
второй Б. п. имеют общее значение и применимы
не только к атому, но и к любым квантовым систе-
мам (молекулам, ядрам и т. п.). Они далее получи-
ли полное обоснование в квантовой механике и
сохраняют свое значение и в современной кванто-
вой физике. Третий Б. п. играл вспомогательную
роль и позволил рассчитать спектр атома водорода,
что на начальном этапе развития квантовой теории
атома сыграло важную роль.
БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
Беспорядочное движение малых частиц, взвешен-
ных в жидкости или газе, происходящее под дей-
ствием ударов молекул окружающей среды. Ин-
тенсивность Б. д. не зависит от времени и химиче-
ских свойств среды, но возрастает с ростом темпе-
ратуры среды, с уменьшением размеров частиц.
Б. д. — наиболее наглядное экспериментальное
подтверждение представлений молекулярно-кине-
тической теории о хаотическом движении частиц
20
вещества (молекул, атомов). Исследовано ученым
Р. Броуном в 1827 г. Полная теория Б. д. была дана
А, Эйнштейном и польским физиком М. Смолухов-
ским (1905—1906). Экспериментальную проверку
выводов теории провел франц, физик Ж. Перрен.
ВАКАНСИЯ (от лат. vacans — пустующий, свободный)
Отсутствие атома или иона в узле кристаллической
решетки. В. могут переме-'
щаться в кристалле, обме-
ниваясь местами с соседни-
ми атомами. Движение В.
является главной причиной
диффузии атомов в крис-
талле. В. существенно вли-
яют на физические свойства
кристалла: понижают его
плотность и др.
ВАКУУМ (от лат. vacuum — пустота)
Состояние газа при давлении р существенно
меньше атмосферного. Различают низкий В.
(р > 1 мм рт. ст.), средний В. (1 >р > 10-8 мм рт. ст.),
высокий В. (р < 10-8 мм рт. ст.), сверхвысокий В.
(р < 10-8 мм рт. ст.).
ВАТТ
Единица СИ мощности. Равен мощности, при ко-
торой за время 1 с совершается работа 1 Дж. Обо-
значение — Вт (русское), W (международное). В
В. выражают мощность в механике, электротех-
нике и в других областях науки и техники. В
электротехнике в В. выражают мощность посто-
янного тока и активную мощность переменного
тока. Широко применяют кратные единицы: ки-
ловатт (1 кВт = 10* 8 Вт), мегаватт (1 МВт = 10е Вт)
и гигаватт (1 ГВт = 109 Вт). Названа в честь англ,
изобретателя Д. Уатта.
21
ВАТТМЕТР (от ватт и греч. metrex — измеряю)
Прибор для измерения мощности в электриче-
ских цепях (в цепях переменного тока — для из-
мерения активной мощности Р — UI cos <р).
ВЕБЕР
Единица СИ магнитного потока. Равен магнитно-
му потоку, который при равномерном убывании
до нуля за 1 с вызовет в сцепленной с ним элек-
трической цепи электродвижущую силу индук-
ции 1 В. Обозначение — Вб (русское), Wb (между-
народное). Назван в честь нем. физика В. Вебера.
ВЕКТОР МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
Силовая характеристика магнитного поля. Опре-
деляется по действию магнитного поля либо на
рамку с током, либо на элементарный проводник
с током (см. Ампера закон). Направление В. м. и.
поля совпадает с направлением от южного к се-
верному полюсу свободной магнитной стрелки,
помещенной в это поле. Модуль В. м. и. определя-
ется как отношение модуля максимального меха-
нического момента, действующего на рамку с то-
ком, к силе тока и площади рамки (т. е. к магнит-
_ ^max ^тах _
ному моменту рамки): В “ “ ~р— • Едини-
m
ца СИ В. м. и. — тесла.
ВЕКТОР ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
Вектор, соединяющий начальное положение дви-
жущейся материальной точки с любым ее после-
дующим положением.
ВЕКТОР РЕЗУЛЬТИРУЮЩИЙ
То же, что и сумма векторов; находится по прави-
лу многоугольника.
ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД
Метод изучения свойств систем, состоящих из ог-
ромного числа частиц, в основе которого лежит ис-
пользование элементов теории вероятностей и мате-
матической статистики при определении, с какой
вероятностью частицы системы имеют тот или иной
набор значений параметров, определяющих их со-
стояния. В. с. м. применяется во всех разделах фи-
зики и прежде всего в статистической физике.
22
ВЕС
Сила, с которой тело действует на связь (давит на
горизонтальную опору или растягивает нить) за
счет действия на тело силы тяжести. В инерциаль-
ной системе отсчета модули В. и силы тяжести
равны. В. приложен к опоре.
ВЕСЫ
Прибор для определения массы тел по действую-
щей на них силе тяжести. По принципу действия
В. подразделяются на рычажные, пружинные,
крутильные, гидростатические и др. Действие
рычажных В. основано на законе равновесия ры-
чага. В основу действия пружинных В. положен
Гука закон. Показания пружинных' В. зависят от
места их нахождения (географической широты,
высоты над уровнем моря).
ВЕЩЕСТВО
Вид материи, представляющей совокупность час-
тиц, обладающих массой покоя (й частности, ато-
мы., молекулы и все, что из них построено).
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРАВИТАЦИОННОЕ
Одно из четырех фундаментальных взаимодействий,
присущее всем телам (в том числе и элементарным
частицам, обладающим массой покоя), самое слабое
из всех видов взаимодействия. В. г. описывается все-
мирного тяготения законом, который сформулиро-
вал И. Ньютон в 1687 г. Обобщение ньютоновской
теории В. г. было сделано А. Эйнштейном (1916).
ВЗАИА1ОДЕЙСТВИИ СИЛЬНОЕ
Одно из четырех фундаментальных взаимодейст-
вий, присущее барионам и мезонам. В. с. обеспе-
чивает притяжение между протонами и нейтро-
нами в ядре и тем самым — устойчивость ядра
(см. Силы ядерные). Является короткодействую-
щим: оно сильнее всех других видов взаимодейст-
вия на расстояниях порядка 10-15м, а далее
очень быстро спадает до нуля. В. с. проявляется
при столкновениях частиц с энергиями более со-
тен МэВ и приводит к рождению новых частиц —
барионов, пионов и т. п. При энергиях порядка
1 ГэВ процессы, обусловленные В. с., протекают
за характерное время порядка 10~24с.
23
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЛАБОЕ
Одно из четырех фундаментальных взаимодейст-
вий. вызывающее распад ряда нестабильных час-
тиц, как правило, с выделением нейтрино. Радиус
действия В. с. на три порядка меньше радиуса взаи-
модействия сильного и составляет около 2 * 10-18 м.
При энергиях порядка 1 ГэВ процессы, обусловлен-
ные В. с., протекают за характерное время поряд-
ка 1О-10 с, а при меньших энергиях — еще мед-
леннее. Например, время жизни свободного ней-
трона, распадающегося за счет В. с. на протон,
1 1.0.0-
электрон и антинейтрино: оп -» уР + + ov,
составляет 103 с. Медленность распадов, происхо-
дящих под влиянием В. с., показывает, что оно
меньше сильного взаимодействия примерно в
1014 раз.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ
Одно из четырех фундаментальных взаимодейст-
вий, характеризуемое участием электромагнитно-,
го поля. Оно является дальнодействующим в том
смысле, что сравнительно медленно убывает с рас-
стоянием (как и взаимодействие гравитационное).
Поэтому в мире атомов, молекул и макроскопиче-
ских тел, т. е. на расстояниях больше 10-15м, про-
является только В. э. (а для тел с большой массой и
гравитационное). В. э. определяет строение атомов и
молекул и тем самым силы упругости, трения, по-
верхностного натяжения и т. п. В отличие от взаи-
модействий гравитационного, сильного и слабого,
которые проявляются только силами притяжения,
В. э. выражается наличием как сил притяжения ме-
жду разноименными зарядами, так и сил отталки-
вания между одноименными заряженными части-
цами. Это отражает наличие в природе двух видов
зарядов— отрицательного (например, у электро-
на) и положительного (например, у протона). С В. э.
связано излучение и поглощение электромагнит-
ных волн (на языке квантовой физики — излуче-
ние и поглощение фотонов).
24
ВЗАИМОСВЯЗЬ МАССЫ И ЭНЕРГИИ
Согласно теории относительности специальной
полная энергия свободного тела, движущегося со
скоростью относительно системы отсчета, пропор-
циональна его массе релятивистской'. Е — тс2,
где с — скорость света в вакууме. Если тело поко-
ится относительно системы отсчета, то его энергия
покоя (собственная энергия) пропорциональна лсас-
се покоя: Eq “ тпос. Это соотношение лежит в ос-
нове расчета энергии при ядерных реакциях, при
расчете энергии связи, в основе ядерной энергети-
ки. На основе этого соотношения оказывается воз-
можным и целесообразным измерять массы эле-
ментарных частиц в единицах энергии, исходя
из того, что 1 а. е. м. — 931,5 МэВ.
ВЗВЕШИВАНИЕ
Определение массы тел при помощи весов. Высо-
кая точность при В. достигается путем учета всех
возможных погрешностей весов, гирь, применяе-
мого метода В., а также погрешностей, обуслов-
ленных влиянием внешних условий (влажность
воздуха, колебания температуры, действия элек-
трических и магнитных полей и др.).
ВИБРАТОР ГЕРЦА
Простейшая антенна в виде медного стержня с ме-
таллическими шарами на концах, в разрыв кото-
рого (искровой промежуток) включен источник
электрических колебаний. Изобретен нем. физиком
Г. Герцем в 1888 г. Наименьший из применявшихся
Герцем вибраторов имел длину 0,6 м, в нем возбуж-
25
дались колебания частотой 5 • 10е Гц» что соответст-
вует длине электромагнитной волны О,в м.
ВИДИМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (видимый свет)
Область спектра электромагнитных колебаний,
которая может непосредственно восприниматься
человеческим глазом. Границы спектральной об-
ласти В. и. условны. Нижняя граница (т. е. со сто-
роны более коротких волн) считается обычно ле-
жащей между 380 и 400 нм, верхняя— между 760
и 780 нм (см. Свет).
ВИЛЬСОНА КАМЕРА
Прибор для наблюдения следов заряженных час-
тиц, созданный Ч. Вильсоном в 1912 г. Принцип
действия В. к. основан на явлении конденсации
перенасыщенного пара, т. е. на образовании мел-
' ких капелек жидкости на каких-либо центрах
конденсации, например на ионах, образующихся
вдоль траектории движения быстрой заряженной
частицы. Капельки достигают видимых размеров
и могут быть сфотографированы. Природу и свой-
ства исследуемых частиц можно установить по
длине пробега и значению импульса. Последний
измеряется по искривлению следов частиц под
действием магнитного поля, в которое обычно по-
мещается В. к. Сыграла важную роль в изучении
строения вещества. На протяжении десятилетий
метод В. к. был единственным визуальным мето-
дом регистрации излучений ионизирующих. В по-
следние годы В. к. утратила значение, уступив
место пузырьковым и искровым камерам.
ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токи Фуко)
Замкнутые электрические токи в массивном про-
воднике, возникающие при изменении пронизы-
вающего его магнитного потока (см. Электромаг-
нитная индукция). В. т. замыкаются непосредст-
венно в проводящей массе, образуя вихреобразные
контуры. Согласно Ленца правилу, магнитное по-
ле В. т. направлено так, чтобы противодействовать
изменению магнитного потока, индуцирующему
эти В. т. Возникая в проводниках, В. т. нагревают
их, что ведет к необратимым потерям энергии.
26
Для уменьшения В. т. ферромагнитные сердечни-
ки электрических двигателей, генераторов и
трансформаторов изготовляют из отдельных элек-
трически изолированных пластин, тем самым уве-
личивают удельное электрическое сопротивление
сердечника. На тепловом действии В. т. основан
индукционный нагрев металлов.
ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
Одна из наиболее существенных характеристик
климата — содержание в воздухе водяного пара.
Абсолютная В. в. характеризуется либо плотно-
стью водяного пара в воздухе, либо его давлением
парциальным; относительная В. в. — отношением
абсолютной влажности воздуха к максимальной
(насыщающей) при данной температуре (в % ). Од-
ной из основных характеристик В. в. является
точка росы.
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
Энергия тела (системы), зависящая от его внут-
реннего состояния. В. э. включает энергию тепло-
вого движения всех микрочастиц тела (молекул,
атомов, ионов и т. д.), энергию взаимодействия
этих частиц, энергию взаимодействия электро-
нов с атомными ядрами и нуклонов внутри атом-
ного ядра. В. э. может изменяться за счет тепло-
вых, химических и ядерных процессов, поглоще-
ния или излучения электромагнитных волн, а
также за счет совершения работы. В термодина-
мике представляет интерес не само значение В. э.
тела, а ее изменение Д17 при изменении состояния
тела: AU “Q+A, где Q — количество теплоты,
которой тело обменивается с окружающей средой,
А — работа, совершаемая над телом внешними
силами (см. Первый закон термодинамики).
ВОЗГОНКА (сублимация)
Переход вещества из твердого состояния непо-
средственно в газообразное, минуя жидкое со-
стояние. Примерами возгонки служит испарение
кристаллов иода, нафталина, льда, твердой угле-
кислоты (так называемого сухого льда) и др.
27
волны
Распространяющиеся в пространстве возмущения
состояния либо вещества (например, В. на поверх-
ности воды, упругие В.), либо электромагнитного
поля (электромагнитные В.), сопровождающие-
ся переносом энергии (без переноса вещества). Мо-
гут быть периодическими или импульсными.
Простейшим примером является гармоническая
(синусоидальная) В. Волна называется продоль-
ной, если колебания происходят вдоль направле-
ния распространения В., и поперечной, если коле-
бания происходят перпендикулярно направле-
нию распространения В. В жидкостях и газах воз-
можны только продольные упругие В. В твердых
телах — как продольные, так и поперечные. Элек-
тромагнитные В. в свободном пространстве явля-
ются поперечными (см. Поляризация света).
ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ
Волны, связанные с квантовой природой микрочас-
тиц, отражающие их двойственные корпускуляр-
но-волновые свойства (см. Корпускулярно-волно-
вой дуализм). В 1924 г. Луи де Бройль, исходя из
идеи А. Эйнштейна о двойственной природе света,
пришел к выводу, что аналогичными двойственны-
ми свойствами должны обладать и частицы вещест-
_ - то^
ва. Если импульс частицы р “ mV “ , =, а
VI - о*/с*
ее релятивистская энергия Е ” тс2, то этой части-
це соответствует волна, частота которой v = E/h,
а длина волны X = h/p, где h — постоянная План-
ка. Экспериментальное подтверждение эта идея на-
шла в опыте К. Дэвиссона и Л. Джермера (1927) по
дифракции электронов. Позже были поставлены
опыты по дифракции протонов и нейтронов. В. де
Б. — это волны вероятности: квадрат модуля ам-
плитуды В. де Б. (которая является комплексным
числом) определяет вероятность нахождения кван-
товой системы в данном состоянии. Например, ре-
шая задачу определения состояния электрона
28
в атоме, по квадрату модуля амплитуды можно
найти области пространства, где наиболее вероят-
но найти электрон и оценить энергию электрона в
этих областях.
ВОЛНЫ КОГЕРЕНТНЫЕ (от лат. cohaerens — находящийся
в связи)
Согласованно протекающие во времени и в про-
странстве волновые процессы, проявляющиеся
при их сложении и определяющие их способность
к интерференции — получению устойчивой ха-
рактерной «картины» усиления или ослабления
амплитуды результирующей волны в каждой точ-
ке пространства. В квантовой механике, распро-
странившей волновые представления на все про-
цессы в микромире, понятие когерентности стало
применяться к пучкам электронов, протонов, ней-
тронов и др. частиц.
ВОЛНЫ СТОЯЧИЕ
Результат сложения двух волн одинаковой часто-
ты, движущихся навстречу друг другу. В отличие
от бегущих волн стоячие не переносят энергию.
Для В. с. характерно наличие узлов — точек, где
колебания отсутствуют, и пучностей — точек, где
колебания происходят с амплитудой, вдвое боль-
шей амплитуды слагаемых волн. Расстояние ме-
жду ближайшим узлом и пучностью равно чет-
верти длины волны, между ближайшими двумя
узлами (или пучностями) — половине длины вол-
ны. В. с. могут устанавливаться только при отсут-
ствии затухания в среде и при полном отражении
от границ (стенок).
ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА
Раздел оптотехники (прикладной оптики), посвя-
щенный передаче информации по светопроводам
в оптическом диапазоне, чаще всего с помощью
инфракрасного излучения. Основным элементом
В. о. является световод (светопровод), представ-
ляющий собой тонкую нить из оптически про-
зрачного материала' (обычно очень чистый плав-
леный кварц), сердцевина которой диаметром от
нескольких микрометров до нескольких десятков
29
микрометров покрыта тонкой оболочкой из веще-
ства с меньшим показателем преломления. Благо-
даря явлению полного отражения световой пу-
чок, вошедший в световод, многократно отража-
ется от его стенок и может пройти в нем большие
расстояния, определяемые только поглощением
кварцевого стекла.
ВОЛЬТ
Единица СИ электрического напряжения, разно-
сти электрических потенциалов, электродви-
жущей силы. Равен электрическому напряжению
на участке электрической цепи с постоянным то-
ком силой 1 А, в котором затрачивается мощ-
ность 1 Вт. Обозначение — В (русское), V (между-
народное). Названа в честь ученого А. Вольта..
ВОЛЬТ-АМПЕР
Единица СИ полной мощности электрической це-
пи переменного тока, т. е. мощности электриче-
ской цепи при действующих значениях силы тока
1А и напряжения 1 В. Обозначение — В * А (рус-
ское), V А (международное).
ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Зависимость силы тока от приложенного к эле-
менту электрической цепи напряжения или зави-
симость падения напряжения на элементе элек-
трической цепи от протекающего через него тока.
Выражается обычно в виде графика. Если сопро-
тивление элемента не зависит от силы тока, то
В. х. линейна, т. е. имеет вид прямой линии, про-
Вольтамперная
характеристика
проводника
Вольтамперная
характеристика
полупроводникового диода
30
ходящей через начало координат (U. I). Такими
элементами цепи приближенно являются метал-
лические проводники, для которых зависимость
между напряжением и силой тока выражается за-
коном Ома. Электровакуумные, газоразрядные и
полупроводниковые элементы (приборы) имеют
нелинейные участки В. х.
ВОЛЬТМЕТР (от вольт и греч. metrex — взмерях}
Прибор для измерения напряжения в электриче-
ских цепях. В. включается параллельно участку .
цепи, на котором измеряется напряжение. Для
уменьшения влияния включенного В. на режим
цепи он должен обладать большим сопротивлени-
ем. Основной частью простейших В. является
электроизмерительный механизм (магнитоэлек-
трический, электромагнитный, электродинами-
ческий, электростатический). Различают В. ана-
логовые (со стрелочным и световым указателями)
и цифровые. Расширение пределов измерений
производится включением добавочных сопротив-
лений.
ВРЕМЯ ЖИЗНИ
1) Средняя продолжительность существования
возбужденных состояний молекул, атомов,
атомных ядер, заканчивающихся их переходом в
другое состояние, характеризующееся, как пра-
вило, менее высоким энергетическим уровнем;
2) среднее время существования отдельных ра-
диоактивных атомов (см. Радиоактивного распа-
да закон); 3) средняя продолжительность жизни
элементарных частиц.
ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ ЗАКОН (Ньютона закон тяго-
тения)
Сила тяготения между двумя телами (материаль-
ными точками) пропорциональна произведению
масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату
„ ™1т2
расстояния между ними: F “ G—•, где F — мо-
R
дуль силы тяготения, т^ и т2 — массы взаимодей-
ствующих тел, R — расстояние между ними. Коэф-
фициент G, входящий в закон тяготения, называ-
81
ется гравитационной постоянной. Значение G мо-
жет быть определено только опытным путем.
В. т. з. справедлив для тел, геометрические разме-
ры которых малы по сравнению с расстоянием ме-
жду щгми (см. Материальная точка). Он справед-
лив и для больших однородных шаров. В этом слу-
чае массу шаров следует считать сосредоточенной в
центре. В. т. з. является фундаментальным для ас-
трономии, он описывает особенности движения
звезд, планет, спутников. На основе В. т. з. были
открыты планеты Нептун и Плутон, выведены за-
коны Кеплера и т.п. Границы применимости
В. т. з. установлены в теории относительности
общей.
ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Устанавливает необратимость макроскопических
процессов, протекающих с конечной скоростью;
процессов, связанных с теплообменом при конеч-
ной разности температур, с трением, с диффузи-
ей, с выделением джоулевой теплоты и др. Суще-
ствуют различные формулировки В. з. т. Первая
его формулировка (I860) принадлежит нем. уче-
ному Р. Клаузиусу: невозможен процесс, при ко-
тором теплота переходила бы самопроизвольно от
холодных тел к телам нагретым. Нарушение
В. з. т. означало бы возможность создания так на-
зываемого вечного двигателя 2-го рода, совер-
шающего работу за счет внутренней энергии на-
гретого тела без передачи некоторого количества
теплоты окружающей среде. Поскольку это не-
возможно, в природе невозможны процессы,
единственным следствием которых было бы со-
вершение механической работы, произведенной
только в результате охлаждения нагретого тела
(формулировка англ, физика У. Томсона, 1851).
В. з. т., несмотря на свою общность, не имеет аб-
солютного характера, и отклонения от него (флук-
туаций) являются вполне закономерными. При-
мерами флуктуационных процессов могут слу-
жить броуновское движение частиц, самопроиз-
вольные флуктуации температуры и давления в
32
системе, находящейся в статистическом равнове-
сии, и т. д. В. з. т., как впервые показал австр.
физик Л. Больцман, имеет вероятностно-стати-
стический характер и выражает постоянную
тенденцию системы к переходу в более вероятное
состояние.
ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Незатухающие колебания, возникающие в коле-
бательной системе под действием периодической
внешней силы. Частота В. к. равна частоте
внешней силы. Амплитуда В. к. зависит от ам-
плитуды внешней силы, а также от степени зату-
хания в системе и от соотношения между собст-
венной частотой системы й частотой внешней си-
лы. Фаза В. к. определяется степенью затухания
системы и соотношением частот системы и выну-
ждающей силы.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ ТОКА
Устройство для преобразования переменного тока
в постоянный. Основной элемент В. т. — электри-
ческий прибор (приборы), проводимость которого
в значительной степени зависит от направления
электрического тока: в одном (прямом) направле-
нии она на несколько порядков выше, чем в про-
тивоположном (обратном). В качестве типовых
элементов могут использоваться полупроводнико-
вые или вакуумные диоды. В. т. применяются для
питания устройств автоматики и телемеханики,
радиоаппаратуры, для зарядки аккумуляторов, а
также в электроустановках, работающих на по-
стоянном токе.
ВЫСОТА ТОНА
Субъективная характеристика простого тона,
представляющего собой почти синусоидальную
волну в диапазоне слышимого звука (от 20 Гц до
20 кГц). В. т. определяется частотой колебаний. В
музыке вся шкала слышимых частот делится на
октавы, каждая октава — на 12 интервалов. В
пределах октавы частота возрастает в 2 раза, в
пределах интервала — в ^2jR 1,06 раза.
2 Зак. № 409
33
ГАЗ (франц, gaz от греч. chaos — хаос)
Агрегатное состояние вещества, в котором его
частицы не связаны или весьма слабо связаны си-
лами взаимодействия и движутся свободно, за-
полняя весь предоставленный им объем. Г. при
заполнении сосуда принимает его форму. В отли-
чие от твердых тел и жидкостей объем Г. сущест-
венно зависит от давления и температуры.
ГАЗ ИДЕАЛЬНЫЙ
Теоретическая модель газа, в которой не учитыва-
ется взаимодействие (притяжение) частиц (сред-
няя кинетическая энергия частиц много больше
энергии их притяжения). На основе этих представ-
лений молекулярно-кинетической теории удается
объяснить многие физические свойства газов, осо-
бенно полно — свойства разреженных газов (см.
Менделеева—Клапейрона, Дальтона, Авогадро,
Бойля—Мариотта, Гей-Люссака, Шарля законы,
Уравнение состояния идеального газа).
ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ
Универсальная физическая постоянная, входящая
в уравнение состояния идеального газа (уравнение
Менделеева—Клапейрона). Равна произведению
постоянной Больцмана (й) на постоянную Авогадро
(N/J. Обозначение — R. R — 8,314 Дж/(моль • К).
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ
Источник электрического тока, в котором вследст-
вие электрохимической реакции внутренняя энер-
гия реагирующих тел превращается непосредст-
венно в электрическую энергию. Г. э. состоит из от-
рицательного (чаще из цинка) и положительного
(из меди, угля или окисла металла) электродов, по-
груженных в жидкий или пастообразный (в сухих
Г. э.) раствор электролита. ЭДС гальванического
элемента зависит от материала электродов и соста-
ва электролита, а предельная сила тока — от фор-
34
мы электродов и скорости электрохимической ре-
акции. ЭДС сухих Г. э. — 1,25—1,6 В. Применя-
ются в качестве автономных источников питания
незначительной мощности.
ГАЛЬВАНО... (от имени итал. физиолога Л. Гальвани)
Часть сложных слов, означающая отношение к
гальваническому току.
ГАЛЬВАНОМЕТР (от гальвано... и греч. metrex — измеряю)
Высокочувствительный электроизмерительный
прибор, реагирующий на весьма малую силу то-
ка или электрическое напряжение. Различают Г.
постоянного и переменного тока. Подвижным
элементом, помещенным в поле постоянного маг-
нита Г., может быть рамка с несколькими витка-
ми проволоки, петля из одного витка проволоки
или провод, натянутый как струна. Протекаю-
щий по проводнику ток взаимодействует с полем
постоянного магнита и создает вращающий мо-
мент, вызывающий поворот подвижной части Г. й
соответствующее перемещение указателя. В зер-
кальных Г. на подвижной части вместо стрелки-
указателя укрепляют миниатюрное зеркальце,
освещаемое источником света, а шкалу отсчета
помещают на расстоянии 1,5—2 м от гальвано-
метра, поэтому весьма малые угловые перемеще-
ния подвижной части вызывают заметные откло-
нения светового луча, отраженного от зеркальца,
которые отмечают по шкале.
ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА (от гальвано... и греч. plastike —
ваяние)
Получение точных металлических копий методом
электролитического осаждения на металличе-
ском или неметаллическом оригинале. Применя-
ется для изготовления штампов, грампластинок и
др. Изобретена Б. С. Якоби.
ГАЛЬВАНОСТЕГИЯ (от гальвано... и греч. stego — покрываю)
Нанесение тонких защитных или декоративных
металлических покрытий на изделия электролити-
ческим осаждением. Г. производят в гальваниче-
ской ванне, где анодом служат металлы, раство-
ряющиеся в электролите для компенсации осаж-
даемого на изделии (служит катодом) металла.
2»
35
ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ (у-излучение)
Электромагнитное излучение с весьма короткими
длинами волн (Ю-10м и меньше). Испускается ра-
диоактивными веществами при ядерных реакци-
ях, а также образуется при торможении в веществе
падающего на него пучка быстролетящих электро-
нов. Г.-и. — одно из наиболее проникающих излу-
чений. Оно широко применяется в медицине, а
также в технике для обнаружения дефектов в ме-
таллических изделиях, отливках, сварных швах
методом их просвечивания гамма-лучами.
ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Колебания, при которых характерная величина
х меняется со временем t по синусоидальному за-
кону: х = Хт cos (<pt + <р), где Хт — амплитуда
этой величины, <о — круговая частота и <р — на-
чальная фаза (сдвиг фаз). Величина cot + <р назы-
вается фазой Г. к. Любое негармоническое перио-
дическое колебание может быть разложено в сум-
му Г. к. (теорема Фурье) (см. Спектр).
ГЕЙГЕРА СЧЕТЧИК
Газоразрядный прибор для регистрации излуче-
ний ионизирующих (а- и ^-частиц, у-квантов, час-
тиц космического излучения и др.). Действие Г. с.
основано на ионизирующем действии заряжен-
ных частиц. Г. с. состоит из стеклянной трубки,
покрытой изнутри металлическим слоем (катод)
и тонкой металлической нити, идущей вдоль оси
трубки (анод). Трубка заполняется газом под дав-
лением 13—26 кПа (100—200 мм рт. ст.). К элек-
тродам прикладывается напряжение в несколько
сотен вольт. При попадании ионизирующей час-
тицы в счетчик в газе образуется коронный раз-
36
ряд, регистрируемый специальным устройством.
Применяется в ядерной физике, дозиметрии. Изо-
бретен нем. физиком Гейгером в 1907 г.
ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОН
Один из основных газовых законов, согласно кото-
рому объем данной массы газа при постоянном дав-
лении меняется линейно с температурой. Г.-Л. з.
строго справедлив для идеальных газов; реальные
газы подчиняются ему при температурах и давлени-
ях, далеких от критических значений (см. Критиче-
ское состояние), является частным случаем Клапей-
рона уравнения', при изобарном процессе объем иде-
ального газа пропорционален его абсолютной темпе-
ратуре: V/T - const или V2/V1 = T2/Ti (см.
Изобарный процесс, Изобара). Закон открыт франц,
ученым Ж. Л. Гей-Люссаком в 1802 г.
ГЕНЕРАТОР МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ (МГД-
генератор)
Энергетическая установка для непосредственного
преобразования кинетической энергии низкотемпе-
ратурной плазмы, движущейся в магнитном поле, в
электрическую энергию. Созданы эксперименталь-
ные МГД-генераторы мощностью 10—20 МВт, со-
оружается МГД-генератор мощностью 500 МВт.
ГЕНЕРАТОР НЕЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ НА ТРАН-
ЗИСТОРЕ
Устройство, с помощью которого осуществляется
преобразование энергии источника постоянного
тока в энергию высокочастотных колебаний в ко-
лебательном контуре.
ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Машина, преобразующая механическую энергию
вращения в электрическую энергию переменного
тока. Наибольшее применение получили трехфаз-
ные Г. п. т. Принцип действия основан на явле-
нии электромагнитной индукции. ЭДС индук-
ции возникает в трех одинаковых неподвижных
обмотках, расположенных под углом 120* одна по
отношению к другой, вследствие изменения пере-
секающего их магнитного потока, создаваемого
вращающимся электромагнитом (ротором). По
37
мощности Г. п. т. пяядечяют на генераторы малой
(до 50 МВт), средней (50—150 МВт) и большой
(свыше 150 МВт) мощности.
ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электрическая машина, в которой происходит пре-
образование механической энергии в электриче-
скую энергию постоянного тока. Действие Г. п. т.
основано на явлении электромагнитной индук-
ции. Первый Г. п. т. создан Б. С. Якоби в 1842 г.
ГЕНРИ
Единица -СИ индуктивности. Равен индуктивно-
сти электрической цепи, в которой при силе по-
стоянного тока 1 А сцепляется магнитный поток
1 Вб. Обозначение — Гн (русское), Н (междуна-
родное). Названа в честь амер, физика Д. Генри.
ГЕРЦ
Единица СИ частоты. Равен частоте периодиче-
ского процесса, при которой за время 1 с соверша-
ется один цикл периодического процесса (напри-
мер, одно колебание). Обозначение — Гц (рус-
ское), Hz (международное). Названа в честь нем.
физика Г. Герца.
ГИГРОМЕТР (от греч. hygros — влажный и metrex — измеряю)
Прибор для определения абсолютной и относи-
тельной влажности воздуха.
ГИДРОСТАТИКА (от греч. hydxr — вода и statike — учение
о равновесии)
Раздел гидромеханики, в котором изучаются ус-
ловия и закономерности равновесия жидкостей
под действием приложенных к ним сил, а также
воздействия покоящихся жидкостей на погру-
женные в них тела и на стенки сосуда. Одна из ос-
новных задач Г. — изучение распределения дав-
ления в жидкости. На законе Г. (см. Паскаля за-
кон) основано действие гидравлического пресса,
жидкостного манометра и других машин и при-
боров.
ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (ГЭС)
Электрическая станция, преобразующая механи-
ческую энергию потока воды в электрическую
энергию.
38
ГИПЕРОНЫ (от греч. hyper — сверх, выше)
Нестабильные элементарные частицы из семей-
ства барионов, массы которых больше массы ну-
клона, а время жизни сравнительно велико (по
масштабам сильного взаимодействия) и составля-
ет около 1О-10 с. Обнаружено несколько типов Г.:
лямбда (Л) с массой 1116 МэВ = 1,19 тр; сигма (S-,
Е°, Е+) с массой 1190 МэВ = 1,27 тр; кси (2“, S°) с
массой 1320 МэВ = 1,41 тр и омега (Q) с массой
1670 МэВ = 1,78 тр, где тр = 938,280 МэВ —
масса протона. У всех Г. обнаружены античас-
тицы (антигипероны). Рождаясь за счет сильного
взаимодействия, Г. распадаются за счет слабого
взаимодействия, за исключением 19, который
распадается за счет электромагнитного взаимо-
действия со средним временем жизни 10”19 с.
ГИСТЕРЕЗИС МАГНИТНЫЙ (от греч. hystresis — запаз-
дывание)
Явление, которое состоит в том, что намагничен-
ность ферромагнетика зависит не только от значе-
ния индукции внешнего магнитного поля, но и от
того, в каком состоянии намагничения находился
ферромагнетик в предшествующие моменты време-
ни. На рисунке представлена зависимость индук-
ции В магнитного поля ферромагнетика от индук-
ции Bq внешнего магнитного поля (так называемая
петля Г. м.). Материалы со
сравнительно большой пло-
щадью петли Г. м. называ-
ют магнитожесткими и ис-
пользуют для изготовле-
ния магнитов; материалы с
малой площадью петли
Г. м. называют магнито-
мягкими и используют для
изготовления сердечников
трансформаторов, стато-
ров и роторов двигателей
и генераторов.
39
ГЛАЗ
Орган зрения. Глазное яблоко человека состоит из
трех оболочек, окружающих студенистую массу
(стекловидное тело): наружной (белковой), сред-
ней — сосудистой и внутренней — сетчатой. Бел-
ковая оболочка (склера) спереди переходит в про-
зрачную роговицу, а сосудистая — в радужную
оболочку, обрамляющую зрачок. Между рогови-
цей и радужной оболочкой находится водянистая
влага. В сетчатой оболочке расположены зритель-
ные клетки, воспринимающие свет, — колбочки
и палочки. Последние соединяются волокнами
зрительного нерва с головным мозгом. В месте
выхода зрительного нерва из сетчатки Г. располо-
жено «слепое пятно»: в этом месте нет светочувст-
вительных клеток и оно не воспринимает свето-
вых раздражений. Через отверстие в радужной
оболочке (зрачок) лучи света входят в Г. и, пре-
ломляясь на поверхности глазного яблока, рого-
вице, хрусталике и стекловидном теле, сходятся
на сетчатке, давая на ней изображение предмета.
Диаметр глазного яблока примерно равен 24 мм,
зрачка — 2—8 мм (он рефлекторно меняется в за-
висимости от интенсивности падающего света),
хрусталика — 10 мм; показатель преломления
стекловидного тела равен 1,336, роговицы —
1,376, хрусталика — 1,43—1,45; оптическая сила
нормального Г. от 59 до 71 дптр.
ГОЛОГРАФИЯ (от греч. holos — весь, полный и grapho —
пишу)
Метод получения изображений, основанный на
фиксации с помощью интерференции всех пара-
метров световой волны (частоты, фазы, ампли-
туды), т. е. полной информации, котррую несет
волна. Этот метод предложил в 1948 г. венг. фи-
зик Д. Габор (Нобелевская премия 1971 г.). Пу-
чок когерентного света от лазера разделяется по-
лупрозрачным зеркалом на два — одорный, па-
дающий непосредственно на фотопластинку, и
предметный пучок, который отражается от пред-
40
мета, рассеивается на нем и частично попадает на
фотопластинку, где интерферирует с опорным
пучком. Возникающая интерференционная кар-
тина фиксируется на фотоэмульсии — это и есть
голограмма. Для восстановления изображения
пучок когерентного света направляют на голо-
грамму под тем же углом, под которым опорный
сигнал падал на фотопластинку. Глядя сквозь го-
лограмму, как сквозь окно, глаз видит мнимое
объемное изображение, которое точно совпадает с
объектом.
ГРАВИТАЦИОННАЯ ПОСТОЯННАЯ
Фундаментальная физическая постоянная, вхо-
дящая в формулу всемирного тяготения закон.
Численно равна модулю силы притяжения между
двумя телами массой 1 кг каждое, когда расстоя-
ние между ними равно 1 м. Обозначение — G.
G = 6,6726 • 10-11 Н • м2/кг2. Числовое значение
определяется экспериментально (впервые опреде-
лил его англ, физик Г. Кавендиш в 1798 г.).
ГРАДУС ЦЕЛЬСИЯ
Внесистемная единица температуры, допускае-
мая к применению наравне с единицей СИ —
кельвином (К). Обозначение — °C. Названа в честь
швед, физика и астронома А. Цельсия.
ГРОМКОСТЬ
Субъективная характеристика слышимого звука
(от 20 Гц до 20 кГц), которая довольно сложно за-
висит от интенсивности звуковой волны, т. е. от
мощности' звуковой волны, переносимой через
единицу площади. Сложность этой зависимости
определяется разной чувствительностью нашего
уха к звукам разных частот. Наиболее чувстви-
тельно ухо человека к частотам от 700 до 6000 Гц;
в этом диапазоне воспринимаются звуки с интен-
сивностью от II-11 до 10-12 Вт/м2 (порог слыши-
мости) до 0,1—1 Вт/м2 (порог осязания, болевой
порог). За стандартный порог слышимости при-
нимается звук интенсивностью 10-12 Вт/м2.
41
ГРЕЙ
Единица СИ поглощенной дозы ионизирующего
излучения (см. Доза излучения). Равен поглощен-
ной дозе ионизирующего излучения, при которой
веществу массой 1 кг передается энергия ионизи-
рующего излучения 1 Дж. Обозначение — Гр
(русское), Gy (международное). 1 Гр — 1 Дж/кг.
Доза облучения человека в 1—2 Гр ведет к воз-
никновению лучевой болезни, а доза в 7—10 Гр
может вызвать смертельный исход. Единица по-
лучила название в честь англ, ученого в области
радиационной дозиметрии Л. Г. Грея.
ГУКА ЗАКОН
Закон, выражающий линейную зависимость меж-
ду механическим напряжением и малыми дефор-
мациями для упругого тела (см. Упругость). В
1660 г. англ, ученый Р. Гук обнаружил, что при
малых деформациях напряжение а прямо пропор-
ционально относительному удлинению (сжатию)
AZ/Z: о — Е AZ/Z, где Е — коэффициент пропорцио-
нальности, называемый модулем упругости, или
модулем Юнга. Модуль Юнга характеризует со-
противляемость материала упругой деформации
растяжения (сжатия). Поскольку а = F/S, то сила
упругости F в соответствии с Г. з. прямо пропор-
циональна модулю растяжения | AZ|: F = &|AZ|, где
жесткость k стержня прямо пропорциональна
произведению модуля Юнга Е на площадь попе-
речного сечения стержня S и обратно пропорцио-
нальна его длине I: k = ES/1.
ГЮЙГЕНСА ПРИНЦИП
Приближенный метод решения некоторых задач
распространения волн. Согласно этому принципу,
выдвинутому X. Гюйгенсом (1678), все точки фрон-
та волны являются центрами элементарных сфери-
ческих волн, огибающая которых дает положение
нового фронта волны в последующий момент вре-
мени. С помощью Г. п. выводятся законы геометри-
ческой оптики, в частности законы отражения и
преломления света. О. Френель (1815) дополнил
42
принцип Гюйгенса, предложив учитывать коге-
рентность элементарных волн и их интерферен-
цию. Это обобщение, называемое принципом Гюй-
генса—Френеля, позволяет рассмотреть многие ди-
фракционные явления.
ДАВЛЕНИЕ
Физическая величина, равная отношению суммы
всех сил или их составляющих, действующих
перпендикулярно данной поверхности к площа-
ди этой поверхности: р = F/S. При неравномер-
ном распределении силы это отношение равно
среднему давлению. Единица СИ давления — пас-
каль (Па). Применяются внесистемные единицы:
атмосфера нормальная, миллиметр ртутного
столба.
ДАВЛЕНИЕ ГАЗА ПАРЦИАЛЬНОЕ (от лат. partialis —
частичный)
Давление, которое имел бы газ, входящий в состав
газовой смеси, если бы он один занимал объем,
равный объему смеси, при той же температуре.
Общее давление смеси газов равно сумме парци-
альных давлений (см. Дальтона закон).
ДАВЛЕНИЕ СВЕТА
Явление, заключающееся в том, что электромаг-
нитные волны (в том числе и видимый свет) ока-
зывают давление на отражающие и поглощающие
тела, а также на отдельные частицы (молекулы,
атомы). Впервые гипотезу о наличии светового
давления выдвинул И. Кеплер (1619) для объяс-
нения происхождения кометных хвостов. Экспе-
риментально измерить Д. с. на твердые тела уда-
лось П. Н. Лебедеву в 1899 г., а на газы — в
1907—1910 гг.
43
ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ
Недостаток зрения, препятствующий четко видеть
предметы на близком расстоянии. Возникает при
несоответствии оптической силы хрусталика гла-
за и его расстояния до сетчатки. Д. является ре-
зультатом слабой оптической силы хрусталика.
При Д. пересечение параллельных лучей, попа-
дающих в глаз от рассматриваемого предмета,
происходит не на сетчатке, что необходимо для
четкого видения, а позади нее.. Д. исправляется
ношением очков с выпуклыми (собирающими)
линзами с положительной оптической силой.
ДАЛЬТОНА ЗАКОН
Один из законов идеального газа: давление хими-
чески невзаимодействующих идеальных газов рав-
но сумме их парциальных давлений. Приближенно
применим к реальным газам при значениях темпе-
ратур и давлений, далеких от критических. От-
крыт англ, ученым Д. Дальтоном в 1801 г.
ДАТЧИК
Средство измерения, преобразующее ту или иную
физическую величину (например, температуру,
скорость, давление, электрическое напряжение
и др.) в сигнал (обычно электрический) для реги-
страции, передачи, обработки, хранения этой
информации.
ДВИГАТЕЛЬ
Машина, преобразующая какой-либо вид энергии
в механическую энергию.
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Тепловой двигатель (чаще всего поршневой), в ко-
тором внутренняя энергия топлива, сгорающего в
рабочей полости двигателя (цилиндре), преобра-
зуется в механическую энергию.
ДВИГАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Устройство, преобразующее энергию электриче-
ского тока в механическую энергию. В основе ра-
боты Д. э. лежит Ампера закон. Различают двига-
тели постоянного и переменного тока.
44
ДВИЖЕНИЕ
Способ существования материи, важнейшее ее
свойство. В философии Д. рассматривается в са-
мом общем виде как любое изменение материи. В
физике рассматриваются Д. механическое, тепло-
вое, Д. электрических зарядов (электрический
ток) и полей (электромагнитные волны) и т. п.
ДВИЖЕНИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ
Движение твердого тела вокруг оси, при котором
траекториями всех точек тела являются окружно-
сти с центрами, лежащими на одной прямой (оси
вращения), и все плоскости окружностей перпен-
дикулярны этой оси.
ДВИЖЕНИЕ КРИВОЛИНЕЙНОЕ
Движение тела (материальной точки), траекто-
рия которого представляет собой кривую линию.
Д. к. — всегда ускоренное, даже если модуль
скорости не меняется. Равномерное Д. к. — про-
стейший случай Д. к., при котором модуль ско-
рости остается постоянным, а ускорение связадр
только с изменением направления вектора ско-
рости. Такое движение можно представить как
движение по дугам окружностей и описывать
уравнением движения материальной точки по
окружности.
ДВИЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ
Изменение с течением времени взаимного поло-
жения тел или их частей в пространстве. Приме-
рами Д. м. являются: в природе — движения не-
бесных тел, колебания земной коры, воздуха и др.,
тепловое движение молекул и т. п.; в технике —
движения различных летательных аппаратов и
транспортных средств, частей всевозможных дви-
гателей, машин и механизмов, деформации эле-
ментов различных конструкций и сооружений,
движения жидкостей и газов и др. Д. м. относи-
тельно, т. е. перемещение и скорость тела относи-
тельно различных систем отсчета, движущихся
относительно друг друга, различны.
46
ДВИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОЕ
Движение, при кагором тело за равные промежутки
времени совершает неодинаковые перемещения.
При описании Д. н. исходят из того, что механиче-
ское движение является непрерывным процессом,
т. е. величины, используемые при его описании
(скорость, координаты и т. д.), не могут изменяться
скачками. Решение основной задачи механики в
случае Д. н. проводится с использованием понятий
средней ъ мгновенной скорости, ускорения.
ДВИЖЕНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ
Движение твердого тела, при котором прямая, со-
единяющая любые его две точки, переносится па-
раллельно себе самой. Отсюда следует, что при
Д. п. все точки тела описывают одинаковые траек-
тории и в любой момент времени движутся с оди-
наковыми по модулю и направлению скоростями.
А это значит, что к Д. п. твердого тела применимы
все законы движения материальной точки.
ДВИЖЕНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАВНОМЕРНОЕ
Движение, при котором тело за любые равные про-
межутки времени совершает одинаковые переме-
щения вдоль прямой. Для нахождения положения
тела в любой момент времени при Д. п. р. нужно
определить лишь одну координату, так как коор-
динатную ось можно направить вдоль направления
движения тела. Координату х тела (материальной
точки) в любой момент времени t можно вычис-
лить по формуле х = х0 + vxt, где х0 — начальная
координата тела, a vx — проекция вектора его ско-
рости на ось х. Знаки входящих в формулу вели-
чин определяются условием задачи.
ДВИЖЕНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАВНОУСКОРЕННОЕ
Движение тела, при котором его скорость за лю-
бые равные промежутки времени изменяется оди-
наково. Координату х (положение) точки в любой
момент времени t при Д. п. р. можно вычислить
по формуле х = xq + VQXt + axt2/2, где Xq — на-
чальная координата тела, vqx и ах —проекции на-
чальной скорости и ускорения на ось абсцисс.
46
ДВИЖЕНИЕ РАВНОМЕРНОЕ
Движение точки, при котором числовое значение
(модуль) ее скорости v постоянно. Длина пути з точ-
ки при Д. р. за промежуток времени t равна а = vt.
Твердое тело может совершать в частности: 1) по-
ступательное Ц. р., при котором все сказанное о
скорости и перемещении относится к каждой точке
тела; 2) равномерное вращение вокруг неподвижной
оси, при котором угловая скорость тела ю постоян-
на, а угол поворота тела <р “ cot.
ДВИЖЕНИЕ ТЕПЛОВОЕ
Беспорядочное (хаотическое) движение образую-
щих тело частиц (молекул, атомов, электронов,
ионов и др.). Это означает, что скорость любой мо-
лекулы может оказаться как очень большой, так
и малой, а направление движения молекул меня-
ется при столкновении друг с другом. Тепловая
форма движения материи качественно отлична от
механической хаотичностью движения частиц.
ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ СИЛЫ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ
Характеристика переменного тока, используемая
на практике вместо амплитуды. Д. з. переменного
тока равно силе такого постоянного тока, который
за период выделит столько же теплоты (совершит
такую же работу), что и переменный ток. Для си-
нусоидального тока I = /т/72, где I — Д. з. с. т.,
1т — амплитудное значение. Соответственно дей-
ствующее значение напряжения U =» Um/72. Элек-
троизмерительные приборы переменного тока, как
правило, градуируются так, что они показывают
действующее значение соответствующих величин.
ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР (см. Ядерная цепная реакция).
ДЕГЕКТИРОВАНИЕ (демодуляция) (от лат. detectio — от-
крытие, обнаружение)
Преобразование электрических колебаний, в ре-
зультате которого получаются колебания другой
(как правило, более низкой) частоты. В результате
Д. в радиоприемнике восстанавливаются низкочас-
тотные (звуковые) колебания, модулирующие коле-
бания высокой частоты, излучаемые радиопередат-
чиком. В большинстве случаев Д. осуществляют с
47
помощью устройств с односторонней проводимостью
(диодов, электронных ламп, транзисторов).
ДЕТЕКТОР (от лат. detegtlo — открываю, обнаруживаю)
1) Электрическая цепь, с полупроводниковым дио-
дом, транзистором для преобразования (детекти-
рования) модулированных по какому-либо парамет-
ру (амплитуде, частоте, фазе) сигналов; 2) прибор
(ионизационная камера, счетчик) для регистрации
альфа- и бета-частиц, рентгеновского и гамма-излу-
чения, нейтронов, изотопов и т. п. С помощью Д. оп-
ределяют состав излучения, измеряют его интенсив-
ность, спектр энергий частиц, изучают процессы
распада нестабильных частиц и взаимодействия бы-
стрых частиц с атомными ядрами.
ДЕФЕКТ МАССЫ
Разность между суммой масс нуклонов, из которых
состоит ядро, и массой ядра: Д = Zmp 4- (А - Z)mn - т,
где Z и А — атомный номер и массовое число яд-
ра, тр, тп и тп — массы протона, нейтрона и
ядра. Выражается либо в атомных единицах
массы, либо в мегаэлектронвольтах (1 а. е. м. со-
ответствует 931,5 МэВ). Выраженный в МэВ
Д. м., взятый с обратным знаком, равен энергии
связи нуклонов в ядре.
ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ (от лат. de-
fectus — недостаток, изъян)
Любое отклонение от ее идеального периодического
атомного строения. Д. к. р. могут быть либо атомар-
ного масштаба, либо макроскопических размеров
(трещины). Образуются в процессе кристаллизации,
под влиянием тепловых, механических, электриче-
ских и др. воздействий. К Д. к. р. атомарного мас-
штаба относятся вакансии, дислокации а др. Дефек-
ты в кристаллах вызывают упругие искажения в
структуры, обусловливающие влияние на механи-
ческие и другие свойства кристаллов.
ДЕФОРМАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ
Изменение взаимного расположения множества час-
тиц тела, которое приводит к изменению формы и
размеров тела или его частей и вызывает изменение
сил взаимодействия между частицами, т. е. возник-
новение напряжений механических. Деформируе-
мыми могут быть все тела. В твердых телах дефор-
мация называется упругой, если она исчезает после
48
снятия нагрузки, и пластической, если после сня-
тия нагрузки Д. не исчезает. Д. называется малой,
если относительные изменения формы и размеров
тела много меньше единицы (см. Гука закон).
ДЖОУ ЛЕВО ТЕПЛО (см. Джоуля—Ленца закон).
ДЖОУЛЬ
Единица СИ работы, энергии, количества тепло-
ты. Равен работе силы 1 Н, перемещающей тело
на расстояние 1 м в направлении действия силы.
Обозначение — Дж (русское), J (международное).
Названа в честь англ, ученого Д. Джоуля.
ДЖОУЛЯ—ЛЕНЦА ЗАКОН
Закон, определяющий тепловое действие элек-
трического тока. Количество теплоты Q, выделяе-
мое проводником, по которому проходит ток, рав-
но произведению квадрата силы тока I, сопротив-
ления R проводника и времени t прохождения то-
ка: Q — I2Rt. На Дж.—Л. з. основано действие
электроосветительных приборов (ламп накалива-
ния), электронагревательных устройств й устано-
вок. Открыт англ, физиком Д. Джоулем в 1841 г.
и подтвержден точными опытами рус. физика и
электротехника Э. X. Ленца в 1842 г.
ДИАГРАММА РАСТЯЖЕНИЯ (от греч. diagramme — рису-
нок, фигура)
Графическое изображение, наглядно показываю-
щее соотношение между деформацией механической
и напряжением механическим. Форма Д. р. опреде-
ляется важнейшими механическими характеристи-
ками материалов (модулем упругости, пределом
прочности, упругостью, текучестью и др.).
49
ДИАМАГНЕТИЗМ (от греч. dia — приставка, означающая
здесь расхождение (силовых линий), и магнетизм)
Свойство вещества намагничиваться навстречу
направлению действующего на него внешнего
магнитного поля. Д. свойствен всем веществам.
При внесении тела в магнитное поле в электрон-
ной оболочке каждого его атома, в силу закона
электромагнитной индукции, возникают индуци-
рованные круговые микротоки, т. е. добавочное
круговое движение электронов. Эти токи создают
в каждом атоме магнитное поле, индукция кото-
рого направлена, согласно Ленца правилу, проти-
воположно внешнему магнитному полю. Другими
словами, внесение диамагнетика в магнитное по-
ле не усиливает, а ослабляет его. Магнитная про-
ницаемость диамагнетика ц < 1.
ДИЗЕЛЬ
Поршневой двигатель внутреннего сгорания с
воспламенением от сжатия. Воспламенение топ-
лива происходит при его впрыске в нагретый до
высокой температуры (600—700 °C) воздух (по-
следний нагревается в результате его быстрого
сжатия в цилиндре поршнем). Назван по имени
нем. изобретателя Р. Дизеля.
ДИНАМИКА (от греч. dynamis — сила)
Раздел механики, где изучается движение тел под
действием приложенных к ним сил. Основными
законами Д. материальных точек являются Нью-
тона законы. Существует также ряд специаль-
ных разделов Д.: движение жидкостей и газов
(гидродинамика, аэродинамика, газовая динами-
ка), Д. вращающегося твердого тела, небесная ме-
ханика, Д. движения снарядов (внешняя балли-
стика), Д. ракет и космических кораблей. В реля-
тивистской Д. (см. Теория относительности) зако-
ны Д. применимы, однако второй закон Ньютона
(иначе называемый основным законом Д.) прини-
мает несколько иной вид.
ДИНАМОМЕТР (от греч. dinamis — сила и metrex — изме-
ряю)
Силомер — прибор для измерения силы (тяговый
Д.) или момента силы (вращательный Д.). По
50
принципу действия различают механические
(пружинные или рычажные), гидравлические и
электрические Д.
ДИОД (от греч. di — дважды, двойной и (электр)од)
Двухэлектродный прибор с односторонней элек-
трической проводимостью. Различают электрова-
куумные и полупроводниковые Д. Электроваку-
умный Д. представляет собой стеклянный баллон
со впаянными в него двумя электродами. В балло-
не создан вакуум. Полупроводниковый Д. — при-
бор, содержащий р—п-пере ход. Представляет со-
бой кристаллический полупроводник, в котором
благодаря введению соответствующих примесей
созданы две примыкающие друг к другу области —
с проводимостью p-типа и n-типа. Д. применяют
в радиоэлектронике и других областях техники
главным образом для выпрямления переменного
тока, детектирования, преобразования частоты,
переключения электрических цепей.
ДИОПТРИЯ
Внесистемная единица оптической силы линзы,
допускаемая к применению. Д. равна оптической
силе линзы, фокусное расстояние которой 1 м.
Обозначение — дптр. 1 дптр = 1 м-1.
ДИПОЛЬ (от греч. di — дважды, двойной и polos — полюс).
Различают Д. электрический и Д. магнитный. Д.
электрический — совокупность двух одинаковых
по модулю и противоположных по знаку электри-
ческих зарядов q, расстояние I между которыми
(плечо Д.), как правило, во много раз меньше, чем
Диполь электрический
51
расстояние от центра Д. до рассматриваемых точек
электрического поля. Основная характеристика
электрического Д. — электрический дипольный
момент Р{, направленный вдоль оси Д. от отрица-
тельного заряда к положительному, модуль кото-
рого равен Pi = ql. Д. магнитный — электрический
ток, протекающий по замкнутому контуру (витку),
размеры которого малы по сравнению с расстояни-
ем от него до рассматриваемых точек магнитного
поля тока. Основная характеристика магнитного
Д. — его магнитный момент Рт == IS, где I — сила
тока, S — площадь контура. Вектор Рт направлен
перпендикулярно плоскости витка и образует пра-
вый винт с направлением тока. Во внешнем маг-
нитном поле ведет себя аналогично электрическо-
му Д. во внешнем электрическом поле.
ДИСЛОКАЦИИ (от лат. dislocatio — смещение)
Дефекты кристалла, представляющие собой ли-
нии, вдоль и вблизи которых нарушено характер-
ное для кристалла периодическое расположение
атомных плоскостей. Механические свойства кри-
сталлов (прочность и пластичность) в значитель-
ной мере обусловлены существованием Д. и их дви-
жением (см. Дефекты кристаллической решетки).
ДИСПЕРСИЯ (от лат. dispersio — рассеяние)
Зависимость скорости синусоидальной волны от
частоты этой волны. При нормальной Д. скорость
волны убывает с ростом ее частоты, при аномаль-
ной Д. — растет. Если в каком-то диапазоне час-
тот скорость волны не зависит от ее частоты, то
говорят, что в этих условиях нет Д. Например,
скорость электромагнитных волн в вакууме от
частоты не зависит и равна с (см. Скорость света),
следовательно, в вакууме нет Д.
ДИСПЕРСИЯ СВЕТА
Зависимость скорости синусоидальной световой
волны в веществе от ее частоты (длины волны). По-
скольку показатель преломления п = c/v, то Д. с.
часто называют зависимостью показателя прелом-
ления вещества от частоты волны (длины волны).
52
Следствием Д. с. является разложение белого света
в спектр при его преломлении в веществе (напри-
мер, в призме). Впервые Д. с. исследована И. Нью-
тоном (1672).
ДИССОЦИАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ (от лат.
dissociatio — разъединение)
Распад молекул в растворе электролита (см.
Электролиз), происходящий за счет взаимодейст-
вия с молекулами воды, обладающими большим
дипольным моментом (см. Диполь).
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
Совокупность большого числа сосредоточенных в
ограниченной области пространства отверстий и
непрозрачных препятствий, на которых происхо-
дит дифракция света. Простейшая Д. р. пред-
ставляет собой большое^ число параллельных
штрихов одинаковой ширины, нанесенных на по-
верхность стеклянной пластинки на одинаковых
расстояниях один от другого. Величина d, равная
сумме ширины штриха и ширины прозрачного
промежутка между двумя соседними штрихами,
называется постоянной Д. р. Д. р. используют в
спектральных приборах для разложения иссле-
дуемого света в спектр. Спектр, полученный при
помощи Д. р., имеет вид чередующихся максиму-
мов и минимумов интенсивности света.
ДИФРАКЦИЯ ВОЛН (от лат. diffractus — разломанный)
Первоначально (в узком смысле) понималось как
огибание волнами препятствий, в дальнейшем Д.
трактуется как любое отклонение от законов гео-
метрической оптики. Благодаря Д. волны огиба-
ют края предметов и попадают в область геомет-
рической тени, рассеиваются на неоднородностях
среды. Д. наблюдается на краях экранов, в отвер-
стиях на экране и т. п. Явление Д. объясняется с
помощью принципа Гюйгенса—Френеля.
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
Огибание светом контуров непрозрачных тел и
тем самым проникновение света в область геомет-
рической тени. Является следствием волновой
природы света. Д. с. на дифракционной решетке
53
используется для измерения длин световых волн;
она кладет предел возможностей оптических при-
боров, в частности предел увеличения и разре-
шающей способности, т. е. способности раздельно
наблюдать в оптической системе две близко рас-
положенные светящиеся точки.
ДИФФУЗИЯ (от лат. diffusio — распространение, растяже-
ние)
Взаимное проникновение соприкасающихся ве-
ществ друг в друга вследствие теплового движе-
ния частиц вещества. Д. происходит в направле-
нии уменьшения концентрации вещества и ведет
к его равномерному распределению по занимаемому
объему.
ДИЭЛЕКТРИКИ (dielectric от греч. dia — через, сквозь и
англ, electric — электрический)
Вещества, плохо Доводящие электрический ток
по сравнению с металлами. В Д. практически от-
сутствуют свободные электроны и др. носители
зарядов. Существуют твердые, жидкие и газооб-
разные Д.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
Безразмерная физическая величина, равная отно-
шению модуля напряженности Eq электрическо-
го поля в вакууме к модулю напряженности Е
электрического поля в однородном диэлектрике.
Обозначается греческой буквой е; е — Eq/E.
ДЛИНА ВОЛНЫ
Расстояние между двумя ближайшими точками
волны, находящимися в одинаковой фазе коле-
баний.
54
ДЛИНА ДВИЖУЩЕГОСЯ ТЕЛА
Расстояние между двумя точками тела, измерен-
ное одновременно (т. е. координаты начала и кон-
ца определялись в один и тот же момент времени).
Длина поперечная — длина тела, расположенного
перпендикулярно вектору скорости, с которой те-
ло движется относительно системы отсчета; попе-
речная длина равна длине собственной. Длина
продольная — длина тела, расположенного па-
раллельно вектору скорости, с которой тело дви-
жется относительно системы отсчета; продольная
Д. д. т. меньше длины покоящегося тела (собст-
венной длины): I » ~ и2/с2 , где I — про-
дольная, Iq — собственная длина, о — скорость
движения тела (или системы отсчета относитель-
но тела), с — скорость света в вакууме.
ДЛИНА ПУТИ
Скалярная величина, характеризующая движе-
ние материальной точки. Если материальная точ-
ка все время движется в одном направлении, то
Д. п. равна длине дуги траектории. Если же на-
правление движения точки меняется (например,
при колебательном движении), то Д. п. равна сум-
ме длин дуг, пройденных точкой сначала в одном,
а потом в противоположном направлении.
ДЛИНА СОБСТВЕННАЯ
Длина тела, измеренная в системе отсчета, отно-
сительно которой это тело покоится.
ДОЗА ИЗЛУЧЕНИЯ (поглощенная доза ионизирующего из-
лучения)
Отношение энергии, переданной ионизирующим
излучением веществу, к массе вещества. Обозна-
чается буквой D и является мерой воздействия
излучения на вещество; характеризует радиаци-
онную опасность. D — Е/т, где Е — энергия ио-
низирующего излучения, переданная облученно-
му веществу, т — масса облученного вещества.
Единица СИ поглощенной Д. и. — грей.
55
ДОМЕНЫ ФЕРРОМАГНИТНЫЕ (от франц, domains — об-
ласть, сфера)
Области самопроизвольной намагниченности, на-
магниченные до насыщения части ферромагнети-
ка, на которые он разбивается ниже критической
температуры (см. Кюри температура).
ДОНОРЫ (от лат. dono — дарю)
Примесные атомы в полупроводнике, ионизация
которых приводит к электронной проводимости
полупроводников.
ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ
Изменение частоты (длины) волны, воспринимае-
мой приемником, по сравнению с частотой, испус-
каемой источником, при движении приемника
или источника. Характерен для всех видов волн
(свет, звук и т. д.). Согласно Д. э., X = Xq ± pXq/c,
где Хо — длина волны источника, с — скорость
распространения волны, v — относительная ско-
рость источника. Знаки ± показывают направле-
ние движения источника относительно приемни-
ка. При приближении источника к приемнику X
уменьшается (знак минус), при удалении — X уве-
личивается (знак плюс).
ДУГА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
Один из видов самостоятельного дугового разряда в
газе, в котором разрядные явления сосредоточены
в узком, ярко светящемся плазменном Шнуре. При
горизонтальном расположении электродов этот
шнур под действием восходящих потоков нагрето-
го разрядом газа принимает форму дуги. Д. э. мо-
жет иметь место в любом газе при давлениях, близ-
ких к атмосферному и выше. Температура плазмы
в шнуре Д. э. при атмосферном давлении и силе то-
ка в несколько ампер около 5000 К, при больших
значениях давления и силы тока — до 12 000 К,
при обдувании шнура Д. э. мощным потоком газа
температура достигает 50 000 К. Применяется в
электрометаллургии для получения чистых и
сверхчистых металлов (дуговые печи), в светотех-
нике (газоразрядные источники света) и особенно
широко — в электросварке. В некоторых областях
техники (например, в технике высоких напряже-
56
ний) Д. э. — вредное явление и с ним приходится
бороться с помощью дугогасительных устройств.
ДЫРКА в полупроводнике
Не занятая электроном вакансия в валентной зоне,
которая ведет себя как избыточный положительный
заряд. Д. возникают при введении примесей трехва-
лентного вещества, например бора, в германий или
кремний (см. Проводимость дырочная), а также при
тепловом и световом воздействиях на полупровод-
ник. При введении в германий атома бора его ва-
лентные электроны осуществляют ковалентную
связь с тремя соседними атомами германия. С чет-
вертым же из соседних атомов германия атом бора
ничем не связан, так как у него нет четвертого ва-
лентного электрона. Один из ближайших атомов
германия может отдать свой валентный электрон и
таким образом заполнить недостающую связь атома
бора с четвертым атомом германия. Тогда у атома
германия, от которого ушел валентный электрон,
окажется избыточный положительный заряд — его
называют Д. Таких Д. образуется столько, сколько
атомов бора введено в германий.
ЕДИНИЦА ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ
Конкретная (фиксированная) физическая величина,
которой по определению присвоено числовое значе-
ние, равное единице. Разные единицы одной и той
же величины различают по размеру: например, су-
тки, час, минута, секунда (единицы времени) имеют
различный размер (1 сут = 86 400 с, 1ч = 3600 с,
1 мин = 60 с). Е. ф. в. делятся на системные (они
входят в ту или иную систему единиц, например в
Международную систему единиц — СИ) и внесис-
темные единицы (т. е. не входящие ни в одну из су-
ществующих систем единиц), основные, производ-
ные и дополнительные единицы, дольные и кратные
единицы и др. (см. Физическая величина).
57
'Ш*
Jlv
ЖЕСТКОСТЬ
Способность тела (конструкции) оказывать сопро-
тивление деформации (например, растяжению);
чем больше. Ж., тем меньше деформация. Ж. за-
висит от геометрических характеристик (сечения)
и физических свойств материала (модуля Юнга).
В простейшем случае (при растяжении — сжатии
стержня) Ж. называют коэффициент k = ES/1 в
соотношении А/ — FI/ES, где А/— относительная
деформация, F — сила, приложенная к стержню,
Е — модуль Юнга, S — площадь поперечного се-
чения, I — длина стержня (см. Гука закон).
ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ
Особое состояние органического вещества, в кото-
ром они обладают свойством жидкости, но сохра-
няют дальний порядок в ориентации молекул и
анизотропию ряда физических свойств, характер-
ную для твердых кристаллов. Ж. к. имеют широ-
кое практическое применение, особенно в опто-
электронных приборах, в которых используются
электрооптические свойства Ж. к., а также в бук-
венно-цифровых индикаторах (электронные ча-
сы, микрокалькуляторы и т. д.) и др.
ЖИДКОСТЬ
Одно из агрегатных состояний вещества, проме-
жуточное между твердым и газообразным. Ж.,
-подобно твердому телу, обладает малой сжимае-
мостью, определенной прочностью на разрыв,
большой плотностью. Вместе с тем Ж. не обладает
прочностью на сдвиг, вследствие чего под дейст-
вием силы тяжести Ж. принимает форму сосуда,
в котором находится, может непрерывно перехо-
дить в газ. В Ж. среднее расстояние между моле-
кулами порядка размеров самих молекул
(~ 0,1 нм) и силы межмолекулярного воздействия
58
весьма значительны. Этим, в частности, объясня-
ются особые свойства поверхностного слоя Ж. на
границе ее раздела с другими средами (см. По-
верхностное натяжение). Молекулы Ж., подобно
частицам твердого тела, совершают тепловые ко-
лебания около положений равновесия. Однако ес-
ли в твердых телах эти положения равновесия не-
изменны, то в Ж. они время от времени изменя-
ются, что обусловливает текучесть Ж.
3
ЗАВИСИМОСТЬ МАССЫ ОТ СКОРОСТИ
Релятивистский эффект, заключающийся в том,
что масса тела в данной системе отсчета возраста-
ет с возрастанием скорости движения тела отно-
сительно этой системы отсчета. 3. м. с. выражает-
т0
ся формулой: т = ".---==, где т — масса ре-
71 - v /с
лятивистская, то — масса покоя, v — скорость
тела относительно системы отсчета, с — скорость
света в вакууме.
ЗАМЕДЛИТЕЛЬ НЕЙТРОНОВ
В ядерном реакторе составная часть активной зо-
ны ядерного реактора, работающего на тепловых
нейтронах, в которой происходит замедление
нейтронов. В качестве 3. н. могут применяться ве-
щества, обладающие малым массовым числом:
водород, углерод, бериллий. Практически ис-
пользуются материалы, содержащие эти вещест-
ва: обыкновенная и тяжелая вода, графит, окись
бериллия, органические жидкости. Жидкий 3. н.
часто одновременно служит теплоносителем.
ЗАРЯДОВОЕ ЧИСЛО
Целое число, определяющее заряд атомного ядра
при условии, что заряд электрона принимается
59
за единицу. 3. ч. равно порядковому номеру эле-
мента в периодической системе Д. И. Менделеева
(атомному номеру). Химический элемент ZX
обозначается двумя индексами: Z — 3. ч., А —
массовое число.
ЗАТУХАНИЕ КОЛЕБАНИЙ
Систематическое уменьшение амплитуды свобод-
ных колебаний за счет превращений механиче-
ской (или электрической) энергии 1во внутрен-
нюю. Причиной 3. к. является наличие в механи-
ческой колебательной системе трения, в электри-
ческой колебательной системе — активного
сопротивления, а также излучения волн.
ЗВУК
В широком смысле слова под 3. понимается лю-
бая упругая волна в газах, жидкостях и твердых
телах, в узком смысле слова 3. — это упругие вол-
ны, воспринимаемые ухом человека в диапазоне
примерно от 20 Гц до 20 кГц. Неслышимый 3. с
частотой меньше 20 Гц называется инфразвуком,
с частотой более 20 кГц — ультразвуком. Упру-
гие волны с частотами от 109 до 1013 Гц называют
гиперзвуком.
ЗЕМЛЯ
Третья по порядку от Солнца планета. Среднее
расстояние от Солнца — 149,6 млн км. Движется
по орбите со средней скоростью 29,76 км/с. Пери-
од обращения по орбите вокруг Солнца —
365,256 сут. Диаметр — 12 756 км (экваториаль-
ный) и 12 714 км (полярный), масса — 5,98 * 1021 т,
объем — 1,08 • 1012 км3, площадь поверхности —
5,1 • 108 км2, средняя плотность — 5518 кг/м3. Ус-
корение свободного падения: нормальное (стандарт-
ное) — 9,80665 м/с2, на экваторе — 9,78049 м/с2,
на полюсе — 9,83235 м/с2. Мощность солнечного
излучения, падающего на 3., — 1,7* 1014 кВт (ок.
45% этого излучения отражается 3.). Имеет один ес-
тественный спутник — Луну.
60
ЗЕРКАЛО ОПТИЧЕСКОЕ
Тело с полированной поверхностью, способное об-
разовывать оптические изображения предметов (в
том числе источников света), отражая световые
Плоское зеркало
лучи. Плоское 3. используется для поворота све-
тового пучка, переворачивания изображений и
входит в состав точных измерительных приборов.
Вогнутое (выпуклое) 3. — оптический прибор, отра-
жающая поверхность которого может иметь различ-
ную форму (сферическую, параболоидальную и др.).
Вогнутое 3. чаще всего концентрирует энергию пуч-
ка света, собирая его, а выпуклое — рассеивает. По-
ложение изображения предмета, создаваемого 3.,
связано с радиусом кривизны 3. соотношением:
1 1 2
+ у ”= ~, где а — расстояние от вершины 3. до
предмета, f — члссяяавие от 3. до изображения, г —
радиус сферической поверхности. Эта формула стро-
го справедлива в случае бесконечно малых углов, об-
разуемых лучами света с осью 3., однако она явля-
ется хорошим приближением и при конечных, но
достаточно малых углах. При d —► 00 f = F — фо-
кусному расстоянию 3.: F — г/2. Свойство вогнутого
Вогнутое зеркало
Выпуклое зеркало
61
3. фокусировать параллельный его оси пучок света
используется в телескопах-рефлекторах. На обрат-
ном явлении — преобразовании в 3. пучка света от
источника, находящегося в фокусе, в параллельный
пучок — основано действие прожектора. В лазерах
3. применяют в качестве одного из основных эле-
ментов их устройства. Вогнутое 3. применяют в ге-
лиоустановках, в медицине распространен так назы-
ваемый лобный рефлектор — вогнутое 3. с отверсти-
ем посередине, предназначенное для того, чтобы на-
правлять узкий пучок света внутрь глаза, уха, носа,
гортани.
И
ИЗЛУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННОЕ
Квантовый эффект, существование которого в
1916 г. предсказал А. Эйнштейн. Если на возбуж-
денную микросистему (атом, молекулу), т. е. сис-
тему, находящуюся на возбужденном энергетиче-
ском уровне (см. Бора постулаты), падает фотон с
частотой v = (Еп — Е^)/К, равной частоте перехода
с уровня Еп на уровень Е*, то этот фотон вынуж-
дает (стимулирует) переход системы на низший
энергетический уровень, что приводит к излуче-
нию вторичного фотона. Поскольку вторичный и
первичный фотоны совершенно одинаковы и не-
различимы, при И. в. происходит усиление волны
с сохранением ее частоты, фазы, плоскости по-
ляризации и направления распространения, т. е.
волна оказывается монохроматической и коге-
рентной. На возможность использования И. в.
для усиления света впервые указал В. А. Фабри-
кант (1939). Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и амер,
физик Ч. Таунс на основе И. в. построили первые
квантовые генераторы на аммиаке — мазеры
(1954); принцип И. в. лежит в основе действия оп-
тических квантовых генераторов — лазеров.
62
ИЗЛУЧЕНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЕ
Поток заряженных частиц (альфа-частицы, элек-
троны, позитроны, протоны и т. п.) и нейтро-
нов, а также фотонов высокой энергии (рентге-
новское и гамма-излучение), которые при взаимо-
действии с веществом вызывают его ионизацию.
Заряженные частицы своим электрическим по-
лем ионизируют вещество, отрывая электроны от
атомов и превращая их тем самым в ионы. Ней-
троны вызывают в веществе ядерные реакции, на-
пример деление ядер (см. Ядерная цепная реак-
ция), или выбивают протоны из водородосодержа-
щих сред, в частности органических соединений.
Рентгеновские или гамма-фотоны выбивают из
атомов электроны за счет фотоэффекта, эффек-
та Комптона, а также при достаточно высокой
энергии (более 1,02 МэВ) порождают в поле ядра
электронно-позитронные пары. И. и. оказывает
поражающее действие на живые организмы и при
значительной дозе могут вызвать необратимые
процессы вплоть до летального исхода.
ИЗЛУЧЕНИЕ САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ
Квантовый эффект, заключающийся в том, что
возбужденная микросистема (атом, молекула), на-
ходящаяся на возбужденном энергетическом уров-
не Еп, без всякого внешнего воздействия, самопро-
извольно, переходит на более низкий уровень Е^,
испуская при этом фотон, которому соответствует
волна с частотой v = (Еп - E^/h, где h — Планка
постоянная. Поскольку переходы различных ато-
мов (или молекул) друг с другом не согласованы, то
волна, испускаемая за счет И. с., оказывается не-
когерентной и неполяризованной (естественный
свет; см. Поляризация). И. с. в обычных условиях
превосходит по мощности излучение вынужден-
ное, что и определяет немонохроматичный, некоге-
рентный и неполяризованный характер излуче-
ния, испускаемого раскаленными телами, плаз-
мой, а также за счет люминесценции.
63
ИЗОБАРА (от греч. isos — равный, одинаковый и baros —
тяжесть)
Линия на диаграмме состоя-
ния, изображающая процесс,
происходящий при постоян-
ном давлении (см. Изобарный
процесс). Наиболее простым
является уравнение И. идеаль-
ного газа: V/T = const, где V —
объем, Т — абсолютная тем-
пература.
Изобара
ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, происходящий в физической системе
при постоянном внешнем давлении; на диаграм-
ме состояния изображается изобарой.
ИЗОТЕРМА (от греч. isos — равный, одинаковый и terma —
тепло)
Линия на диаграмме состоя- L
ния, изображающая изотерми- i
ческий процесс. Наиболее про- I
стым является уравнение И. \
идеального газа: pV = const, где
р — давление, V — объем.
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС V
„ м . Изотерма
Процесс, происходящий в фи-
зической системе при постоянной температуре; на
диаграмме состояния изображается изотермой.
ИЗОТОПЫ (от греч. isos — одинаковый и topos — место)
Разновидности данного химического элемента,
различающиеся по массе ядер. Обладая одинако-
выми зарядами ядер (атомным номером), но раз-
личаясь числом нейтронов, И. имеют одинаковое
строение электронных оболочек, т. е. имеют оди-
наковые химические свойства, и занимают одно и
то же место в периодической системе химических
элементов.
ИЗОТРОПИЯ (от греч. isos — равный, одинаковый и
tropos — поворот, направление)
Независимость свойств среды (вещества) от на-
правления.
64
ИЗОХОРА (от греч. isos — равный, одинаковый и chora —
занимаемое место)
Линия на диаграмме со- Pi
стояния, изображающая
изохорный процесс. Наибо-
лее простым является урав-
нение И. для идеального
газа: р/Т = const, где р —
давление, Т — абсолютная О
температура. и Т
ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС зохора
Процесс, происходящий в физической системе
при постоянном объеме; на диаграмме состояния
изображается изохорой.
ИКОНОСКОП (от греч. eikon — изображение и skopeo —
смотрю, рассматриваю)
Одна из первых передающих телевизионных тру-
бок с накоплением электрических зарядов для
преобразования оптического изображения в теле-
визионные сигналы.
ИМПУЛЬС ТЕЛА (или количество движения)
Физическая величина, равная произведению массы
тела т на его скорость V. И. т. — векторная вели-
чина; направление вектора импульса совпадает с
направлением вектора скорости. За единицу И. т. в
СИ принят И. т. массой 1 кг, движущегося со ско-
ростью 1 м/с. Единица измерения — кг • м/с.
ИМПУЛЬС ФОТОНА
Величина, характеризующая взаимодействие фо-
тона с частицами вещества (см. Комптона эф-
фект) или макроскопическими телами (см. Давле-
ние света). И. ф. Рф - Еф/с = Av/c « А/Х, где h —
Планка постоянная, Еф — энергия фотона, с —
скорость света, v и X — частота и длина волны,
соответствующей данному фотону (см. Корпуску-
лярно-волновой дуализм).
ИМПУЛЬСА ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ (см. Сохранения законы).
ИНДУКТИВНОСТЬ (от лат. inductio — наведение, побуждение)
Физическая величина, характеризующая магнит-
ные свойства электрической цепи. Ток, текущий в
проводящем контуре, создает в окружающем про-
3 Зак. № 409
65
странстве магнитное п,оле, причем магнитный по-
ток Ф, пронизывающий контур, прямо пропор-
ционален силе тока Г. Ф = LI. Коэффициент про-
порциональности L называется И. или коэффици-
ентом самоиндукции контура. И. зависит от
размеров и формы контура, а также от магнитной
проницаемости окружающей среды. Единица СИ
индуктивности — генри (Гн). Практически участ-
ки цепи со значительной И. выполняются в виде
катушек индуктивности. Для увеличения И. при-
меняют катушки с ферромагнитными сердечника-
ми. И. длинного соленоида, имеющего N витков,
площадь поперечного сечения S и длину Z, в среде с
магнитной проницаемостью ц равна L — \l\LqN2S/19
где Цо — магнитная постоянная.
ИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОТСЧЕТА (ИСО)
Система отсчета, в которой выполняется закон
инерции: тело, не взаимодействующее с другими
телами, покоится относительно ИСО или движет-
ся прямолинейно и равномерно (см. Ньютона за-
коны механики). Понятие ИСО является абстрак-
цией. Реальные системы отсчета могут рассмат-
риваться как инерциальные лишь с известной ме-
рой приближения. С большой степенью точности
можно в качестве ИСО рассматривать систему,
центр которой находится в центре Солнца, а оси
координат направлены на неподвижные звезды
(гелиоцентрическая система). Для многих задач
ИСО можно считать систему, связанную с Землей
(геоцентрическая система). Любая система отсче-
та, движущаяся прямолинейно относительно ка-
кой-либо ИСО, тоже является инерциальной.
ИНЕРЦИЯ (от лат. inertia — бездействие)
Явление, заключающееся в том, что если на тело
не действуют никакие силы, то это тело по отно-
шению к инерциальной системе отсчета либо
покоится, либо движется прямолинейно и равно-
мерно. Впервые принцип И. выдвинул Г. Галилей
(1609), а как первый закон динамики он был
сформулирован И. Ньютоном (1687) (см. Ньютона
законы механики).
66
ИНТЕГРАЛЬНАЯ МИКРОСХЕМА (интегральная схема)
Микроминиатюрное электронное устройство, все
или часть элементов которого нераздельно связаны
конструктивно и соединены между собой электри-
чески. В этом устройстве с высокой плотностью
упаковки расположены электрически соединенные
элементы, выполняющие функции диодов, тран-
зисторов, резисторов, конденсаторов и других
электронных приборов. Например, в микросхеме
объемом 1 мм3 интегрируется (объединяется) свы-
ше 106 электронных элементов (приборов). Разли-
чают два основных типа И. с.: полупроводниковые
(ПП) и пленочные. Применяются для микроми-
ниатюризации радиоэлектронных устройств.
ИНТЕНСИВНОСТЬ ВОЛНЫ (см. Плотность потока излучения).
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Пространственное перераспределение энергии све-
тового излучения при сложении двух когерент-
ных световых волн, т. е. волн одинаковой часто-
ты, сохраняющих во времени постоянную раз-
ность фаз. В результате интерференции монохро-
матического света наблюдается чередование
светлых и темных полос (или колец); при интер-
ференции белого света возникает спектральное
разложение. Интерференционные максимумы
возникают в случае, если оптическая разность хо-
да между волнами равна четному числу полуволн,
минимумы — при равенстве разности хода нечет-
ному числу полуволн.
ИНТЕРФЕРОМЕТР
Измерительный прибор, в котором используется
интерференция волн для точных измерений длин
волн спектральных линий, показателей прелом-
ления прозрачных сред, контроля качества обра-
ботки поверхностей, проверки мер длины и т. д.
Существуют И. для звуковых и электромагнит-
ных волн. Принцип действия всех И. одинаков и
различаются они лишь методами получения коге-
рентных волн и тем, какая величина измеряется.
В оптическом И. пучок света с помощью того или
иного устройства пространственно разделяется на
з*
67
два или большее число когерентных пучков, кото-
рые проходят различные оптические пути, а за-
тем сводятся вместе. При схождении пучков на-
блюдается интерференционная картина, вид ко-
торой (т. е. форма и взаимное расположение ин-
терференционных максимумов и минимумов)
зависит от способа разделения пучка света на ко=
герентные пучки, от числа интерферирующих
пучков, разности их оптических путей (оптиче-
ской разности хода), размеров источника, спек-
трального состава света.
ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Электромагнитное излучение с длиной волны
примерно от 760—780 нм до 1—2 мм. Испускает-
ся нагретыми телами и поэтому часто называется
тепловым. И. и. составляет ок. 50% излучения
Солнца, большую часть (70—80%) излучения
ламп накаливания. Используется для сушки про-
дуктов и лакокрасочных покрытий, в приборах
ночного видения и др. Открыто англ, астрономом
В. Гершелем в 1800 г.
ИОНИЗАЦИЯ В ГАЗАХ
Отрыв от атома шл. молекулы газа одного или
нескольких электронов. В результате ионизации
в газе возникают свободные носители заряда
(электроны и ионы) и он приобретает способность
проводить электрический ток.
ИОНИЗАЦИЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТА И РАС-
ПЛАВАХ
Распад молекул растворенных или расплавлен-
ных веществ на ионы в результате взаимодейст-
вия с растворителем и влияния высокой темпера-
туры.
ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ
Электрическая проводимость некоторых веществ,
например электролитов, обусловленная содержа-
щимися в них свободными ионами, которые мо-
гут упорядоченно перемещаться в веществе под
действием внешнего электрического поля.
ИОНЫ (от греч. 16 п — идущий)
Электрически заряженные частицы, образующиеся
при потере или присоединении электронов атома-
68
ми или молекулами, В виде самостоятельных час-
тиц встречаются во всех агрегатных состояниях
вещества — в газах (например, в атмосфере), жид-
костях (в водных растворах или расплавах элек-
тролитов), плазме. И. могут быть положительны-
ми (при потере электронов) или отрицательными
(при присоединении электронов); заряды И. обо-
значаются знаками «плюс» и «минус». Заряд И.
кратен заряду электрона.
ИСКРОВАЯ КАМЕРА
Прибор для наблюдения и регистрации следов (тре-
ков) частиц, основанный на возникновении искро-
вого разряда в газе при попадании в него частицы.
Используется для исследования ядерных реакций,
в экспериментах на ускорителях и при исследова-
нии космических лучей. Простейшая И. к. — два
плоскопараллельных электрода, пространство ме-
жду которыми заполнено газом (чаще Ne, Аг или
их смесью). Площадь пластин — от десятков квад-
ратных сантиметров до нескольких квадратных
метров. Одновременно с прохождением частицы на
электроды И. к. подается короткий импульс высо-
кого напряжения, создающего в И. к. сильное
электрическое поле (5—20 кВ/см). В результате
ударной ионизации на очень коротком пути обра-
зуются электронно-фотонные лавины, видимые
глазом.
ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ (ИСЗ)
Летательный космический аппарат, движущийся
по орбите вокруг Земли. Для этого ему необходи-
мо сообщить скорость вблизи земной поверхности
в 7,91 км/с (т. е. первую космическую скорость).
Минимальная высота полета ИСЗ над Землей —
140—150 км (на меньшей высоте произойдет бы-
строе его торможение в атмосфере); наибольшая
высота орбиты (высота апогея) — до сотен тысяч
километров. ИСЗ используются для научных ис-
следований и решения прикладных задач. С этой
целью запускаются спутники связи, метеорологи-
ческие, исследовательские и другие ИСЗ. Первый
в мире ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 г.
69
ИСПАРЕНИЕ
Переход вещества с поверхности жидкого или твер-
дого состояния в газообразное — пар (см. Агрегат-
ные состояния вещества). Если давление насыщен-
ного пара становится равным внешнему давлению
или превышает его, то И. переходит в кипение.
КАЛОРИМЕТР (от лат. calor — тепло и греч. metreo — изме-
ряю)
Прибор для определения различных калоримет-
рических величин: удельной теплоемкости,
удельной теплоты сгорания и т. д. Современные
К. работают в диапазоне температур от 0,1 до
3500 К и позволяют измерять количество теплоты
с относительной погрешностью до 10”2 %. Конст-
рукции К. весьма разнообразны.
КАМЕРТОН (нем. kammerton)
Прибор — источник звука в виде U-образного ме-
таллического стержня, закрепленного так, что
его концы могут свободно колебаться. К. в музы-
ке служит эталоном высоты тона при настройке
музыкальных инструментов и в пении.
КАНДЕЛА (от лат. candela — свеча)
Единица силы света, одна из основных единиц
СИ. Равна силе света в заданном направлении ис-
точника, испускающего монохроматическое из-
лучение частотой 520 • 1012 Гц, энергетическая
сила света которого в этом направлении составля-
ет 1/683 Вт/ср. Обозначение — кд (русское),
cd (международное).
КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ (от лат. capillaris — волосной)
Явления, вызываемые влиянием сил межмолеку-
лярного взаимодействия на равновесие и движе-
ние поверхности раздела жидкостей и границ
жидкостей с твердыми телами. Наиболее распро-
страненный пример К. я. — поднятие (или опус-
70
какие) жидкости в капиллярах (узких трубках) и
в пористых средах, обусловливающие, например,
движение воды в почве. Высота подъема h жидко-
сти в капилляре тем больше, чем меньше радиус ка-
пилляра г. Кроме того, высота подъема зависит от
свойств самой жидкости — ее поверхностного на-
, 2о
тяжения а и плотности р: п » где g — ускоре-
ние свободного падения тел. Жидкость, не смачи-
вающая стенки капилляра, опускается на расстоя-
ние й, определяемое по той же формуле.
КАРНО ЦИКЛ
Обратимый круговой процесс, состоящий из двух
изотермических и двух адиабатных процессов. На-
зван по имени франц, инженера С. Карно. Тепловой
двигатель, работающий по К. ц., имеет максималь-
но возможное значение КПД- Лмакс (^1
где — абсолютная температура нагревателя,
Т2 — холодильника. К. ц. — идеальный цикл, при-
ближение к которому — важнейшая техническая
71
КАТИОНЫ (от треп, k/itinn — идущий вниз)
Положительно заряженные ионы. В электриче-
ском поле (например, при электролизе) движутся
к отрицательному электроду (катоду). Заряд К.
обозначается знаком «плюс» (например, Zn2+ —
двухзарядный К. цинка).
КАТОД (от греч. kathodos — ход вниз, возвращение)
1) Отрицательный полюс гальванического элемента
или электрического аккумулятора; 2) электрод
прибора (аппарата), соединяемый с отрицательным
полюсом источника электрического тока; 3) источ-
ник электронов в электровакуумных приборах.
КВАНТ ДЕЙСТВИЯ
То же, что постоянная Планка.
КВАНТ СВЕТА
Элементарная порция электромагнитного излуче-
ния данной частоты; энергия кванта света (фото-
на) Е = hv = tun, где v — частота, to = 2jcv — круго-
вая частота, Л и ft — постоянная Планка (квант
действия).
КВАНТ ЭНЕРГИИ
Элементарная, далее неделимая порция энергии,
соответствующая определенной частоте волны
(см. Квант света).
КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
Современная физическая теория, устанавливаю-
щая способ описания и законы поведения микро-
частиц (элементарных частиц, атомов, молекул,
ядер), а также систем этих частиц (кристаллов,
жидкостей, многие свойства газов). Была сформу-
лирована в 1927 г. В. Гейзенбергом и Э. Шрединге-
ром. В 1928 г. П. Дирак сформулировал релятиви-
стские уравнения К. м. Возникла К. м. в начале
XX в., когда было обнаружено ограничение приме-
нения законов ньютоновской механики для описа-
ния движения микрочастиц и что в ряде случаев
поток микрочастиц проявляет волновые свойства.
Учет этих особенностей поведения микрочастиц
позволил создать последовательную теорию явле-
ний микромира. На основе К. м. оказалось воз-
можным объяснить строение атомов и происхож-
дение химической связи, периодическую систему
72
элементов Д. И. Менделеева, свойства твердых тел
(проводимость металлов и полупроводников, фер-
ромагнетизм, сверхтекучесть, сверхпроводи-
мость и т. д.).
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Современная физическая теория явлений микроми-
ра, включающая квантовую механику, квантовую
оптику, квантовую электродинамику, квантовую
статистику и т. д. Впервые квантовые представле-
ния ввел М. Планк в 1900 г. в работе, посвященной
теории теплового излучения, предположив, что
энергия излучается и поглощается отдельными пор-
циями — квантами. Ranee К. ф. развивалась по
двум направлениям — обоснование дискретности
излучения, в том числе и света (А. Эйнштейн, 1905;
А. Комптон, 1922), и обоснование наличия у час-
тиц волновых свойств (Л. де Бройль, 1924). Тем
самым было установлено наличие двойственных
корпускулярно-волновых свойств как у излучения,
так и у частиц вещества (корпускулярно-волновой
дуализм), что является основным принципом совре-
менной К. ф.
КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР
Источник монохроматического когерентного элек-
тромагнитного излучения (оптического или радио-
диапазона), в котором используется явление выну-
жденного излучения атомов, молекул и т. д. В ка-
честве рабочего вещества в К. г. используют газы,
кристаллические и аморфные диэлектрики, полу-
проводниковые кристаллы. Возбуждение рабочего
вещества, т. е. подача энергии, необходимой для
работы К. г., осуществляется сильным электриче-
ским полем, светом от внешнего источника, элек-
тронными пучками и т. д. Излучение К. г. помимо
монохроматичности и когерентности обладает уз-
кой направленностью и значительной мощностью
(см. Лазер).
КВАНТОВЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР (см. Лазер).
КВАРКИ
Гипотетические микрочастицы, из которых состоят
адроны (барионы и мезоны). Гипотеза выдвинута в
1964 г. М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом. Вначале
73
были введены три К. и9 d9 s (и соответственно три
антикварка й9 d9 §) а затем были введены еще два К.
с и & с соответствующими антикварками с и Ь. Есть
предположение о наличии шестого К. t с антиквар-
ком ?.Спин К. полуцелый, их электрический заряд
равен или ±(2/3)е, где е = 1,602 • 10“"16Кл. —
элементарный заряд (заряд электрона). Предпо-
лагается, что каждый барион состоит из трех К., а
мезон — из К. и антикварка. Модель К. оказалась
весьма удачной, она позволила с единых позиций и
с помощью единого математического аппарата опи-
сать свойства множества барионов и мезонов и пред-
сказать свойства новых, неизвестных ранее частиц,
которые затем были экспериментально обнаруже-
ны. Трудность модели К. состоит в том, что в экспе-
рименте не удается обнаружить частицы, заряд ко-
торых составлял бы дробную часть заряда электро-
на. Предполагается, что К. не могут существовать в
свободном состоянии, т. е. барион или мезон нельзя
разложить на составные части.
КЕЛЬВИН
Единица термодинамической температуры (абсо-
лютной температуры), одна из основных единиц
СИ. Равен 1/273,16 части термодинамической тем-
пературы тройной точки воды. Применяется как
единица Международной практической темпера-
турной шкалы, по которой градуируются термо-
метры. Обозначение — К. 1 К = 1 °C. Названа в
честь англ, физика У. Томсона (Кельвина).
КИЛОВАТТ-ЧАС
Внесистемная единица работы (энергии), допус-
каемая к применению наравне с единицами СИ.
Обозначение — кВт • ч (русское), kWh (междуна-
родное). 1 кВт • ч = 3,6 • 106 Дж = 3,6 • 103 кДж.
КИЛОГРАММ
Единица массы, одна из основных единиц СИ. Ра-
вен массе международного прототипа (образца) ки-
лограмма. Обозначение — кг (русское), kg (между-
народное). Прототип К. изготовлен в 1799 г. в фор-
ме цилиндра высотой и диаметром 39 мм из плати-
но-иридиевого сплава.
74
КИНЕМАТИКА (от греч. kinema — движение)
Раздел механики, описывающий геометрические
свойства движения тел без учета их масс и дейст-
вующих сил. Основная задача К. — изучение дви-
жения материальных точек или тел в данной сис-
теме отсчета и определение кинематических ха-
рактеристик — скорости и ускорения.
КИНЕСКОП (от греч. kinesis— движение и skopex — смот-
рю, наблюдаю)
Приемная телевизионная трубка для преобразова-
ния электрических телевизионных сигналов в види-
мое изображение. В электронно-лучевых трубках
(ЭЛТ) телевизоров поток электронов (электронный
луч) падает на переднюю стенку трубки — экран,
покрытый составом, который светится под ударами
электронов. Электронный луч отклоняется магнит-
ными полями катушек и воспроизводит передавае-
мое телевизионное изображение. Электронно-луче-
вые трубки для цветного телевидения имеют 3 элек-
тронные пушки и трехцветный экран.
КИПЕНИЕ
Процесс интенсивного испарения жидкости не
только с ее свободной поверхности, но и по всему
объему жидкости внутрь образующихся при этом
пузырьков пара. Жидкость кипит при температу-
ре, зависящей от химической природы жидкости
и внешнего давления. При температуре К. давле-
ние насыщенного пара над свободной поверхно-
стью жидкости равно внешнему давлению. При
увеличении внешнего давления температура К.
тоже увеличивается. Для поддержания К. к жид-
кости необходимо подводить теплоту (см. Удель-
ная теплота парообразования).
КЛАПЕЙРОНА УРАВНЕНИЕ
Зависимость между параметрами идеального газа
(давлением р, объемом V и абсолютной темпера-
турой Т), определяющими его состояние: pV = ВТ,
где коэффициент пропорциональности В зависит от
массы газа т и его молярной массы М. Установлен
франц, ученым Б. Клапейроном в 1834 г. К. у. —
наиболее простое уравнение состояния, примени-
мое с определенной степенью точности к реальным
75
газам при низких давлениях и высоких температу-
рах, когда они близки по свойствам к идеальному
газу.
КОГЕРЕНТНОСТЬ (от лат. cohaerens — находящиеся в связи)
Согласованное протекание во времени нескольких
колебательных (волновых) процессов. Когерент-
ными называют колебания с одинаковой частотой
(длиной волны) и постоянной во времени разно-
стью фаз. К. колебаний — необходимое условие
возникновения интерференции волн. Колебания
некогерентны, если их разность фаз зависит от
времени (в частности, если их частоты различны).
Понятие К. используется при описании колеба-
ний и волн любой природы и применяется в опти-
ке, радиотехнике, электротехнике, квантовой
механике.
КОЛЕБАНИЯ
Процессы, характеризуемые периодической повто-
ряемостью во времени. Значения характерной ве-
личины повторяются через промежуток времени Т,
называемый периодом К., т. е. и(Т + t) = u(t), где
u(t) — характерная величина (например, смеще-
ние, скорость, напряженность поля, энергия и
т. п.). Простейшим видом периодических К. явля-
ются синусоидальные, или гармонические, колеба-
ния. К. всегда связаны с переходом одного вида
энергии в другой и обратно: в механических К. по-
тенциальная энергия переходит в кинетическую и
обратно, в электромагнитных К. энергия электри-
ческого поля переходит в энергию магнитного поля
и обратно. К. широко распространены в природе и
технике. Наличие общих свойств и характеристик
у К. разной природы позволило разработать общую
теорию К., закономерности которой применяются
в различных областях науки и техники, в частно-
сти в акустике, электро- и радиотехнике, оптике,
теории механизмов и машин и т. п.
КОЛЕБАНИЯ СВОБОДНЫЕ
Колебания, происходящие в колебательной систе-
ме, выведенной из положения равновесия и пре-
доставленной действию внутренних сил. Приме-
76
ром систем, где происходят К. с., являются мате-
матический маятник, пружинный маятник, ко-
лебательный контур и т. п. Частота К. с.
определяется параметрами колебательной систе-
мы, амплитуда и начальная фаза определяются
начальными условиями — сообщенной колеба-
тельной системе начальной энергией и положени-
ем колебательной системы в начальный момент
времени. Свободные колебания затухают (см. За-
тухание колебаний).
КОЛЕБАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
Периодические изменения векторов электромаг-
нитного поля (векторов напряженности электри-
ческого поля и индукции магнитного поля). К. э.
возбуждаются за счет колебаний электрических
зарядов, например в колебательном контуре.
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
Простейшая электрическая колебательная систе-
ма, состоящая из последовательно соединенных
конденсатора с элек-
трической емкостью и (О
С, катушки с индук- |---------° °---
тивностыо L а актив- I
кого сопротивления R. д П —I— с
При условии, что поте- U “
ри энергии за период на Т
джоулево тепло много ’—чл^льлл---
меньше максимальной L
энергии магнитного по-
ля катушки (т. е. при R Jl7c), в К. к. при со-
общении ему энергии (например, за счет зарядки
конденсатора) возникают свободные электромаг-
нитные колебания, период которых Т - 2kJlC
(формула Томсона).
КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА
Число структурных элементов (молекул, атомов,
ионов и т. п.), из которых состоит данное тело.
Так как массы отдельных структурных элементов
(например, молекул) отличаются друг от друга, то
одинаковые К. в. имеют разную массу. Единица
СИ К. в. — моль.
77
КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ
Энергетическая характеристика процесса тепло-
обмена, .измеряемая энергией, которую получает
(отдает) в процессе теплообмена рассматриваемое
тело (или система). В отличие от внутренней
энергии К. т. зависит не только от того, каковы
начальное и конечное состояния этого тела, по и
самого процесса перехода (процесс передачи теп-
лоты). Понятие К. т. широко используется в тер-
модинамике (см. Первое начало термодинамики,
Удельная теплоемкость) и в теплотехнике.
КОМПТОНА ЭФФЕКТ
Явление упругого рассеяния электромагнитных
волн на свободных электронах. Открыт А. Ком-
птоном (1922) при рассеянии рентгеновских лу-
чей в парафине и сводится к тому, что в рассеянной
волне наблюдаются две компоненты. Длина волны
первой компоненты совпадает с длиной падающей
волны, что соответствует классической теории; дли-
на волны второй компоненты больше длины падаю-
щей волны и зависит от угла рассеяния. Объяснение
К. э. вытекает из квантовой теории. Фотон с им-
пульсом роф = Л/Xq и энергией Еоф = hc/lq сталки-
вается со свободным электроном и передает ему
часть своего импульса и энергии; при этом импульс
и энергия фотона уменьшаются: рф = < роф и
Еф = hc/X < Еоф, следовательно, длина волны воз-
растает: АХ = X - Хо = (1 - cos 0), где h — посто-
янная Планка, те — масса покоя электрона, с —
скорость света в вакууме и 0 — угол рассеяния. Та-
ким образом, К. э. является доказательством нали-
чия у света наряду с волновыми корпускулярных
свойств (см. Корпускулярно-волновой дуализм).
КОНВЕКЦИЯ (от лат. convectio — принесение, доставка)
Перенос теплоты в жидкостях, газах потоком ве-
щества. Естественная К. возникает в поле силы
тяжести при неравномерном нагреве газов, жид-
костей. Нагретое вещество под действием архиме-
довой силы перемещается относительно менее на-
78
гретого вещества в направлении, противополож-
ном направлению силы тяжести. К. приводит к
выравниванию температуры вещества. Интенсив-
ность К. зависит от разности температур между
слоями, теплопроводности среды. К. широко рас-
пространена в природе: в земной атмосфере, океа-
не, недрах Солнца и др.
КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Устройство из двух или более электродов (обкладок),
разделенных диэлектриком, толщина которого мала
по сравнению с размерами обкладок. К. э. часто
включается в электрическую цепь группами (в виде
батарей); при параллельном соединении К. э. общая
емкость батареи С$ = 4- С2 4-... 4- Сп, при последо-
111 1
вательном соединении тг = тг + тг 4-... + тг , где
сб е1 G2
CpCg,Сп — емкости отдельных К. э., состав-'
ляющих батарею. В зависимости от типа диэлек-
трика, материала обкладок и конструктивного ис-
полнения различают конденсаторы бумажные, воз-
душные, керамические, пленочные, слюдяные,
электролитические и др.
КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ
Конденсатор, в котором диэлектриком служит
слой окиси алюминия, нанесенный на алюми-
ниевую фольгу и находящийся в контакте с вяз-
ким раствором электролита. Емкость К. э. —
0,1—1000 мкФ. Применяется в электрических
цепях для сглаживания пульсирующих напряже-
ний до 600 В.
КОНДЕНСАЦИЯ (от лат. condensat — уплотняю, сгущаю)
Переход вещества из газообразного состояния в
жидкое или кристаллическое. К. возможна при
температурах ниже критической (см. Критиче-
ское состояние вещества).
КОНСЕРВАТИВНАЯ СИСТЕМА (от лат. conserve — сохраняю)
Механическая система, для которой имеет место
закон сохранения механической энергии, т. е. сум-
ма кинетической и потенциальной энергии систе-
мы постоянна. Другие законы сохранения, напри-
79
мер количества движения, могут при этом не со-
блюдаться. В земных условиях, где неизбежно на-
личие сил сопротивления (трения, сопротивления
среды и др.), вызывающих убывание механиче-
ской энергии и переход ее в другие формы энергии,
К. с. осуществляется лишь грубо приближенно.
КООРДИНАТЫ (от лат. со — совместно и ordinatus — упо-
рядоченный)
Числа, заданием которых можно определить по-
ложение точки на линии, на плоскости (поверхно-
сти) или в пространстве. Наиболее простыми яв-
ляются декартовы К. (прямоугольные К.). В про-
странстве — это абсцисса х, ордината у9 апплика-
та z, на плоскости — две К. (х и у). При движении
точки относительно системы отсчета ее К. явля-
ются функциями времени.
КОРОННЫЙ РАЗРЯД (см. Электрический ток в газах).
КОРПУСКУЛА (от лат. corpusculum — частица)
Частица в классической (неквантовой) физике, дви-
жущаяся по законам ньютоновской механики. Ча-
ще употребляется прилагательное от К. — корпус-
кулярный, т. е. обладающий свойствами частицы.
КОРПУСКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА (от лат. corpusculum —
частица)
Классическая (неквантовая) теория, господствовав-
шая в XVH—XVIH вв., согласно которой свет пред-
ставлялся в виде частиц, выбрасываемых светящи-
мися телами и движущимися далее по законам
ньютоновской механики. На основе К. т. с. очень
просто объяснялось прямолинейное распростране-
ние света в однородной среде (закон инерции)9 об-
разование тени, отражение и преломление света.
Серьезный удар К. т. с. был нанесен измерениями
скорости света, которые показали, что скорость
света в веществе меньше, чем в вакууме, хотя по
корпускулярной теории должно было быть наобо-
рот. К. т. с. не могла объяснить явления интерфе-
ренции и дифракции света. В начале XIX в., в ос-
новном после работ О. Френеля по обоснованию
волновой оптики, К. т. с. была отброшена.
80
КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ
Основное представление, лежащее в основе кван-
товой. механики, согласно которому в поведении
микрообъектов проявляются как волновые, так и
корпускулярные свойства. Так, электромагнит-
ная волна с частотой v и длиной волны X = c/v
проявляет как чисто волновые свойства при ин-
терференции, дифракции и поляризации, так и
корпускулярные свойства при фотоэффекте, при
рассеянии на электронах (Комптона эффект) и
т. п. В этих опытах свет ведет себя аналогично по-
току частиц (фотонов) с энергией Еф = hv и им-
пульсом Рф — h/k. С другой стороны, поток частиц
с энергией Е и импульсом р = то (например, пу-
чок электронов) в некоторых случаях проявляет
волновые свойства (дифракция электронов в кри-
сталлах; см. Квантовая физика), соответствую-
щая волна де Бройля (1924) имеет длину волны
X = h/(mv) К.-в. д. является теоретической осно-
вой современной квантовой механики, которая
последовательно учитывает и корпускулярные, и
волновые свойства микрочастиц.
КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ
Потоки частиц высокой энергии, приходящих на
Землю из мирового пространства (первичные
К. л.). Первичные К. л. состоят главным образом
из протонов (90%), альфа-частиц, других атом-
ных ядер и небольшого количества электронов,
позитронов и фотонов большой энергии. Про-
ходя через атмосферу, все эти частицы взаимо-
действуют с атомными ядрами воздуха, образуя
вторичные К. л. В состав последних входят все
известные элементарные частицы. Существова-
ние К. л. было установлено в 1912 г. по произво-
димой ими ионизации воздуха. Поток К. л. у по-
верхности Земли равен примерно 1 частица/см2 в
одну секунду.
КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ (первая Vj, вторая од, третья гщ)
Минимальные начальные скорости, при которых
космический аппарат может: 1) стать спутником
81
планеты — гь; 2) преодолеть гравитационное притя-
жение планеты — ип; 3) покинуть Солнечную систе-
му, преодолев притяжение Солнца, — иш. Первая
К. с. для спутников Земли составляет = 7,9 км/с.
Вторая К. с. (у поверхности Земли) = 11,19 км/с.
Третья К. с. для тела, запускаемого с Земли, состав-
ляет = 16,67 км/с. Для Луны: t>j = 1,68 км/с;
= 2,37 км/с.
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД)
Безразмерная величина, характеризующая сте-
пень совершенства технического устройства (ма-
шины, генератора, двигателя и др.) по преобразо-
ванию энергии из одной формы в другую. Обозна-
чается Т|. Определяется отношением полезно ис-
пользованной энергии Wn0Jl ко всей энергии W,
полученной устройством: 1] = И^пол/^- В электри-
ческих двигателях КПД равен отношению совер-
шаемой полезной механической работы к элек-
трической энергии, получаемой от источника, в
тепловых — отношению полезной механической
работы, совершаемой двигателем, к затрачивае-
мому количеству теплоты и т. п. Из-за различных
неизбежных потерь энергии (из-за трения, нагре-
вания окружающих тел и др.) КПД любого реаль-
ного технического устройства меньше единицы.
КПД выражается в процентах. КПД некоторых
устройств: простейший рычаг — ок. 99%, блок
(подвижный и неподвижный) — 94—98%, элек-
трический трансформатор большой мощности —
до 98%, мощный электрический индукционный
генератор — до 98%, двигатель внутреннего сго-
рания (дизельный) — 45%, лучшие тепловые
электростанции — до 40%.
КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
Величина, характеризующая внешнее трение, т. е.
механическое сопротивление, возникающее в плос-
кости касания двух прижатых друг к другу тел при
их относительном перемещении (см. Сила трения).
В зависимости от вида перемещения одного тела по
82
другому различают К. т. скольжения и К. т. каче-
ния. К. т. скольжения цс __ отношение силы трения
F к реакции опоры N, возникающей при приложе-
нии нагрузки, прижимающей одно тело к другому,
и направленной по нормали к поверхности касания:
pc = F/N. В зависимости от значения тангенциаль-
ной составляющей силы (составляющей силы, па-
раллельной касательной к поверхности соприкосно-
вения тел) различают К. т. покоя (см. Сила трения)
и К. т. скольжения. Эти К. т. могут изменяться в
широких пределах в зависимости от шероховатости
и волнистости поверхностей, характера пленок, по-
крывающих поверхности, свойства соприкасаю-
щихся материалов и др. К. т. качения Нк — величи-
на, характеризующая сопротивление свободному ка-
чению твердого тела (например, колеса), определя-
ется отношением момента М сопротивления пере-
катыванию к нормальной нагрузке: = M/N.
КОЭФФИЦИЕНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ
Величина, определяемая как относительное прира-
щение электрического сопротивления при измене-
нии температуры на 1 К (или 1 °C): а = (R - R^/Rtf,
где R — сопротивление при температуре t, Rq —
сопротивление при-О °C. Различают материалы с
отрицательным К. э. с. т., у которых электриче-
ское сопротивление с ростом температуры убывает,
и с положительным К. э. с. т., у которых оно воз-
растает. Единица СИ К. э. с. т. — К"1.
КРИСТАЛЛЫ (от греч. krystallos, буквально — лед, горный
хрусталь)
Твердые тела, имеющие упорядоченное взаимное
расположение образующих их частиц — атомов,
ионов, молекул. Частицы образуют пространст-
венную кристаллическую решетку (дальний по-
рядок). Каждому химическому веществу соответ-
ствует определенная кристаллическая атомная
структура. Специфическая структура К. обуслов-
ливает особенности их физических свойств (см.
Анизотропия, Полупроводники). Одиночный К.
83
называется монокристаллом в отличие от поли-
кристалла, состоящего из множества мелких мо-
нокристаллов (кристаллических зерен).
КРИТИЧЕСКАЯ МАССА
Наименьшая масса делящегося вещества, при ко-
торой может протекать самоподдерживающаяся
пепная реакция деления атомных ядер. К. м. для
урана-235 — 0,8 кг, для плутония-239 — 0,5 кг.
КРИТИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА (см. Критическое состоя-
ние вещества).
КРИТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
Минимальные размеры активной зоны ядерного
реактора, при которых в нем возможна цепная ре-
акция. Для ядерного реактора из естественного
урана (делящееся вещество) и графита (замедли-
тель) размеры по высоте и диаметру активной зо-
ны ядерного реактора составляют 5—10 м. Кри-
тический объем энергетических ядерных реакто-
ров достигает сотен кубических метров.
КРИТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ (см. Критическое состояние
вещества).
КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА
Специфическое состояние вещества, характери-
зующееся тем, что плотность насыщенного пара
оказывается равной плотности жидкости, с кото-
рой пар находится в состоянии динамического
равновесия. Этому состоянию соответствуют кри-
тические значения температуры, давления и
плотности. Так, для воды tKp = 374,15 °C,
ркр = 22,13 МПа, ркр = 320 кг/м3; для водорода
tKp = -239,9 °C, ркр = 1,29 МПа, ркр = 31 кг/м3;
для гелия tKp = -267,9 °C, ркр = 0,23 МПа и
Ркр = 69,3 кг/м3. К. с. в. не описывается Менделее-
ва—Клапейрона уравнением. Переход вещества в
К. с. сопровождается интенсивными флуктуациями
плотности, вследствие чего по всему объему непре-
рывно возникают и тут же исчезают капельки жид-
кости, вещество мутнеет и переливается (явление
опалесценции). При К. с. в. поверхностная энергия,
поверхностное натяжение и удельная теплота
84
парообразования обращаются в нуль. Выше крити-
ческой температуры никаким увеличением давле-
ния нельзя превратить газ в жидкость и тем более в
кристалл. Причина заключается в том, что выше
этой температуры молекулярные силы не могут
удержать вещество в конденсированном состоянии.
КУЛОН
Единица СИ количества электричества (электриче-
ского заряда). Равен количеству электричества,
проходящего сквозь поперечное сечение проводни-
ка при силе тока 1 А за время 1 сь Обозначение —
Кл (русское), С (международное). Единица названа
в честь франц, физика и инженера Ш. Кулона.
КУЛОНА ЗАКОН
Основной закон электростатики: сила взаимодейст-
вия двух точечных неподвижных заряженных тел в
вакууме прямо пропорциональна произведению мо-
дулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату
919г
расстояния между ними: F = k—> гДе 91 и 9г —
электрические заряды, г — расстояние между взаи-
модействующими зарядами, k — коэффициент про-
порциональности (этот коэффициент в СИ записы-
1
4яе0
вается в форме k =
где £q _ электрическая по-
стоянная, k = 9 • Ю9 Н • м2/Кл2). Одноименные элек-
трические заряды отталкиваются, разноименные
притягиваются. Закон открыт в 1785 г. на основе
проведенных опытов франц, физиком и инженером
Ш. Кулоном.
КЮРИ ТЕМПЕРАТУРА
Температура, выше которой у ферромагнетика
(железа, никеля, кобальта и др.) исчезают ферро-
магнитные свойства и он самопроизвольно превра-
щается в парамагнетик. Обозначается Тс. Для же-
леза Тс - 1042 К (769 "С), никеля — 631 К (358 °C),
кобальта — 1393 К (1120 °C). Названа по имени
П. Кюри. При охлаждении нагретого ферромагне-
тика ниже температуры Кюри его ферромагнитные
свойства полностью восстанавливаются.
85
ЛАЗЕР (англ, laser, составленное из первых букв Light Am-
plification by Stimulated Emission of Radiation — усиление
света с помощью индуцированного излучения), оптический
квантовый генератор (ОКГ)
Прибор, в котором осуществляется генерация мо-
нохроматических электромагнитных волн оптиче-
ского диапазона вследствие индуцированного излу-
чения. В Л. всех типов излучения генерирует ак-
тивная (рабочая) среда с избытком атомов на возбу-
жденном энергетическом уровне Е% по сравнению с
числом атомов на основном энергетическом уровне
Ех. Волны, излучаемые атомами при вынужден-
ных переходах Е2 —* Ех, по частоте и направлению
распространения, поляризации и фазе тождествен-
ны падающей волне, и, следовательно, эти волны
когерентны друг другу независимо от способа воз-
буждения атомов активной среды. Л. различаются:
1) способом возбуждения («накачки»): оптическая
накачка, электронное возбуждение, химические
реакции и т. д.; 2) рабочей средой (газы, жидкости,
твердые диэлектрики, полупроводники); 3) конст-
рукцией резонатора; 4) режимом работы (импульс-
ные, непрерывного действия). Л. характеризуются
также мощностью, КПД преобразования какого-
либо вида энергии в энергию излучения, энергией
в импульсе и др. параметрами. Л. применяются: в
геодезии для измерения расстояний и углов; в кос-
мической и наземной локации для определения
скоростей и курса кораблей, самолетов, ракет; для
сварки, резки твердых и тугоплавких материалов;
для нагрева плазмы до температуры 20 • 106 К; в
спектроскопии; в медицине и др.
ЛЕНЦА ПРАВИЛО
Основное правило, определяющее направление
индукционных токов, возникающих вследствие
86
электромагнитной индукции. Согласно правилу
Ленца, индукционный ток имеет такое направле-
ние, что его магнитное поле противодействует тем
процессам, которые вызывают возникновение
этого тока. Л. п. (по имени рус. физика Э. X. Лен-
ца, открывшего это правило в 1883 г.) является
следствием закона сохранения энергии. Л. п. гла-
сит: если магнитный поток внешнего поля через
замкнутый контур увеличивается, то индукция
магнитного поля индукционного тока направлена
противоположно магнитной индукции внешнего
поля. Если же магнитный поток внешнего поля
уменьшается, то эти направления совпадают. Ма-
тематически Л. п. выражается знаком * минус» в
формуле & = -АФ/At, где 8* — ЭД С индукции,
АФ — изменение магнитного потока за время At
(см. Электромагнитная индукция).
ЛЕПТОНЫ
Группа из шести элементарных частиц (и соот-
ветствующих шести античастиц), не участвую-
щих в сильном взаимодействии. В группу входит
электрон (масса 0,511 МэВ), мюон (масса
105,7 МэВ), тау-лептон (масса 1782 МэВ), элек-
тронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-ней-
трино. Массы всех нейтрино не определены и,
возможно, равны нулю. Электрон, мюон и тау-
лептон несут отрицательный элементарный элек-
трический заряд, их античастицы — положи-
тельные; нейтрино не обладают электрическим
зарядом. Электрон и его Античастица (позитрон)
стабильны, мюоны и тау-лептоны благодаря из-
быточной массе нестабильны и распадаются за
счет слабого взаимодействия (их время жизни со-
ответственно 2,2 • 10“6 с и > 2,8 • 10~13 с). Все леп-
тоны имеют полуцелый спин.
ЛИНЗА ОПТИЧЕСКАЯ (нем. Низе — от лат. lens — чечевица)
Тело из прозрачных для света материалов (стек-
ла, кварца и др.), ограниченное криволинейными
поверхностями (одна из поверхностей может быть
плоской) и преобразующее форму светового пуч-
87
nd. Наиболее распространены Л., поверхности ко-
торых имеют сферическую форму. Все лучи света»
проходящие через оптический центр тонкой лин-
зы, не преломляются. Различают два основных
типа Л. — собирающие и рассеивающие. Пучок
Линзы собирающие
Линзы рассеивающие
лучей света, падающий на Л. параллельно ее оп-
тической оси, после прохождения через собираю-
щую Л. сходится в точке F, а после прохождения
через рассеивающую Л. расходится так, что про-
должения всех лучей пересекаются в точке F. Точ-
ку F называют главным фокусом Л. В собирающей
Л. главный фокус называется действительным, в
рассеивающей — мнимым. Л., толщина которой
весьма мала по сравнению с радиусами кривизны
поверхностей, образующих Л., называют тонкой.
Формула тонкой Л. связывает три величины: рас-
стояние d от предмета до Л., расстояние f от изо-
бражения до Л. и фокусное расстояние F и имеет
1 1 1 „
вид 5 + = F’ Величина& = 1/F называется оп-
тической силой линзы и измеряется в диоптриях
(дптр). 1 дптр = 1 м-1. Оптическая сила собираю-
щих линз — величина положительная, рассеиваю-
щих — отрицательная. Л. широко применяются в
различных оптических приборах.
ЛИНИИ СИЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (ЛИНИИ
НАПРЯЖЕННОСТИ)
Воображаемые кривые, касательные к которым в
каждой точке совпадают с направлением вектора
напряженности электрического поля. Служат для
наглядного изображения электрических полей.
ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (ЛЭП)
Сооружение из проводников тока (проводов, кабе-
лей) и вспомогательных устройств для передачи
электрической энергии от электростанции к по-
требителям на значительное расстояние. В ЛЭП
для сокращения тепловых потерь уменьшают си-
88
лу тока (см. Джоуля—Ленца закон). Чтобы при
этом не уменьшалась передаваемая мощность, со-
ответственно повышают напряжение линии.
ЛИТР
Внесистемная единица вместимости (объема), до-
пускаемая к применению наряду с единицами
СИ. Обозначение — л (русское), 1 (международ-
ное). 1 л = 1 дм3 = 10“3 м3.
ЛОКАЦИЯ (от лат. locatio — расположение)
Обнаружение, определение местонахождения
объекта, расстояния до него, скорости его движе-
ния с помощью тех или иных методов и приборов.
С помощью звуковых сигналов (волн), отражен-
ных от объекта, осуществляют звуковую Л. Зву-
ковая Л. лежит также в основе гидролокации. Ра-
диоволны используют для радиолокации, широко
используют в военном деле и в астрономии (ра-
диолокация планет и спутников).
ЛОРЕНЦА СИЛА
Сила, с которой магнитное поле действует на
движущийся электрический заряд. Модуль Л. с.
Гл = qBv sin а, где q — электрический заряд час-
тицы, v — скорость частицы, В — индукция маг-
нитного поля, а — угол между направлениями век-
торов скорости частицы и индукции магнитного
поля. Направление Л. с. определяется правилом
левой pyi$u. В обобщенном виде подЛ. с. понимает-
ся сила F = q(E + vBn$ sin а), где Е — напряжен-
ность электрического поля, а п$ — единичный век-
тор, направление которого определяется правилом
левой руки.
89
ЛОШМИДТЛ ПОСТОЯННАЯ
Число молекул в единице объема (1 м3) идеально-
го газа (при нормальных условиях). Обозначение
NL. Определяется по уравнению = #а/^М» где
ДГд — Авогадро г.остоянная^ Им — молярный
объем идеального газа при нормальных условиях
(VM = V/n, где V — объем, м3; п — количество ве-
щества, моль). NL = 2,687 • 1025 м“3. Названа в
честь австрийского физика Й. Лошмидта.
ЛУНА
Естественный спутник Земли. Расстояние Л. от
Земли: среднее — 384 401 км, наибольшее —
406 800 км, наименьшее — 356 400 км. Средняя
скорость движения по орбите вокруг Земли —
1,02 км/с, период обращения вокруг оси — 27,3 сут.
Диаметр — 3476 км, масса — 7,35 • 1019 т, объем —
2,2 • Ю10 км3, средняя плотность — 3340 кг/м3.
Ускорение свободного падения на поверхности Л. —
1,62 м/с2.
ЛУПА (от франц, loupe)
Оптический прибор для рассматривания мелких
объектов, плохо различимых глазом. Наблюдаемый
предмет помещают от Л. на расстоянии, немного
меньшем ее фокусного расстояния F. В этих услови-
ях Л. дает прямое увеличенное и мнимое изображе-
ние предмета. Лучи от изображения попадают в глаз
под углом а, большим, чем лучи от самого предмета
(угол <р): этим и объясняется увеличивающее дейст-
вие Л. Увеличением Л. (оно обозначается греческой
буквой Г — гамма) называют отношение угла а к уг-
лу <р, под которым тот же предмет виден без Л. на
расстоянии наилучшего видения D = 250 мм. Уве-
личение Л. связано с ее фокусным расстоянием соот-
ношением Г = 250 мм/F. В зависимости от конст-
рукции Л. увеличение может иметь значения от 2 до
40—50. Простейшие Л. представляют собой соби-
рающие плоско-выпуклые линзы; их увеличение
обычно мало (около 2—3). Для больших увеличений
применяют Л., представляющие собой двух- и трех-
линзовые системы.
90
ЛЮКС (от лат. lux — свет)
Единица СИ освещенности. Равен освещенности
поверхности площадью 1 м2 при световом пото-
ке падающего на нее излучения, равном 1 лм.
Обозначение — лк (русское), 1х (международное).
ЛЮМЕН (от лат. lumen — свет)
Единица СИ светового потока. Равен световому
потоку, испускаемому точечным источником света
К телесном угле 1 ср при силе света 1 кд. Обозна-
чение — лм (русское), 1m (международное). Для
монохроматического света с частотой 540 • 1012 Гц
(длина волны 555 нм), соответствующего макси-
мальной спектральной чувствительности нормаль-
ного глаза, световой поток равен 1 лм, если мощ-
ность излучения равна 1/683 Вт.
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
Излучение, представляющее собой избыток над те-
пловым излучением, продолжающееся значитель-
но дольше периода световых колебаний. Избыток
над тепловым излучением означает, что люминес-
центное свечение возможно при низких температу-
рах, например комнатных, когда интенсивность
теплового излучения ничтожна. Наличие заметно-
го послесвечения позволяет отличить Л. от рассея-
ния и отражения света. По длительности послесве-
чения условно выделяют флуоресценцию (длитель-
ность послесвечения составляет доли секунды) и
фосфоресценцию (длительность послесвечения по-
рядка минут и часов). Для возбуждения Л. вещест-
во (люминофор) облучают либо пучком электронов
(катодолюминесценция), либо пучком фотонов
(фотолюминесценция). При облучении вещества
электроны переходят на возбужденный уровень,
затем за счет безызлучательного перехода перево-
дятся на метастабильный (относительно устойчи-
вый) уровень, с которого затем самопроизвольно
возвращаются на основной уровень, излучая фо-
тон. Применяется в экранах электронно-лучевых
трубок, в экранах рентгеновских установок, для
регистрации элементарных частиц и т. д. Широ-
кое применение имеет люминесцентный анализ
смесей веществ.
91
м
МАГНЕТИК
Термин, применяемый ко всем веществам при рас-
смотрении их магнитных свойств. Разнообразие ти-
пов М. обусловлено различием магнитных свойств
микрочастиц, образующих вещество, а также ха-
рактера взаимодействия между ними. М. классифи-
цируют по величине их магнитной проницаемости
ц: вещества с ц » 1 называют ферромагнетиками, с
ц > 1 — парамагнетиками и с |1 < 1 — диамагнети-
ками. Для самого «сильного» диамагнетика — вис-
мута ц = 0,999824; для парамагнетика — платины
р = 1,00036; ферромагнетики имеют магнитную
проницаемость в несколько тысяч единиц.
МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (см. Вектор магнитной индук-
ции).
МАГНИТНАЯ ПОСТОЯННАЯ (магнитная проницаемость
вакуума)
Коэффициент пропорциональности (обозначает-
ся Цо), входящий в некоторые формулы электро-
магнетизма при записи их в единицах СИ.
НО = 4л • 10"7 Гн/м ~ 1,257 • 10~6 Гн/м.
МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
Физическая величина» характеризующая магнит-
ные свойства среды (вещества). М. п. (обозначает-
ся буквой |1) показывает» во сколько раз индукция
магнитного поля В в однородной среде отличается
по модулю от индукции магнитного поля Bq в ва-
кууме (в той же точке пространства): ц= B/Bq.
У большинства веществ магнитные свойства выра-
жены слабо и значение ц близко к единице» за ис-
ключением ферромагнетиков, для которых ц 1.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Одна из форм проявления электромагнитного по-
ля, отличающаяся тем, что здесь отсутствует
электрическая составляющая (Е — 0). М. п. дейст-
92
вует на движущиеся электрически заряженные
частицы и тела. Количественная характеристика
М. п. — магнитная индукция.
МАГНИТНЫЙ ПОТОК (см. Поток магнитной индукции).
МАЙКЕЛЬСОНА ОПЫТ
Поставлен в 1881 г. амер, физиком А. Майкельсо-
ном и с более совершенной установкой в 1885—
1887 гг. совместно с Э. Морли. Имел своей целью об-
наружить влияние скорости движения источника и
приемника света на скорость света, иными словами,
обнаружить «эфирный ветер», существование кото-
рого предполагалось в теории неподвижного эфира.
Чувствительность используемого прибора — интер-
ферометра Майкельсона — была равна 10“8—10"9
измеряемой величины, что позволяло обнаружить
эффект порядка о2/с2, где v = 3,0 • 104 м/с — орби-
тальная скорость Земли, с = 3,0 • 108 м/с — ско-
рость света в вакууме. Опыт дал отрицательный ре-
зультат, т. е. никакого влияния скорости движения
Земли на скорость света в вакууме обнаружить не
удалось. Впоследствии М. о. проводился целым ря-
дом ученых со всевозрастающей степенью точности
и всегда давал отрицательный результат. Отрица-
тельный результат М. о. естественно объясняется в
теории относительности.
МАКСВЕЛЛА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
Распределение молекул по скоростям в состоянии
теплового равновесия. Согласно М. р. большинст-
во молекул движутся со скоростями, близкими
или равными наиболее вероятной. М. р., получен-
ное экспериментально (см. Штерна опыт), хорошо
согласуется с теоретическим распределением, ко-
торое получил англ, физик Дж. К. Максвелл еще
в 1860 г., применив к тепловому движению веро-
ятностно-статистический метод.
МАНОМЕТР (от греч. тапоз — редкий, неполный и metred —
измеряю)
Прибор для измерений давлений жидкостей и га-
зов. Различают М. для измерений абсолютного
давления, отсчитываемого от нуля (полного ва-
93
куума), и М. для измерений избыточного давле-
ния, т. е. разности между абсолютным и атмо-
сферным давлением, когда абсолютное давление
больше атмосферного. Для измерений давления,
равного атмосферному, применяют барометры;
для измерений давления, близкого к нулю, — ва-
куумметры. На практике используются М., у ко-
торых шкалы градуированы в различных едини-
цах: в Па, мм рт. ст. и др. Основной конструктив-
ный элемент М. — чувствительный элемент, яв-
ляющийся первичным преобразователем давле-
ния. В зависимости от принципа действия и кон-
струкции чувствительного элемента различают
М. жидкостные, поршневые, деформационные
или пружинные. Современные М. часто представ-
ляют собой сложные измерительные системы.
МАССА (от лат. massa — глыба, ком, кусок)
Одна из основных физических величин, опреде-
ляющая инертные и гравитационные свойства ве-
щества. Впервые понятие М. ввел И. Ньютон
(1687) при определении понятия импульса (коли-
чества движения) тела как величины, пропорцио-
нальной его М. и скорости: р = mv. М. входит и во
второй закон Ньютона: F = тиа, и в закон всемир-
7П17П2
ного тяготения: F = G—— . М. тел сравниваются
по ускорениям, которые они приобретают при
взаимодействии: т^/т2 = €Х2/а1 > гДе а1 и а2 — мо’
дули ускорения. В теории относительности
вводится понятие М. покоя и М. релятивист-
ской, Единица М. СИ — килограмм — является
одной из основных единиц СИ и определяется с
помощью эталона.
МАССА ПОКОЯ
Определяется как масса тела, измеренная в той
системе отсчета, относительно которой тело поко-
ится. Совпадает с массой в ньютоновской механи-
ке. Обозначается /тг0.
МАССА РЕЛЯТИВИСТСКАЯ
Масса тела, движущегося со скоростью v относи-
тельно системы отсчета. М. р. вычисляется по
94
'“О
формуле m = j====== (см. Зависимость мас-
71 - (v /с )
сы от скорости).
МАССОВОЕ ЧИСЛО
Общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в
атомном ядре. Обозначается буквой А; является од-
ной из основных характеристик ядра. М. ч. какого-
либо изотопа равно целому числу, ближайшему к
массе атома этого изотопа, выраженному в атом-
ных единицах массы. Значение М. ч. указывается
вверху с левой стороны символа изотопа; напри-
мер, 12С означает изотоп углерода с М. ч., равным
12 (А = 12).
МАСС-СПЕКТРОМЕТР
Измерительный прибор, разделяющий с помощью
электрических и магнитных полей пучки заря-
женных частиц (обычно ионов) с разным отноше-
нием массы частицы т к ее заряду е. По получен-
ному в М.-с. масс-спектру определяют массу и от-
носительное содержание компонентов в исследуе-
мом веществе. Регистрация ионов производится
электрическими методами, М.-c., снабженные чув-
ствительными фотопластинками для регистрации
ионов, называются масс-спектрографами. М.-с.
применяются в экспериментальной физике, хи-
мии, биологии, геологии, ядерной технике и др.
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК
Материальная точка, подвешенная к неподвиж-
ной точке на невесомой нерастяжимой нити (или
стержне) и совершающая под
действием силы тяжести движе-
ние в вертикальной плоскости.
Период Т малых колебаний М. м.
около положения равновесия не
зависит от амплитуды колебаний
(с погрешностью менее 1 % при
небольшом угле отклонения нити
от вертикального положения
а < 23°): Т = 2iijl7g, где I — длина нити М. м.,
g — ускорение свободного падения.
95
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА
Понятие классической механики, используемое
для обозначения тела, размеры и форма которого
несущественны в рассматриваемой задаче о его
движении. Любую механическую систему, дви-
жущуюся поступательно (см. Движение поступа-
тельное), можно рассматривать как М. т., что об-
легчает решение задачи о ее движении методами
классической механики.
МАТЕРИЯ
Философская категория для обозначения объек-
тивной реальности. М. несотворима и неуничто-
жима, ее основное свойство — движение. Физика
изучает два вида материи — вещество и поле.
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ
Система единиц физических величин, введенная
в 1960 г. Сокращенное обозначение SI (в русском
написании СИ). Содержит 7 основных единиц:
длина (лсе/пр), масса (килограмм), время (секун-
да), сила электрического тока (ампер), термоди-
намическая температура (кельвин), сила света
(кандела), количество вещества (моль). Первые
три основные единицы позволяют образовывать
производные единицы для всех величин, имею-
щих механическую природу, четвертая — для
электрических и магнитных величин, пятая —
для тепловых, шестая — для световых величин и
седьмая — для величин в области молекулярной
физики. Наименования десятичных кратных еди-
ниц и дольных единиц образуются при помощи
специальных приставок.
МЕЗОНЫ
Нестабильные элементарные частицы с нулевым
спином, участвующие в сильном, слабом и элек-
тромагнитном взаимодействиях. Вначале были
открыты пи- и ка-мезоны (пионы и каоны), массы
которых были средние (промежуточные) между
массой электрона и протона (отсюда и название:
от греч. mesos — средний), затем были найдены
более массивные М. (всего несколько десятков).
Все М. могут быть построены из двух кварков, в
отличие от барионов, состоящих из трех кварков.
96
МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА УРАВНЕНИЕ
Зависимость между параметрами состояния иде-
ального газа: pV » где р — давление, V —
объем, Т — абсолютная температура, m — масса
газа, М — молярная масса газа, R — газовая по-
стоянная. В таком виде уравнение было получено
в 1874 г. рус. химиком Д. И. Менделеевым, кото-
рый использовал при его выводе Клапейрона
уравнение. Из М.—К. у. следуют частные газовые
законы: Бойля—Мариотта, Гей-Люссака, Шарля
и др. М.—К. у. также называют уравнением со-
стояния идеального газа.
МЕТР (от греч. metron — мера)
Единица длины, одна из основных единиц СИ. Ра-
вен длине пути, проходимого светом в вакууме за
1/299 792 458 секунды. Разрешается пользоваться
упрощенным (эталонным) определением метра.
Обозначение — м (русское), m (международное).
МЕХАНИЗМ
Система тел, предназначенная для преобразова-
ния движения одного или нескольких тел в тре-
буемые движения других твердых тел. Если в
преобразовании движения участвуют жидкие или
газообразные тела, то М. называется гидравличе-
ским или пневматическим.
МЕХАНИКА (от греч. mechanike — наука о машинах)
Наука о механическом движении материальных
тел друг относительно друга и их взаимодейст-
вии. Классическая М. описывает движение мак-
роскопических тел со скоростями, много меньши-
ми скорости света в вакууме, основываясь на
Ньютона законах. Движение частиц со скоростя-
ми, близкими к скорости света, описывает реля-
тивистская М. (см. Теория относительности), дви-
жение микрочастиц описывает квантовая меха-
ника. М. делится на кинематику, динамику и
статику. В зависимости от того, какие объекты
изучаются, различают М. материальной точки,
твердого тела, сплошных сред, в частности гидро-
и аэромеханику. Законы М. используются при
конструировании машин и механизмов, строи-
4 Зак. № 409
97
тельных сооружений, транспортных средств, кос-
мических кораблей и т. п.
МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА (см. Работа).
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
Энергия, существующая в двух видах — кинетиче-
ская и потенциальная. Кинетическая энергия тела
МаССОИ 77Z, движущегося относительно СИСпТСМЫ
отсчета со скоростью v, равна Ек = ти2/2. Потен-
циальная энергия — это энергия взаимодействия
данного тела с окружающими его телами. Потенци-
альная энергия в поле тяготения Земли Еп = mgh9
где т — масса тела, g — ускорение свободного паде-
ния, h — расстояние между телом и некоторым
уровнем, на котором значение потенциальной энер-
гии принято равным нулю. Закон сохранения
М. э. справедлив в консервативной системе (т. е. в
системе, где нет сил трения и сопротивления):
сумма кинетической и потенциальной энергии яв-
ляется постоянной величиной.
МИКРОСКОП (от греч. mikros — малый и skopex — смотрю)
Оптический прибор для получения сильно увели-
ченных изображений объектов (или деталей их
структуры), не видимых невооруженным глазом.
Видимое увеличение М. Гм = 250A/(Fog • F0K), где
Гоб, Лж — фокусные расстояния объектива и оку-
ляра (в мм), А — расстояние между фокусами объ-
ектива и окуляра (в мм).
МИКРОФОН (от греч. mikros — малый и phxne — звук)
Преобразователь звуковых колебаний в электри-
ческие. Различают М. порошковые, угольные,
электродинамические, электромагнитные, кон-
денсаторные и др. Простейший М. — угольный,
используемый в телефонной трубке. Звуковое
давление передается в нем посредством диафраг-
мы на угольный порошок; это изменяет степень
уплотнения порошка и, следовательно, его элек-
трическое сопротивление. В результате возника-
ют изменения силы тока, протекающего через М.
МИЛЛИМЕТР РТУТНОГО СТОЛБА
Внесистемная единица давления. Обозначение —
мм рт. ст. (русское), mmHg (международное).
98
1 мм рт. ст. = 133,322 Па; 760 мм рт. ст. = 1 атм =
= 101 325 Па = 101,325 кПа. 1 Па - 7,502 • Ю-3
мм рт. ст.
МИЛЯ
Англ, единица длины, равная 1609,34 м (сухопут-
ная М.); морская М. равна 1852 м.
МОДЕЛИ АТОМА
1) В модели, предложенной англ, физиком Дж. Дж.
Томсоном в 1903 г., атом представлялся в виде поло-
жительно заряженной сферы, в которую вкраплены
незначительные по размеру (по сравнению с атомом)
отрицательно заряженные электроны. Они удержи-
ваются в атоме благодаря тому, что силы притяже-
ния их распределенным положительным зарядом
уравновешиваются силами их взаимного отталкива-
ния. М. а. Томсона давала известное объяснение воз-
можности испускания, рассеяния и поглощения све-
та атомом. 2) Планетарная (ядерная) М. а. предло-
жена англ, физиком Э. Резерфордом в 1911 г.: в цен-
тре атома расположено положительно заряженное
атомное ядро, размеры которого (10”12 см) очень ма-
лы по сравнению с размерами атома (10”8 см), а мас-
са почти равна массе атома. Вокруг ядра движутся
электроны, подобно планетам вокруг Солнца; число
электронов в незаряженном (нейтральном) атоме та-
ково, что их суммарный отрицательный заряд ком-
пенсирует (нейтрализует) положительный заряд яд-
ра. М. а. Резерфорда не могла объяснить устойчивое
существование атома, поскольку электроны, движу-
щиеся ускоренно по круговым орбитам, должны не-
прерывно излучать электромагнитную энергию и в
итоге упасть на ядро. Невозможно объяснить с по-
мощью этой М. а. и линейчатую природу спектров
излучения. В 1913 г. дат. физик Н. Бор усовершен-
ствовал М. а. Резерфорда, сформулировав Бора по-
стулаты. Франка—Герца опыты (1913) подтвер-
дили существование стационарных состояний. М. а.
Резерфорда—Бора не позволила построить количе-
ственную теорию атомов, имеющих более сложное
строение, чем атом водорода, атом гелия и т. п.
4*
99
МОДУЛЯЦИЯ (от лат. modulatio — мерность, размерность)
Изменение по заданному закону во времени пара-
метров, характеризующих какой-либо стационар-
ный физический процесс. Примеры М.: измене-
ние по определенному закону амплитуды, часто-
ты или фазы гармонического колебания для вне-
сения в колебательный процесс требуемой
информации; управление яркостью света с помо-
щью поляризующих устройств и др.
МОЛЕКУЛА (от лат. moles — масса)
Наименьшая частица данного вещества, обладаю-
щая его химическими свойствами и состоящая из
одинаковых (в простом веществе) или разных (в
химическом соединении) атомов, объединенных
в одно целое химическими связями.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА ОТНОСИТЕЛЬНАЯ
Безразмерная величина, равная отношению сред-
ней массы молекулы природной смеси изотопов
вещества к 1/12 массы атома изотопа 12С. Обозна-
чается М г.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Раздел физики, в котором изучаются физические
свойства тел, особенности агрегатных состояний
вещества и процессы перехода между ними
(см. Критическое состояние) в зависимости от мо-
лекулярного строения тел, сил взаимодействия
молекул (атомов, ионов), характера теплового
движения этих частиц. М. ф. тесно связана со
статистической физикой и термодинамикой.
МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА
Теория, основывающаяся на представлении о моле-
кулярном строении вещества и определенном законе
взаимодействия между молекулами, а также на
применении общих принципов механики Ньютона и
вероятностно-статистического метода к описа-
нию закономерностей теплового движения молекул.
Основы этой теории заложили во второй полови
не XIX в. Клаузиус, Максвелл и Больцман. Позже
М.-к. т. в. была развита и получила название ста-
тистической физики (см. Молекулярная физика).
МОЛЬ
Единица количества вещества, одна из основных
единиц СИ. Равен количеству вещества системы,
100
содержащей столько же структурных элементов
(атомов, молекул, ионов и т. п.), сколько содер-
жится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.
МОЛЯРНАЯ МАССА
Величина, равная отношению массы к количеству
вещества. Обозначается буквой М. М = т/п, где
т — масса вещества, п — количество вещества.
Числовое значение М. в тысячу раз меньше моле-
кулярной массы относительной: М — 10-3 Мг.
Единица СИ молярной массы — килограмм на
моль (кг/моль).
МОМЕНТ ИМПУЛЬСА (МОМЕНТ КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ)
Одна из важнейших динамических характеристик
тела (или системы). Модуль М. и. материальной
точки, движущейся по окружности радиуса г,
равен произведению модуля импульса р на ради-
ус: L = рг — тот = тг2а>, где со — угловая ско-
рость. Модуль М. и. вращающегося твердого те-
ла равен сумме модулей М. и. отдельных частиц:
L = У,т,п2го = а>У,т,п2 = 1<о, где I =• У т. п2 — мо-
мент инерции тела. В СИ единица М. и. — кг * м2/с.
МОМЕНТ СИЛЫ
Величина, характеризующая вращательный
эффект силы при действии ее на твердое тело. Раз-
личают М. с. относительно центра (точки) и отно-
сительно оси. М. с. относительно центра О — ве-
личина векторная. Его модуль М = Fr, где F —
мрдуль силы, аг — плечо силы; направлен вектор
М перпендикулярно плоскости, проходящей че-
рез центр О и силу, в сторону, откуда поворот, со-
вершаемый силой, виден против хода часовой
101
стрелки. Размерность М. с. — Н • м. М. с. относи-
тельно оси — величина алгебраическая, равная
проекции на эту ось М. с. относительно любой
точки О оси.
МОНОКРИСТАЛЛ (от греч. monos — один, единственный, и
кристалл)
Единичный макроскопический кристалл (см.
Кристаллы).
МОНОХРОМАТИЧНОСТЬ (от греч. monos — один и
chroma — цвет)
Характеристика электромагнитной волны, пока-
зывающая, в какой мере ее можно приближенно
характеризовать одной частотой (или одной дли-
ной волны). Идеально монохроматическое излуче-
ние в природе невозможно, возможно лишь излу-
чение с достаточно узким спектром, близкое к мо-
нохроматическому. Такое излучение дают некото-
рые лазеры и интерференционные светофильтры.
МОЩНОСТЬ
Физическая величина, равная отношению работы,
совершаемой в течение некоторого промежутка вре-
мени, к значению этого промежутка: N = AA/At.
Единица СИ М. — ватт (Вт).
МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
Отношение работы, совершаемой электрическими
силами за некоторый промежуток времени, к зна-
чению этого промежутка. В цепях постоянного
тока М. э. Р = IU = I2R = U2/R. В цепях перемен-
ного тока различают несколько видов мощно-
стей. Активная мощность переменного тока равна
среднему за период значению мощности синусои-
дального тока: Р = IU cos ф, где I и U — дейст-
вующие значения переменных силы тока и напря-
жения, ф — сдвиг фаз между ними. Мгновенная
мощность р » iu равна произведению мгновенных
значений силы тока и напряжения. Полная мощ-
ность S = IU равна произведению действующих
значений силы тока и напряжения. Реактивная
мощность Q ~ IU sin ф — произведение действую-
щих значений силы тока и напряжения на sin ф;
она характеризует ту часть полной мощности, ко-
торая не может быть использована и лишь загру-
жает генератор и линию электропередачи.
102
мюоны
Элементарные частицы из класса лептонов с по-
луцелым спином и массой, равной 207 электрон-
ных масс (105,7 МэВ). Несут отрицательный эле-
ментарный электрический заряд (античастица —
положительный); обозначаются цГ и ц+. М. неста-
бильны, время жизни 2,2 • Ю^с, распадаются за
счет слабого взаимодействия на электрон (пози-
трон) и электронное и мюонное нейтрино (анти-
нейтрино): |1“ -► е“ + ve + vg; -* е+ + ve + vg.
НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ
Физическая величина с, характеризующая со-
стояние деформированного тела. Н. м. равно от-
ношению модуля силы упругости F к площади
поперечного сечения S тела: и = F/S. Единица СИ
Н. м. — паскаль: 1 Па = 1 Н/м2.
НАПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ
Физическая величина о, равная отношению сум-
марной работы всех электрических сил (как куло-
новских, так и сторонних) к величине перемещае-
А А 4- А
А лкул лстор ,
мого заряда: и = ~ = --------- = фх - ф2 ± о ,
где Ф1 - Ф2 — разность потенциалов, % — электро-
движущая сила. Если на участке цепи нет сторон-
них сил, то напряжение равно разности потенциа-
лов. Единица СИ Н. э. — вольт (В).
НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Векторная величина, характеризующая силовое
действие электрического поля на электрически
заряженные частицы и тела. Напряженность
электрическогр поля (обозначается Е) равца отно-
шению силы F9 действующей со стороны поля на
точечный заряд, помещенной в .рассматриваемую
точку поля, к заряду q: Е я F/q. Единица СИ
Н. э. п. — вольт на метр (В/м).
103
НАСЫЩЕННЫЙ ПАР (см. Пар).
НЕВЕСОМОСТЬ
Состояние механической системы, при котором
действующее на систему внешнее поде тяготения
не вызывает взаимного давления одной части сис-
темы на другую и их деформации. Например, в со-
стоянии Н. тело, подвешенное на пружине, не вы-
зывает деформации, а тело, лежащее неподвижно
на опоре, не оказывает на нее силового воздейст-
вия. Н. возникает в любой системе при выполне-
нии следующих условий: на систему не действуют
другие силы, кроме сил тяготения; размеры сис-
темы не слишком велики, т. е. в ее пределах поле
тяготения можно считать однородным; система
движется поступательно с ускорением, равным
ускорению свободного падения. Эти условия реа-
лизуются, например, в космических кораблях,
совершающих свободный полет, т. е. с выключен-
ными двигателями.
НЕЙТРИНО
Легкие (возможно, не имеющие массу покоя) эле-
ментарные частицы из класса лептонов, не об-
ладающие электрическим зарядом. В опытах об-
наружено три типа Н.: электронное ve, мюонное
Vg и тау-нейтрино vt (и соответствующие античас-
тицы — ve, Vg и vT). Н. участвует только в слабых
и гравитационных взаимодействиях; очень сла-
бо взаимодействуют с веществом.
НЕЙТРОН
Элементарная частица из класса барионов, одна
из двух частиц, из которых построено атомное яд-
ро. Не обладает электрическим зарядом. Масса
покоя Н. немного больше массы протона (тп =
= 939,5731 МэВ = 1,008665 а. е. м.), спин полуце-
лый. Свободный Н. является нестабильной части-
цей, распадающейся за счет слабого взаимодейст-
вия на протон, электрон и электронное антинейтри-
1 1.0.0 г.
но: оп -* + _ге + ove. Среднее время жизни сво-
бодного Н. — 15,3 мин = 9,3 • 102 с. Поэтому в
природе свободные Н. не встречаются, но их можно
104
получить в ядерных реакциях. Существование Н.
было предсказано Э. Резерфордом в 20-х гг., экспе-
риментально обнаружен Дж. Чедвиком в 1932 г.
За счет вторичных Н., выделяющихся при делении
урана или плутония, осуществляется ядерная цеп-
ная реакция.
НЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАР (см. Пар).
НЕОБРАТИМЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, который не может протекать в обратном
направлении так, чтобы совершающая его систе-
ма прошла через те же самые промежуточные со-
стояния, что и при прямом процессе. Н. п. исклю-
чает возможность возвращения системы в исход-
ное состояние без каких-либо остаточных измене-
ний в состояниях внешних тел, с которыми
система при этом взаимодействовала. Все реаль-
ные процессы, строго говоря, необратимы (см.
Второй закон термодинамики).
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ СООТНОШЕНИЕ
Открыто в 1927 г. нем. физиком В. Гейзенбергом.
Фундаментальное положение квантовой механи-
ки, согласно которому координата частицы и
проекция ее импульса на эту ось координат не мо-
гут быть одновременно определены с произволь-
ной точностью — произведение неточностей этих
величин, например Ах и Дрх, не может быть мень-
ше Планка постоянной: Ах • Арх > Й (соответст-
венно Ау • Ару > Й и Az • Арг > Й). Аналогичное со-
отношение имеет место для энергии и времени:
АЕ • At > Й, где АЕ — неопределенность энергии
системы в некотором состоянии, a At = т — сред-
нее время жизни системы в данном состоянии.
Следует учесть, что Н. с. не связано с несовершен-
ством измерительных приборов или методики из-
мерений, оно является следствием двойственной
корпускулярно-волновой природы частиц (см. Кор-
пускулярно-волновой дуализм). Благодаря малому
значению постоянной Планка Н. с. проявляется в
основном только в микромире, для объектов атом-
ных и меньших размеров.
105
НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ
Международные премии, присуждаемые за вы-
дающиеся работы и открытия в области физики и
других наук. Названы по имени их учредителя
А. Нобеля — шведского изобретателя и крупного
промышленника, присуждаются с 1901 г. Первая
Н. п. по физике была присуждена В. Рентгену за
открытие лучей, названных его именем.
НОРМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
Стандартные физические условия, при которых тем-
пература и давление принимаются равными соответ-
ственно Т = 273,15 К (t = 0 °C) ир = 101,325 кПа
(760 мм рт. ст.).
НУКЛИД
Общее название атомных ядер, отличающихся
числом нейтронов и протонов (нуклонов). Н. с
одинаковыми атомными номерами и разными
массовыми числами называются изотопами.
НУКЛОН (от лат. nucleus — ядро)
Общее название для протонов и нейтронов, час-
тиц, из которых состоит атомное ядро.
НЬЮТОН
Единица СИ силы. Равен силе, сообщающей телу
массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении дейст-
вия силы. Обозначение — Н (русское), N (междуна-
родное). Названа в честь англ, ученого И. Ньютона.
НЬЮТОНА ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ
Три закона, составляющие основу классической
механики; сформулированы И. Ньютоном (1687).
Справедливы для материальных точек. Первый
закон: существуют такие системы отсчета (называе-
мые инерциальными системами отсчета), относи-
тельно которых любое тело, не взаимодействующее
с другими телами, движется прямолинейно и равно-
мерно. Второй закон: если масса тела постоянная, то
сила равна произведению массы тела на ускорение:
F = та. В общем случае сила равна производно/
от импульса тела постоянной массы т по време-
ни: F = (mv)' = d(mv)/dt. Третий закон: два тела
действуют друг на друга с силами, равными по
106
модулю и направленными вдоль одной прямой в
противоположных направлениях: F12 = “^21- Та-
ким образом, первый закон Ньютона устанавлива-
ет существование инерциальных систем отсчета;
второй и третий законы Ньютона выполняются
только в этих системах отсчета. Н. з. м не примени-
мы для движения объектов очень малых размеров,
сравнимых с размерами атомов, и при движениях со
скоростями, близкими к скорости света.
НЬЮТОНА КОЛЬЦА
Интерференционная картина в виде концентриче-
ских колец, наблюдаемая, если плоско-выпуклую
линзу с очень большим радиусом кривизны (по-
рядка 1—2 м) положить на плоскую пластинку.
Впервые описаны И. Ньютоном (1675). Наблюда-
ются как в отраженном, так и (несколько хуже) в
проходящем свете. Воздушный клин, образую-
щийся между выпуклой поверхностью линзы и
плоской пластинкой, служит для создания разно-
сти хода между двумя пучками, отражающимися
от обеих этих поверхностей. Эти пучки когерент-
ны и поэтому интерферируют.
о
ОБРАТИМЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс перехода термодинамической системы из
одного состояния в другое, допускающий возмож-
ность возвращения ее в первоначальное состояние
через ту же последовательность промежуточных
состояний, что и в прямом процессе, но проходи-
мых в обратном порядке. Процесс обратим, если
он протекает так медленно, что его можно рас-
сматривать как непрерывный ряд равновесных
состояний. Реальные процессы в природе проте-
кают с конечной скоростью, поэтому являются не-
обратимыми процессами.
107
ОБКАТНАЯ СВЯЗЬ
Воздействие результатов функционирования ка-
кого-либо устройства системы на характер даль-
нейшего функционирования этой же системы.
Например, в маятниковых часах О. с. осуществ-
ляет часовой спуск, состоящий из анкера и ходо-
вого колеса.
ОБЪЕКТИВ (от лат. objectus — предмет)
Линза или система линз, составляющая входную
часть оптического прибора, обращенную к пред-
мету. Служит для формирования действительного
изображения предмета на экране (эпидиаскоп,
киноаппарат), на фоточувствительном слое (фото-
аппарат, телевизионная камера) или для форми-
рования первичного изображения в микроскопе,
телескопе и спектроскопе для его дальнейшего
рассмотрения с помощью окуляра. В телескопах-
рефлекторах объективом служит параболическое
зеркало. Современные О. представляют собой до-
вольно сложные оптические системы, где за счет
подбора системы линз устраняются (или доводят-
ся до минимума) всевозможные аберрации.
ОКУЛЯР (от лат. okulus — глаз)
Выходная часть оптического прибора, обращен-
ная к глазу наблюдателя. Служит для рассмотре-
ния действительного изображения, сформирован-
ного объективом. По своему действию О. подобен
лупе, т. е. служит для увеличения угла зрения.
ОМ
Единица СИ электрического сопротивления. Ра-
вен электрическому сопротивлению проводника,
между концами которого возникает напряжение
1 В при силе постоянного тока 1 А. Обозначение —
Ом (русское), Q (международное). Названа в честь
нем. физика Г. Ома.
ОМА ЗАКОН
Закон, устанавливающий зависимость между си-
лой тока в проводнике и разностью потенциалов:
RI = Аф, где R — сопротивление данного участка
проводника, I — сила тока, Дф — разность потен-
108
циалов. Закон открыт нем. физиком Г. Омом в
1826 г. В такой форме закон справедлив для участ-
ков электрической цепи, не содержащих источни-
ков ЭДС. При наличии таких источников О. з. име-
ет вид RI = U + S', где S’ — ЭДС всех источников,
включенных в рассматриваемый участок цепи.
Для замкнутой цепи О. з. приобретает вид
= S’, где йц = г + й — полное сопротивление
цепи, равное сумме внешнего сопротивления R и
внутреннего сопротивления г источника ЭДС. О. з.
является основным законом электронной теории.
ОММЕТР (от Ом и греч. metreo — измеряю)
Прибор с непосредственным отсчетом для измерений
активных электрических сопротивлений. О. обыч-
но делают на несколько пределов измерений — от
мкОм до МОм. Для измерений больших сопротивле-
ний применяются мегомметры. В простейших О. с
магнитоэлектрическим измерительным механиз-
мом реализуется метод вольтметра-амперметра: при
постоянном напряжении источника питания сила
тока, протекающего через подвижную рамку меха-
низма, и отклонение указателя определяются изме-
ряемым сопротивлением. Источники питания О. с
электроизмерительным механизмом — сухие галь-
ванические элементы, встраиваемые в О.
ОПТИКА (от греч. optos — видимый, зримый)
Раздел физики, в котором изучаются процессы рас-
пространения света и его взаимодействия с вещест-
вом. Поскольку свет является электромагнитной
волной, то О. является частью электродинамики.
Традиционно О. делится на геометрическую (луче-
вую), физическую и физиологическую. Геометриче-
ская О. не исследует природу света, а на основе эм-
пирических законов прямолинейного распростране-
ния света в однородной среде, отражения и прелом-
ления позволяет решить ряд задач по построению
изображения в оптических системах (включая приз-
мы, линзы и зеркала). Предел применения геомет-
рической О. кладется волновой природой света, в ча-
стности явлением дифракции. Волновая О. есть
109
часть физической О.; она основывается на представ-
лении о свете как электромагнитной волне и объяс-
няет явления интерференции, дифракции и поляри-
зации света. Второй частью физической О. является
квантовая О., рассматривающая свет как пучок фо-
тонов (квантов излучения); квантовая О. объясня-
ет явления излучения и поглощения света, фотоэф-
фект и т. п. Важным достижением квантовой О.
явилось создание оптических квантовых генера-
торов — лазеров. Физиологическая О. изучает за-
кономерности восприятия глазом света и механизм
возникновения изображений.
ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ
Мера непрозрачности слоя вещества для световых
лучей; характеризует ослабление оптического из-
лучения в слоях различных веществ (красителях,
растворах, газах и т. п.).
ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР (см. Лазер).
ОСВЕЩЕННОСТИ ЗАКОНЫ
Устанавливают зависимость освещенности какой-
либо поверхности от ее расположения по отноше-
нию к падающим лучам, от расстояния до источни-
ка света и от силы света источника. Первый за-
кон: освещенность Е поверхности перпендикуляр-
ными лучами, исходящими из точечного источни-
ка света, прямо пропорциональна силе света I
источника и обратно пропорциональна квадрату
расстояния R от источника света до освещаемой
„ I „
поверхности: Е = ^5 • Второй закон: освещенность
Е площадки наклонными лучами прямо пропор-
циональна косинусу угла падения лучей:
Е — Eq cos а. Объединенный закон: освещенность,
создаваемая точечным источником света на неко-
торой площадке, прямо пропорциональна силе све-
та источника, косинусу угла падения лучей и об-
ратно пропорциональна квадрату расстояния от
_ /соз а
площадки до источника: Е = —• у- .
110
ОСВЕЩЕННОСТЬ (в точке поверхности)
Отношение светового потока, падающего на эле-
мент поверхности, к площади этого элемента (см.
Освещенности законы). Единица СИ О. — люкс.
О. обозначается буквой Е, связана с силой света I
точечного источника, удаленного от заданной точ-
„ /сое а
ки на расстояние R, соотношением Е = д2 , где
а — угол падения света. О. измеряется люксмет-
ром, представляющим собой фотоэлемент со спе-
циально градуированным миллиамперметром.
ОСЦИЛЛОГРАММА
Графическое изображение функциональной связи
между двумя или несколькими величинами (па-
раметрами и функциями электрическими или
преобразованными в электрические) на экране ос-
циллографа. Чаще всего О. изображает форму
электрического сигнала во времени. По О. можно
определить полярность, амплитуду, длительность
и другие параметры сигналов.
ОСЦИЛЛОГРАФ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ
Прибор, предназначенный для визуального на-
блюдения или записи (фотографирования) на эк-
ране осциллографической трубки электрических
процессов. Исследуемый процесс отображает на
экране О. э. в виде линий или фигур (осцилло-
грамм), представляющих функциональную зави-
симость двух или нескольких величцн; наиболее
распространена зависимость U = f(t).
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ (см.
Погрешность измерения).
ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА ЗАКОНЫ
Первый закон: падающий луч
АО, отраженный луч ОВ и
перпендикуляр СО к границе
двух сред, восстановленный в
точке падения луча, лежат в
одной плоскости. Второй за-
кон: угол падения а луча ра-
вен углу отражения (J.
111
ПАР
Вещество в газообразном состоянии в условиях,
когда путем сжатия возможно осуществить рав-
новесие с тем же веществом в жидком или твер-
дом состоянии, т. е. при температурах и давлени-
ях меньше критических (см. Критическое состоя-
ние). Понятие «пар» мало отличается от понятия
«газ», поэтому чисто условное. Если П. находится
в равновесии с жидкостью (или твердым телом),
он называется насыщенным. При достаточно ма-
лых давлениях и высоких температурах свойства
П. приближаются к свойствам идеального газа
(или ненасыщенного пара).
ПАРА СИЛ
Две равные по абсолютному значению (модулю) и
противрпол^жные по направлению параллельные
силы F и F', приложенные к одному и тому же
твердому телу. Кратчайшее расстояние I между ли-
ниями действия сил пары называют ее плечом.
П. с. стремится вызвать вращение тела. Действие
П. с. на твердое тело характеризуется вектором М
момента П. с., численно равным произведению мо-
дуля одной из сил пары на плечо (М = FI) и направ-
ленным перпендикулярно плоскости П. с. в ту сто-
рону, откуда вращение тела под действием П. с.
видно происходящим против часовой стрелки.
112
ПАРАМАГНЕТИЗМ (от греч. para — возле, рядом и магне-
тизм)
Совокупность магнитных свойств веществ (пара-
магнетиков), обладающих магнитной прони-
цаемостью ц > 1. В отличие от диамагнетиков
парамагнетики, помещенные в магнитное поле,
усиливают его в Ц раз. П. обусловлен в основном
ориентацией во внешнем магнитном поле векто-
ров магнитной индукции полей, создаваемых
атомами (молекулами, ионами, электронами
проводимости).
ПАРАМАГНЕТИКИ
Вещества, намагничивающиеся во внешнем маг-
нитном поле по направлению поля. К П. относят-
ся, например, щелочные и редкоземельные ме-
таллы, ряд солей железа, кобальта, никеля и др.
ПАРОВАЯ ТУРБИНА
Тепловой двигатель, преобразующий внутреннюю
энергию пара сначала в кинетическую энергию
потока пара, а затем в кинетическую энергию вра-
щающегося вала турбины. П. т. — основной дви-
гатель для привода электрических генераторов на
тепловых и атомных электростанциях.
ПАРООБРАЗОВАНИЕ
Переход вещества из жидкого или твердого со-
стояния в газообразное. Для осуществления П. ве-
ществу необходимо передавать определенное ко-
личество теплоты (см. Удельная теплота парооб-
разования).
ПАСКАЛЬ
Единица СИ давления и механического напряже-
ния. Равен давлению, вызываемому силой 1 Н,
равномерно распределенной по поверхности пло-
щадью 1 м2, расположенной перпендикулярно си-
ле. Обозначение — Па (русское), Ра (международ-
ное). Названа в честь франц, ученого Б. Паскаля.
П. — очень маленькая единица давления (напри-
мер, нормальное атмосферное давление равно
101 325 Па), поэтому в практике применяются
кратные П. единицы — килопаскаль (кПа) и ме-
гапаскаль (МПа).
113
ПАСКАЛЯ ЗАКОН
Основной закон гидростатики: давление, производи-
мое внешними силами на поверхность жидкости,
передается одинаково по всем направлениям. На
П. з. основывается действие многих технических
устройств (например, гидравлических прессов и
подъемников).
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Один из основных законов термодинамики, являю-
щийся выражением закона сохранения и превраще-
ния энергии для тепловых процессов. Согласно это-
му закону количество теплоты Q, сообщаемое телу
(или системе), расходуется на изменение внутрен-
ней энергии &U тела и совершение им работы А про-
тив внешних сил: Q-tiU + A =AU + рДК
ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Вынужденные колебания в электрических цепях,
возникающие под воздействием внешней периоди-
ческой электродвижущей силы. Обычно в сетях пе-
ременного тока напряжение с большой точностью
поддерживается синусоидальным: и = UM cos ot, где
и и UM — мгновенное и амплитудное значения на-
пряжения, со = 2xv — круговая частота колебаний
(обычно v — 50 Гц). Тогда в линейных цепях (т. е. в
цепях, состоящих из резисторов, конденсаторов и
катушек без стальных сердечников) сила тока меня-
ется по закону i = IM cos (tot 4- <р), где ф — сдвиг фаз
между колебаниями силы тока и напряжения.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ (см. Вектор перемещения).
ПЕРИОД КОЛЕБАНИЙ
Минимальный промежуток времени Т, после кото-
рого все величины, характеризующие колебание,
принимают свои первоначальные значения. Если
s(t) — характеристика колебания, то s(t + Т) = s(t).
ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА
Промежуток времени, в течение которого распада-
ется половина всех атомов данного радиоактивно-
го вещества. Обозначение — Для различных
радиоактивных веществ имеет различное значе-
114
ние. Например, для урана 2’1/2 = 4,51 • 109 лет
(т. е. 4,51 млрд лет), для тория — 1,41 • 1О10 лет,
для ртути — 5,6 мин.
ПИОНЫ (иначе пи-мезоны)
Элементарные частицы из класса мезонов. Суще-
ствует заряженный пион л1 и его античастица л- с
массами 140 МэВ и нейтральный пион л° с массой
135 МэВ (который совпадает со своей античасти-
цей). Являются переносчиками ядерного взаимо-
действия. Частицы нестабильные. Заряженные П.
за счет слабого взаимодействия в среднем за
2,6 • 10-8с распадаются на мюоны и мюонное ней-
трино: л+ -* ц+ + Vg, л- —► + Vg. Нейтральный П.
за время 8,3 • 10-7 с распадается за счет электромаг-
нитного взаимодействия на два фотона: л° —» у+у7.
ПЛАВЛЕНИЕ
Переход вещества из кристаллического состояния
в жидкое, происходящий с поглощением теплоты
(см. Агрегатные состояния вещества). Плавление
кристалла происходит при определенной темпе-
ратуре, называемой температурой плавления, ко-
торая зависит от внутреннего строения кристалла
и от внешнего давления.
ПЛАЗМА
Частично или полностью ионизированный газ, в
котором сумма отрицательных и положительных
зарядов в любом макроскопическом объеме равна
нулю. Ионизация газа может быть вызвана либо
электромагнитным излучением (фотоионизация),
либо высокой температурой газа (термоиониза-
ция) и т. п. Степенью ионизации а называется от-
ношение концентрации ионизированных атомов к
полной концентрации частиц; различают слабо ио-
низованную (а < 1), сильно ионизованную (а ~ 1) и
полностью ионизованную плазму (а = 1). П. назы-
вается изотермической, если средняя кинетиче-
ская энергия электронов и ионов одинаковая; в
противном случае она называется неизотермиче-
115
ской. П. обладает хорошей электрической прово-
димостью, которая при высокой степени иониза-
ции приближается к электрической проводимости
металлов. П. используется в газосветных лампах
(тлеющий разряд), в генераторах магнитогидро-
динамических, для реализации управляемого тер-
моядерного синтеза (см. Термоядерные реакции).
ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ
Одна из основных физических постоянных, иг-
рающая фундаментальную роль в квантовой ме-
ханике. Отражает специфику физических явле-
ний в микромире, входя в выражение законов дви-
жения частиц очень малой массы. Обозначается h.
h = 6,63 • 10-34 Дж • с. В физике часто применяет-
ся величина Л = h/2n = 1,05 • 10-34 Дж • с, также
называемая постоянной Планка.
ПЛАСТИЧНОСТЬ (от греч. plastikos — податливый, годный
для лепки)
Свойство твердых тел под действием механиче-
ских нагрузок изменять без разрушения свою
форму и размеры и сохранять остаточную (пла-
стическую) деформацию после снятия нагрузки.
П. определяет возможность обработки материа-
лов давлением (ковкой, штамповкой). Противопо-
ложное П. понятие — хрупкость.
ПЛЕЧО СИЛЫ
Относительно точки (в механике) — кратчайшее
расстояние от данной точки (центра) до линии
действия силы, т. е. длина перпендикуляра, опу-
щенного из этой точки на линию действия силы.
ПЛОТНОСТЬ ВЕЩЕСТВА
Величина, определяемая отношением массы ве-
щества к занимаемому им объему. Обозначение —
р. П. в. р — m/V, где т — Масса и V — объем тела.
Единица СИ П. в. — килограмм на кубический
метр (кг/м3).
ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА ИЗЛУЧЕНИЯ (интенсивность излу-
чения волны)
Величина, равная отношению мощности потока Р
к площади фронта волны S: I = Р/S. Единица СИ
П. п. и. — ватт на квадратный метр (Вт/м2). Если
116
излучение испускается точечными источниками,
то П. п. и. обратно пропорциональна квадрату
2 2
расстояния до источника: I1/I2 “ •
ПОВЕРХНОСТИ ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ
Система поверхностей, на каждой из которых по-
тенциал во всех точках имеет одно и то же значе-
ние. В каждой точке П. э. силовая линия перпенди-
кулярна этой поверхности.
ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ
Избыток энергии поверхностного слоя жидкости
(или твердого тела) на границе раздела различ-
ных агрегатных состояний вещества по сравне-
нию с соответствующей энергией в объеме вещест-
ва. Чем больше поверхность жидкости, тем боль-
шее число молекул обладает избыточной потенци-
альной энергией.
ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ
Характеристика сил межмолекулярного взаимодей-
ствия в жидкости, численно равная работе, которую
нужно затратить для того, чтобы при постоянной
температуре увеличить на единицу площадь поверх-
ности раздела жидкости и ее насыщенного пара (пе-
ревести соответствующее число молекул жидкости
из объема в поверхностный слой раздела жидкости
и ее насыщенного пара). Поверхностный слой моле-
кул находится в состоянии, напоминающем растя-
нутую пленку, стремящуюся сократить свою по-
верхность. На любой участок свободной поверхно-
сти прилегающие участки действуют с силой, стре-
мящейся удержать этот участок в растянутом
состоянии. Эти силы направлены вдоль поверхност-
ного слоя и называются силами П. н. Сила П. и.
F = а/, где I — длина контура свободной поверхно-
сти, а — П. н. — поверхностная сила, приложенная
к участку контура длиной 1 м и действующая нор-
мально к контуру по касательной к свободной по-
верхности. П. н. выражается в Дж/м2 или в Н/м.
П. н. уменьшается с увеличением температуры и об-
ращается в нуль при критической температуре.
117
ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ
Отклонение результата измерения от истинного
значения измеряемой величины. Различают абсо-
лютную П. и., выраженную в единицах измеряе-
мой величины, относительную П. и., представ-
ляющую отношение абсолютной П. и. к истинно-
му значению измеряемой величины (в долях еди-
ницы, в процентах). Кроме того, различают
случайную, инструментальную П. и., а также по-
грешность отсчитывания.
ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА
Характеристика электрических свойств проводни-
ков и полупроводников, равная отношению сред-
ней скорости упорядоченного движения носите-
лей тока (электронов, ионов, дырок), возникаю-
щих под действием электрического поля, к на-
пряженности этого поля.
ПОДЪЕМНАЯ СИЛА КРЫЛА
Одна из составляющих полной силы давления,
действующей на крыло при его движении в газе
(или жидкости). П. с. к. направлена перпендику-
лярно вектору скорости, с которой движется кры-
ло (или поток относительно крыла), и возникает
за счет разности скоростей потока на поверхно-
стях крыла (см. Бернулли закон), поскольку бла-
годаря особой форме крыла скорость потока на
верхней его поверхности больше, чем на нижней.
ПОЗИТРОН
Античастица электрона, элементарная частица
из класса лептонов, несущая положительный
элементарный заряд, имеющая полуцелый спин и
массу, равную массе электрона. П. стабилен, при
встрече с электроном обе частицы превращаются
в два фотона, разлетающихся в противоположных
направлениях (см. Аннигиляция): е+ + е~ —*• 2у.
Теоретически предсказан англ, физиком П. Дира-
ком (1931), обнаружен экспериментально амер,
физиком К. Андерсоном (1932).
118
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Постоянная величина, входящая в закон прелом-
ления света, называется относительным показа-
телем преломления или показателем преломле-
ния второй среды относительно первой. П. п. сре-
ды относительно вакуума называют абсолютным
показателем преломления этой среды. Он равен
отношению синуса угла паде-
ния а к синусу угла преломле- А
ния р при переходе светового х.
луча из вакуума в данную сре- q
ду. Закон преломления может -
быть записан следующим обра-
зом: sin a/sin р = п2/п1- Отно-
сительный П. п. п связан с аб- D В
солютными П. п. п2 второй
среды и п± первой среды соотношением п = Пз/Пр
Среду с меньшим абсолютным П. п. принято назы-
вать оптически менее плотной средой. Абсолютный
П. п. среды равен отношению скорости света в ва-
кууме к скорости распространения света в данной
среде (n = c/v). Он зависит от физического состоя-
ния среды, в которой распространяется свет, т. е.
от температуры вещества, его плотности, наличия
в нем упругих напряжений. П. п. зависит также и
от характеристик самого света. Для красного света
он меньше, чем для зеленого, а для зеленого мень-
ше, чем для фиолетового (см. Дисперсия).
ПОЛЕ ВИХРЕВОЕ
Поле с замкнутыми силовыми линиями. Примера-
ми могут служить магнитное поле и. индуцирован-
ное электрическое поле.
ПОЛНОЕ ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА (иногда называется полное
внутреннее отражение)
Явление, возникающее при переходе света из опти-
чески более плотной среды в оптически менее плот-
ную среду. На границе раздела энергия световой
волны распределяется между двумя пучками — от-
раженным и преломленным. Если же угол падения
а больше предельного угла: a > A arcsin(l/H2i), где
119
«21 > 1 — относительный показатель преломле-
ния второй среды относительно первой, то пре-
ломленного пучка не будет и световая волна пол-
ностью отражается от оптически менее плотной
среды. П. о. с. применяется в оптических прибо-
рах, где нередко вместо зеркал используются
призмы полного отражения (например, в поле-
вых биноклях), а также в светопроводах, соби-
раемых из тонких стеклянных волокон (воло-
конная оптика), покрытых оптически менее
плотным веществом.
ПОЛУПРОВОДНИКИ
Широкий класс веществ, характеризующийся зна-
чениями удельной электрической проводимости,
промежуточными между хорошими проводника-
ми (металлами) и изоляторами (диэлектриками).
Главная особенность П. — резкое уменьшение их
удельного электрического сопротивления с увели-
чением температуры (см. Электрический ток в по-
лупроводниках). П. могут быть кристаллические, а
также аморфные и жидкие вещества. К П. относят-
ся кремний, германий, селен, теллур, мышьяк,
фосфор и др., большинство окислов, некоторые
сплавы и др. П. широко применяются в электро-,
радио-, свето- и теплотехнике, в автоматике, вы-
числительной и в других отраслях техники.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
Явление, характерное для оптического излуче-
ния (и вообще, для всех электромагнитных
волн), заключающееся в неэквивалентности раз-
личных направлений в плоскости, перпендику-
лярной световому лучу. Впервые П. с. наблюдал
X. Гюйгенс (1690); термин П. с. введен И. Ньюто-
ном (1704). Естественное объяснение П. с. нашла
в электромагнитной теории Дж. К. Максвелла,
согласно которой электромагнитные волны попе-
речны и векторы полей Е и В совершают колеба-
ния в плоскости, перпендикулярной лучу, и пер-
пендикулярно .друг другу. Световая волна, в ко-
торой вектор Е колеблется все время в одной
120
плоскости (плоскости колебаний), а вектор В со-
ответственно в перпендикулярной плоскости
(плоскости поляризации), называется линейно-
поляризованной. Световая волна, излучаемая
обычными источниками света, представляет со-
бой хаотический набор волн, в которых векторы
Е и В колеблются во всевозможных направлени-
ях в плоскости, перпендикулярной лучу; такой
свет называется естественным. С помощью поля-
ризатора (например, поляроида) — прибора^ про-
пускающего волны, у которых вектор Е (и В) ко-
леблется в определенном направлении, — естест-
венный свет превращается в линейно-поляризо-
ванный; с помощью второго такого же прибора —
анализатора — обнаруживается поляризацион-
ное состояние света.
ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ток
Электрический ток, сила тока которого не меня-
ется со временем, т. е. носители тока (электроны
проводимости, ионы, дырки) движутся с постоян-
ной по модулю и направлению скоростью.
ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Физическая величина, равная отношению потен-
циальной энергии, которой обладает электриче-
ский заряд, помещенный в данную точку электри-
ческого поля, к значению этого заряда: <р = Wn0T/g.
Единица СИ потенциала — вольт (В).
ПОТОК МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (магнитны^ поток)
Поток вектора магнитной индукции В через ка-
кую-либо поверхность. П. м. и. Ф через поверх-
ность S определяется по формуле Ф = BS cos а, где
а — угол между векторами В и п (нормалью к
поверхности). Единица СИ магнитного потока —
вебер (Вб).
ПРАВИЛО БУРАВЧИКА
Правило для определения направления магнит-
ного поля, создаваемого электрическим током:
если буравчик с правой резьбой ввинчивать по
направлению тока I, то направление вращения
121
рукоятки буравчика совпадает с направлением
силовых линий индукции В магнитного поля,
возбуждаемого этим током.
ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
Правило для определения направления силы,
действующей на элемент тока: если ладонь руки
расположить так, чтобы линии индукции входи-
ли в ладонь, а четыре вытянутых пальца указыва-
ли направление тока, то отогнутый большой па-
лец покажет направление силы, действующей на
элемент тока.
ПРАВИЛО МОМЕНТОВ
Условие равновесия тела, имеющего закреплен-
ную ось вращения: тело, способное вращаться
вокруг закрепленной оси, находится в равнове-
сии, если алгебраическая сумма моментов при-
ложенных к нему сил относительно этой оси рав-
на нулю.
ПРЕДЕЛ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ
Механическая характеристика материалов: на-
пряжение, при котором отступление от линейной
зависимости между механическими напряжения-
ми и деформациями достигает некоторого опреде-
ленного значения, устанавливаемого технически-
ми условиями (например, 25, 50 % своего перво-
начального значения). П. п. ограничивает область
справедливости Гука закона (см. Диаграмма рас-
тяжения).
122
ПРИЗМА ОПТИЧЕСКАЯ
Составная часть многих спектрографов и спек-
троскопов, служит для разложения в спектр из-
лучений оптического диапазона с разными длина-
ми волн. Для исследований в видимом участке
спектра применяются П. о. из стекла, для ультра-
фиолетового и инфракрасного — из кварца и
флюорита (плавикового шпата). Кроме простой
трехгранной призмы используются и более слож-
ные П. о., например призма прямого зрения. В
оптических приборах (например, биноклях) ис-
пользуются и другие виды призм, в частности
призмы полного отражения.
ПРИНЦИП (от лат. principium — основа, начало)
Основное исходное положение какой-либо теории,
науки.
ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ
Один из фундаментальных принципов классиче-
ской механики, согласно которому никакие меха-
нические процессы внутри замкнутой инерциаль-
ной системы отсчета не позволяют обнаружить
движение этой системы отсчета. Равносильные
формулировки: во всех инерциальных системах
отсчета при одинаковых начальных условиях все
тела движутся одинаково; во всех инерциальных
системах отсчета законы механики имеют одина-
ковый вид.
ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА
Обобщение принципа относительности Галилея
на все явления природы, один из фундаменталь-
ных законов современной физики. Согласно
П. о. Э. никакие физические процессы (механиче-
ские, тепловые, электромагнитные и т. п.) внутри
замкнутой инерциальной системы отсчета не
позволяют обнаружить движение этой системы
отсчета. Равносильные формулировки: во всех
инерциальных системах отсчета при одинаковых
начальных условиях все явления природы проте-
кают одинаково; во всех инерциальных системах
отсчета все законы физики имеют одинаковый
вид. П. о. Э. лежит в основе специальной теории
относительности.
123
ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ
Одно из фундаментальных положений физики,
согласно которому результирующий эффект от
нескольких независимых воздействий равен сум*
ме эффектов, вызванных каждым отдельным воз-
действием. В зависимости от характера воздейст-
вий эффекты суммируются либо скалярно (напри-
мер, при воздействии на тело нескольких нагрева-
телей), либо векторно (например, при сложении
сил, колебаний и т. п.). П. с. имеет широкое при-
менение в механике (сложение сил), электродина-
мике (сложение потенциалов или напряженно-
стей полей от нескольких источников), теории ко-
лебаний (см. Интерференция).
ПРОВОДИМОСТЬ ДЫРОЧНАЯ (проводимость р-типа)
Проводимость полупроводника, в которой основ-
ные носители заряда — «дырки». П. д. осуществ-
ляется, когда концентрация акцепторов превы-
шает концентрацию доноров.
ПРОВОДИМОСТЬ ИОННАЯ
Проводимость электролитов и плазмы, в которой
основные носители заряда — ионы.
ПРОВОДИМОСТЬ ПРИМЕСНАЯ
Проводимость, обусловленная содержанием в полу-
проводнике примесей, которые делятся на доноры и
акцепторы. Доноры отдают полупроводнику избы-
точные электроны и создают таким образом прово-
димость электронную (n-типа). Акцепторы захва-
тывают валентные электроны вещества, в которое
они внедрены, в результате чего создаются дырки и
возникает проводимость дырочная (р-типа).
ПРОВОДИМОСТЬ СОБСТВЕННАЯ (см. Электрический ток
полупроводниках).
ПРОВОДИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
1) Способность вещества проводить электрический
ток под действием электрического поля. П. э. веще-
ства обусловлена имеющимися в нем подвижными
электрическими зарядами — носителями тока. В
зависимости от вида носителей тока различают про-
водимость электронную (например, у металлов и
полупроводников), проводимость ионную (напри-
124
мер, у электролитов), смешанную электронно-ион-
ную (например, у плазмы) и дырочную (у полупро-
водников). 2) Величина, обратная электрическому
сопротивлению. Единица СИ П. э. — сименс (См):
1 См = 1 Ом-1.
ПРОВОДИМОСТЬ ЭЛЕКТРОННАЯ
Проводимость металлов и полупроводников, в ко*
торой основные носители заряда — электроны.
ПРОВОДНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
Тела (вещества), обладающие способностью хорошо
проводить электрический ток. П. э. содержит боль*
шое число свободных электрически заряженных
частиц, которые в электрическом поле приходят в
упорядоченное движение, образуя электрический
ток проводимости. В П. э. 1-го рода (металлах и
сплавах) носителями тока являются электроны, в
П. э. 2-го рода (электролитах) — ионы.
ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ
Одно из важнейших практических применений ин-
терференции, направленное на уменьшение интен-
сивности света, отражающегося от поверхности оп-
тических деталей (линз, призм, зеркал). Обычно
при попадании света из воздуха на поверхность
стекла от него отражается 10—20% света; в систе-
ме с большим числом линз (например, в объекти-
вах микроскопов, фотоаппаратов и т. п.) потери на
отражение могут достигать 50—70%. Чтобы избе-
жать этих потерь, на отражающую поверхность на-
носится тонкая пленка вещества толщиной в не-
четное число четвертей длин волн и с показателем
преломления п = ^стекл • 314314 в отраженном
свете возникает интерференционный минимум, а в
проходящем свете — интерференционный макси-
мум. Тем самым потери на отражение существенно
уменьшаются и оптика «просветляется».
ПРОТОН
Элементарная частица из класса барионов, ядро
атома водорода. Несет элементарный положи-
тельный заряд, масса равна 1,007276 а. е. м. -
= 938,2 МэВ, спин — полуцелый. Поскольку сре-
125
ди всех барионов П. имеет наименьшую массу, то
он устойчив (по крайней мере время жизни П. не
меньше времени существования Вселенной, оце-
ниваемой примерно 10 млрд лет).
ПРОЧНОСТЬ
Свойство твердых тел сопротивляться разрушению
(разделению на части), а также деформации пла-
стической под действием внешних нагрузок. В за-
висимости от материала, вида напряженного со-
стояния (сжатия, растяжения, изгиба и др.) и ус-
ловий эксплуатации (температуры, времени дейст-
вия нагрузки и др.) в технике пользуются такими
понятиями меры П., как предел П., упругости, те-
кучести и др. Предел П. — предельное значение
напряжения, выше которого образец материала
разрушается практически мгновенно, а ниже жи-
вет неограниченно долго. Предел упругости — пре-
дельное значение деформации, больше которой
приводит к появлению пластической деформации
после снятия нагрузки (см. Гука закон}. Дальней-
шее увеличение нагрузки приводит для некоторых
материалов к текучести — удлинение нарастает
практически без увеличения нагрузки.
ПСИХРОМЕТР (от греч. psychrds — холодный и metred —
ъзыерякь)
Прибор для определения влажности и температуры
воздуха. П. состоит из сухого и влажного-термо-
метров. Сухой термометр показывает температуру
воздуха, а смоченный, теплоприемник которого
связан влажным батистом, — его собственную тем-
пературу, зависящую от интенсивности испарения,
происходящего с поверхности его резервуара.
Вследствие расхода внутренней энергии на испаре-
ние показания смоченного термометра тем ниже,
чем суше воздух, влажность которого измеряется.
По разности показаний сухого и влажного термо-
метров с помощью таблиц и графиков определяют
абсолютную и относительную влажность воздуха.
Кроме того, по показаниям термометров и табли-
цам определяют точку росы, максимальное парци-
альное давление паров в воздухе.
126
ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА
Прибор для регистрации следов (треков) заряжен-
ных частиц высоких энергий, действие которого
основано на вскипании перегретой жидкости
вблизи траектории частицы. Изобретена Д. Глей-
зером (США) в 1952 г. Жидкость можно нагреть
выше точки кипения, но такая перегретая жид-
кость нестабильна, и при переходе через нее заря-
женной частицы жидкость вскипает, образуя пу-
зырьки на ионах — следах заряженных частиц.
Эти следы (треки) могут быть сфотографированы.
Для измерения импульсов заряженных частиц
П. к. помещают в сильное магнитное поле. С по-
мощью П. к. были открыты и исследованы мно-
гие элементарные частицы.
РАБОТА
Скалярная величина, одна из мер изменения энер-
гии. В механике, если сила F постоянна, а переме-
щение s происходит по прямой, то Р. равна скаляр-
ному произведению силы на перемещение (механи-
ческая энергия): A=Fs=Fs cos а, где а — угол ме-
жду направлениями векторов силы и перемещения.
В случае действия переменной силы на произволь-
ной траектории Р. выражается через интеграл от
ь ь
силы, по перемещению: А = ^Fds = ^Fds • cos а,
а а
где а и Ъ — начальная и конечная точки траекто-
рии, ds — бесконечно малое перемещение. В термо-
динамическом изобарном процессе Р. равна произ-
ведению давления р на разность конечного V% и на-
чального V\ объемов: А = р(Рг ~ ^1)- ® общем слу-
127
чае Р. в термодинамике равна интегралу от
давления по объему: А = J pdV.
РАБОТА ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА
Наименьшая энергия, которую нужно затратить
для удаления электрона из твердого или жидкого
тела в вакуум. Р. в. э. для твердого тела зависит
от его материала, строения поверхности и нали-
чия на ней слоя чужеродных атомов, а также на-
пряженности внешнего электрического поля.
РАВНОВЕСИЕ
Состояние тела или системы тел, покоящихся отно-
сительно системы отсчета при условии, что на них
действуют внешние силы. Р. называется устойчи-
вым, если при малых отклонениях от положения
равновесия система возвращается в это положение;
неустойчивым — если при любом малом отклоне-
нии от положения равновесия система переходит в
другое состояние, безразличным — если при любом
малом отклонении от положения равновесия систе-
ма остается в новом положении. Условием устойчи-
вого Р. является минимум потенциальной энергии в
положении равновесия; неустойчивого — максимум
потенциальной энергии в положении равновесия;
безразличного — равенство потенциальной энергии
в положении равновесия и в соседних точках. Усло-
вия Р. изучает статика. Тело находится в Р., если
векторная сумма сил и векторная сумма моментов
сил, действующих на тело, равны нулю.
РАВНОВЕСИЕ ТЕПЛОВОЕ (термодинамическое)
Состояние тела (системы), в которое оно самопроиз-
вольно приходит через достаточно большой проме-
жуток времени в условиях изоляции от окружаю-
щей среды. При Р. Т. в теле (системе) прекращаются
все необратимые процессы и средние значения всех
физических величин, характеризующих состояние,
не зависят от времени. Р. т. — одно из главных по-
нятий термодинамики и статистической физики.
128
РАДИАН (от лат. radius — луч, радиус)
Единица плоского угла, одна из двух дополни-
тельных единиц СИ. Равен углу между двумя ра-
диусами окружности, дли-
на дуги между которыми
равна радиусу. В градус-
ном исчислении Р. равен
57’17'44,8". Углам в 30’,
45’, 60’, 90’ соответствуют
ляля
углы g, 3, 2 радиан
соответственно. Обозначе-
ние — рад (русское), rad (международное).
РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА ЗАКОН
Для каждого радиоактивного вещества существу-
ет определенный интервал времени, на протяже-
нии которого число радиоактивных ядер умень-
шается в среднем в два раза. Этот интервал време-
ни называют периодом полураспада Ti/2- Матема-
тически закон может быть записан в следующей
форме: = Nq • 2 — Nq€ , где Nq — число
радиоактивных ядер в начальный момент време-
ни t = 0, Tj/2 — период полураспада, # — число
оставшихся радиоактивных ядер на момент вре-
мени t, X - In 2/ТХ/2 “ О.бЭЗ/Т^ — постоянная
распада. Согласно этому закону за любой проме-
жуток времени распадается одна и та же часть
имеющихся ядер (за период полураспада — поло-
вина ядер). С течением времени скорость распада
не меняется. Р. р. з. позволяет определить сред-
нее время жизни ядра. Средним временем жизни
ядра называется величина X = 1/Х. Оно может ко-
лебаться для отдельных ядер от долей секунды до
миллиарда лет.
РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат. radio — излучение, radius —
луч, activus — действенный)
Способность некоторых атомных ядер самопроиз-
вольно превращаться в другие ядра с испусканием
частиц. К радиоактивным процессам относятся:
альфа-распад, бета-распад, испускание нейтронов,
5 Зак. № 409
129
деление тяжелых ядер и т. п. В 1896 г. франц, физи-
ком А. Беккерелем была обнаружена естественная
(природная) Р. — испускание ураном неизвестного
проникающего излучения, названного им радиоак-
тивным. В настоящее время известно около 300 нук-
лидов, обладающих естественной Р. В 1934 г.
франц, физики И. и Ф. Жолио-Кюри открыли Р.
ядер — продуктов ядерных реакций, которая впо-
следствии приобрела особенно важное значение. В
настоящее время известно более 1500 радионукли-
дов, полученных в результате ядерных реакций. Ме-
жду Р. естественной и искусственной нет принципи-
ального различия.
РАДИОВОЛНЫ (от лат. radio — излучаю)
Электромагнитные волны с длиной волны X при-
мерно от 5 • 10~5 до 1О10 м. В опытах Г. Герца впер-
вые были получены электромагнитные волны дли-
ной в несколько десятков сантиметров (до 1,5 м). В
1895—1899 гг. А. С. Попов впервые применил
электромагнитные колебания с X = 102—2 • 104 см
для осуществления беспроволочной связи на рас-
стоянии. Р. условно разбиваются на диапазоны. Р.
используют в радиосвязи, радио и телевидении, ра-
диолокации, радиоастрономии и т. д.
РАДИОЛОКАЦИЯ (от лат. radio — излучаю и locatio — раз-
мещение, расположение)
Область науки и техники, предметом которой явля-
ется наблюдение различных объектов (целей), их
обнаружение, распознавание, измерение их коор-
динат (местоположения) и определения других ха-
рактеристик посредством радиоволн. Р. наблюде-
ние осуществляется тремя способами: облучением
объекта радиоволнами и приемом отраженных от
него (рассеянных им) радиоволн; облучением объ-
екта и приемом переизлученных (ретранслируе-
мых) им радиоволн; приемом радиоволн, излучае-
мых самим объектом. При первых двух способах
применяют специальную приемно-передающую
радиолокационную станцию, при последнем —
приемную радиостанцию. Для Р. применяются ко-
130
лебания сверхвысокой частоты (108—1011 Гц). Р.
используется для определения расстояний от раз-
личных объектов (самолетов, ракет, искусственных
спутников), излучения планет Солнечной системы,
прогнозирования погоды и др.
РАДИУС-ВЕКТОР
Вектор, направленный в данную точку из начала
координат.
РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Двигатель, тяга которого создается реакцией (отда-
чей) вытекающего из него рабочего тела (напри-
мер, струи воздуха, газа). В зависимости от того,
использует двигатель для работы окружающую его
среду или нет, Р. д. подразделяют на две основные
группы. Первые, использующие в качестве окис-
лителя окружающий воздух, называются воздуш-
но-реактивными двигателями, вторые — ракетны-
ми двигателями.
РЕЗИСТОР (от лат. resisto — сопротивляюсь)
Элемент электрической цепи, основное назначение
которого оказывать известное сопротивление элек-
трическому току с целью регулирования силы тока
и напряжения. В радиоэлектронных устройствах Р.
нередко составляют более половины всех деталей.
Выпускаемые промышленностью Р. различаются по
значению сопротивления (от 1 Ом до 10 МОм) и
другим параметрам.
РЕЗОНАНС
Частный случай вынужденных колебаний, когда
частота вынуждающей силы совпадает с собствен-
ной частотой колебательной системы. При Р. выну-
ждающая сила передает колебательной системе
максимальную энергию, вследствие чего в механи-
ческой колебательной системе достигается макси-
мальная амплитуда скорости, а в электрической
колебательной системе — максимальная амплиту-
да силы тока. При малом затухании в колебатель-
ной системе амплитуда колебаний возрастает столь
сильно, что возможно разрушение системы. Р. ис-
пользуется в акустике и радиотехнике для выделе-
5* 131
ния сигнала определенной частоты из совокупно-
сти множества сигналов с разными частотами.
РЕКОМБИНАЦИЯ (от лат. ге — снова, опять и combinatio —
соединение)
Явление, противоположное ионизации, т. е. ис-
чезновение свободных носителей заряда противо-
положных знаков при их столкновениях. Напри-
мер, Р. электронов проводимости и дырок в полу-
проводниках, отрицательных и положительных
ионов в электролитах и газе.
РЕЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ
Прибор (элемент автоматического устройства), ко-
торый при прохождении по его обмотке электриче-
ского тока скачкообразно изменяет свое состояние:
контакты его замыкаются либо размыкаются.
РЕЛЯТИВИСТСКИЙ ЗАКОН СЛОЖЕНИЯ СКОРОСТЕЙ
Выражение в теории относительности для опре-
деления значения скорости тела или частицы при
переходе из одной инерциальной системы отсчета
в другую. Пусть XYZ и X'Y'Z' — две ИСО, причем
X'Y'Z' движется относительно XYZ вдоль оси ОХ
со скоростью о. Пусть материальная точка А дви-
жется относительно X'Y'Z' вдоль той же оси ОХ со
скоростью и, тогда скорость этой точки относи-
__________ U + V
тельно XYZ w =-------2» гДе с — скорость света
1 + uv/c
в вакууме. Из Р. з. с. с. следует, что если тело хоть
в одной ИСО движется со скоростью и < с, то оно и
в любой другой ИСО также будет двигаться со ско-
ростью w < с. Следовательно, частицы вещества
всегда движутся со скоростями, не превосходящи-
ми скорости света в вакууме. А поскольку энергия
и информация передаются либо частицами вещест-
ва, либо волнами (упругими или электромагнит-
ными), то оказывается, что скорость света в вакуу-
ме с является предельной скоростью для передачи
энергии и информации. При малых скоростях, ко-
гда Р. з. с. с. переходит в классический закон сло-
жения скоростей, используемый в ньютоновской
механике: w = и + о.
132
РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (рентгеновские лучи)
Коротковолновое электромагнитное излучение с
длинами волн от 10-7 до 10-14 м (т. е. от 102 до
10-5 нм). Образуется при торможении в веществе
быстрых электронов (например, при бомбардировке
металлического электродц в рентгеновской трубке
пучком ускоренных электронов). Обладает большой
проникающей способностью, действует на фотогра-
фическую эмульсию. Р.и. широко используется в
науке (например, для изучения дифракционных
картин, даваемых рентгеновскими лучами при их
прохождении через вещества, что позволяет опреде-
лять строение химических соединений), технике
(для контроля путем просвечивания рентгеновскими
лучами качества сварных швов, обнаружения тре-
щин в отливках, рельсах и др.), Медицине (для диаг-
ностики или лечения некоторых заболеваний). От-
крыто нем. физиком В. Рентгеном в 1895 г.
РЕОСТАТ (от греч. rheos — течение, поток и states — стоя-
щий, неподвижный)
Электрический аппарат (устройство) для регули-
рования и ограничения тока или напряжения в
электрической цепи. Основная часть Р. — прово-
дящий элемент с переменным сопротивлением.
Значение сопротивления может изменяться плав-
но или ступенчато. Для изменения силы тока или
напряжения в небольших пределах Р. включает-
ся в электрическую цепь последовательно. Р. мо-
жет включаться и по схеме Потенциометра.
РОТОР (от лат. roto — вращаюсь)
Вращающаяся деталь машины, обычно располо-
женная внутри статора. Р. имеют все роторные ма-
шины, в том числе электродвигатели, некоторые
двигатели внутреннего сгорания, турбины, вентиля-
торы, компрессоры, некоторые насосы, автоматы и
др. машины, в которых Р. является рабочим орга-
ном. Например, Р. гидротурбины состоит из рабоче-
го колеса и вала; служит для преобразования меха-
нической энергии воды в энергию вращающегося
вала, соединяющегося с Р. гидрогенератора.
133
РЫЧАГ
Устройство для уравновешивания большей силы
меньшей и реже— меньшей силой— большую.
Представляет собой твердое тело с точкой опоры, на-
ходящееся под действием сил, расположенных в
плоскости, проходящей через эту точку. Для равно-
весия Р. алгебраическая сумма моментов сил, дейст-
вующих относительно точки опоры, должна быть
равна нулю. При действии на рычаг двух сил Р и Q
условие равновесия дает: Ра = Qb, где a mb — плечи
Р. Следовательно, сила Р во столько раз меньше
(больше) силы'-Q, во сколько раз плечо а больше
(меньше) плеча Ъ (так называемое правило Р.). При-
менение Р. в машинах и механизмах дает выигрыш
в силе, при этом столько же проигрывается в пере-
мещении; в работе Р. выигрыша не дает.
САМОИНДУКЦИЯ
Возбуждение электродвижущей силы (ЭДС) ин-
дукции в электрической цепи при изменении
электрического тока, текущего в этой же цепи. С.
является частным случаем электромагнитной
индукции. Направление ЭДС С. определяется
Ленца правилом: при увеличении в цепи силы то-
ка ЭДС С. препятствует увеличению силы тока, а
при уменьшении силы тока — его убыванию. По-
этому при замыкании электрической цепи, содер-
жащей постоянную ЭДС, определенное значение
134
силы тока устанавливается в цепи не сразу, а по*
степенно, и наоборот — при разрыве в цепи (при
отключении источника) ток в цепи прекращается
не мгновенно. ЭДС С. прямо пропорциональна
скорости изменения силы тока: &с - -L di/dt, где
L — индуктивность цепи, di/dt — производная от
мгновенного значения силы тока по времени (ско-
рость изменения силы тока).
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Свойство многих проводников, состоящее в том, что
их электрическое сопротивление скачком падает до
нуля при охлаждении ниже определенной темпера-
туры, характерной для данного материала. С. обна-
ружил впервые нидерл. физик X. Камерлинг-Оннес
(1911). Теория С. разработана рядом ученых, в том
числе советским физиком Л. Д. Ландау (1950). С.
наблюдается при очень низких температурах. На-
пример, температура перехода в сверхпроводящее
состояние титана Т ** 0,4 К, олова — 3,8 К, нитрата
ниобия — 15,2 К. В последнее время синтезированы
полупроводники, в которых С. наблюдается при бо-
лее высоких температурах — от температуры жид-
кого азота (77 К) и до комнатных.
СВЕТ
В узком смысле слова — видимое человеческим
глазом излучение (с длинами волн примерно от
0,40 до 0,76 мкм, т. е. с частотами примерно от
7,5 • 1014 до 4,0 • 1О14'Гц). В широком смысле сло-
ва С. — электромагнитное излучение, включаю-
щее, кроме видимого, инфракрасное и ультра-
фиолетовое излучения.
СВЕТОВОЙ ПОТОК
Мощность видимой части излучения, распро-
страняющегося внутри данного телесного угла,
оцениваемая по действию излучения на нормаль-
ный глаз. Единица СИ С. п. — люмен.
СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ
Движение тела, происходящее под действием
только силы тяжести (т. е. под влиянием притя-
жения Земли). Законы С. п. установил Г. Гали-
лей: С. п. тел — движение равноускоренное; при
135
С. п. ускорение направлено вертикально вниз и
всем телам Земля сообщает одно и то же ускоре-
ние (оно называется ускорением свободного па-
дения).
СЕКУНДА
1) Единица времени, одна из основных единиц СИ.
Равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответст-
вующего переходу между двумя сверхтонкими уров-
нями основного состояния атома цезия-133. Допус-
тимо упрощенное определение С., которое вместе с
тем не противоречит точному определению: С.
равна 1/86 400 части средних солнечных суток
(1 сут = 24 ч = 86 400 с). Обозначение — с (русское),
в (международное). 2) С. угловая — внесистемная
единица плоского угла, равная 1/3600 градуса (уг-
лового). 1" = (1/3600)’ = 4,848 • 10~6 рад.
СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ
Перевод вещества из газообразного состояния в
жидкое. С. г. возможно только при температурах,
меньших критической температуры.
СИЛА
Векторная физическая величина, которая служит
мерой взаимодействия тел. Под действием С. тело
приобретает ускорение, а в случае, когда одни
участки тела перемещаются относительно других,
происходит деформация тела. Согласно Ньюто-
на второму закону F = та (см. также Гука за-
кон, Кулона закон, Всемирного тяготения закон,
Лоренца сила, Сила трения, Сила тяжести).
СИЛА СВЕТА
Отношение светового потока, распространяюще-
гося внутри телесного угла, к значению этого уг-
ла. Единица С. с. — кандела, одна из основных
единиц СИ.
СИЛА ТРЕНИЯ
Сила сопротивления, возникающая при переме-
щении одного тела относительно другого. С. т.
приложена к телам вдоль поверхности их сопри-
косновения и всегда направлена противоположно
относительной скорости их перемещения. Сила
внешнего (сухого) трения возникает при сопри-
136
косновении твердых тел; сила внутреннего (вяз-
кого) трения возникает между слоями жидкости
или газа, движущимися друг относительно друга.
Если соприкасающиеся твердые тела неподвиж-
ны друг относительно друга, то между ними дей-
ствует С. т. покоя.
СИЛА ТЯГОТЕНИЯ
Сила, возникающая между любыми телами благо-
даря наличию у них массы. Открыта И. Ньютоном
(1667). Согласно всемирного тяготения закону
С. т. пропорциональна массам взаимодействую-
щих тел (материальных точек) и обратно пропор-
циональна квадрату расстояния между ними.
СИЛА ТЯЖЕСТИ
Одно из проявлений силы тяготения — сила, с
которой тело притягивается к Земле (или к другой
планете) вблизи ее поверхности. Равна произведе-
нию массы тела на ускорение свободного падения:
Р = mg = G—, где — масса Земли (или
(Л + Wf
планеты), R — ее радиус, h — высота тела над по-
верхностью Земли (или планеты), т — масса тела
и G — гравитационная постоянная.
СИЛА УПРУГОСТИ
Сила, возникающая при деформации тела и на-
правленная в сторону, противоположную смеще-
нию частиц тела при деформации (см. Гука закон).
СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Скалярная величина, характеризующая электри-
ческий ток и равная отношению заряда, перено-
симого через поперечное сечение проводника ко
времени протекания тока: где I — С. э. т., q — за-
ряд, t — время. В случае переменного тока С. э. т.
равна производной заряда по времени. Единица
СИ С. э. т. — ампер (А).
СИЛЫЯДЕРНЫЕ
Силы притяжения, связывающие нуклоны (прото-
ны и нейтроны) в ядре, одно из проявлений взаимо-
действия сильного. С. я. — короткодействующие,
их радиус действия порядка 10~14—10~15 м. При
137
меньших расстояниях они значительно больше
электростатических (кулоновских) сил отталкива-
ния между протонами; при расстояниях, превы-
шающих 10-14 м, значение С. я. очень быстро спа-
дают до нуля (см. Атомное ядро). Благодаря мало-
му радиусу действия С. я. со стороны данного ну-
клона распространяются лишь на ближайших
соседей, с которыми он контактирует; это свойство
С. я. сходно со свойствами молекулярных сил, так
что атомное ядро в этом плане напоминает каплю
жидкости (см. Поверхностное натяжение). Под
действием С. я. вещество внутри ядра сжато до ко-
лоссальной плотности (ок. 1017 кг/м3); в макроско-
пических объектах такая плотность вещества на-
блюдается только в нейтронных звездах.
СИНХРОФАЗОТРОН
Ускоритель протонов и ионов. В С. частицы, дви-
гаясь по круговой вакуумной камере по орбите
постоянного радиуса, неоднократно проходят че-
рез ускорительные устройства (где действуют
сильные электрические поля) и увеличивают
свою скорость. Круговую траекторию движущим-
ся заряженным частицам обеспечивают сильные
магнитные поля, создаваемые электромагнита-
ми. Крупнейший современный С. ускоряет прото-
ны до энергии 500 ГэВ. В С. учитывается реляти-
вистский эффект зависимости массы от скорости.
Для выполнения условия синхронизации и сохра-
нения постоянства радиуса орбиты необходимо
соответственно увеличивать частоту ускоряющего
поля и индукцию магнитного поля.
СИСТЕМА КООРДИНАТ
Совокупность трех осей (в пространстве) или двух
осей (на плоскости), позволяющих определить по-
ложение произвольной точки с помощью ее коор-
динат. Наиболее распространенной является пря-
моугольная декартова С. к., содержащая три вза-
имно перпендикулярные оси координат в
пространстве — ось абсцисс ОХ, ось ординат OY и
ось аппликат OZ. На плоскости используются две
оси координат — ось абсцисс и ось ординат.
138
СИСТЕМА ОТСЧЕТА
Совокупность системы координат и часов, связан*
ных с телом отсчета. Выбор системы отсчета в
кинематике произволен, в динамике преимущест-
венными являются инерциальные С. о., посколь-
ку в них все законы динамики (Ньютона законы
механики) имеют простейшую форму, в частно-
сти силы появляются только в результате взаимо-
действия тел. С. о., которая движется ускоренно
относительно инерциальной С. о., называется не-
инерциальной С. о. В неинерциальных С. о. силы
и ускорения возникают не только в результате
взаимодействия тел, но и в результате ускоренно-
го движения самой С. о., что усложняет формули-
ровку законов механики в этих С. о.
СКОРОСТЬ
Векторная характеристика движения материаль-
ной точки. При равномерном движении С. равна
отношению вектора перемещения ко времени дви-
жения: и ” s/t. При переменном движении это вы-
ражение дает вектор средней скорости. Модуль
средней С. равен отношению пройденного пути ко
времени движения: vcp = 1ft, где I — длина пути.
СКОРОСТЬ ЗВУКА
Скорость распространения в среде звуковых (уп-
ругих) волн. С. з. в газах — до 1300 м/с, в жидко-
стях — от 750 до 2000 м/с, в твердых телах — от
2000 до 0000 м/с.
СКОРОСТЬ ЛИНЕЙНАЯ
Скорость, определяемая отношением длины прой-
денного пути I к промежутку времени t, за кото-
рый этот путь пройден: v = l/t.
СКОРОСТЬ МГНОВЕННАЯ
Скорость тела в данный момент времени или в дан-
ной точке траектории. С. м., или скорость в данной
точке, равна отношению весьма малого перемеще-
ния на участке траектории, примыкающем к этой
точке, к малому промежутку времени, в течение ко-
торого совершается это перемещение. Скорость рав-
номерного прямолинейного движения — это также
139
и его С. м., переменного движения более точно опре-
деляется как производная от перемещения по време-
ни: v = lim As /At =s'(t). Проекция С. м. на оси ко-
At->0
ординат определяется как производные этих коор-
динат по времени: vx = x'(t), vv = vz >
СКОРОСТЬ СВЕТА
Скорость распространения электромагнитных
волн. Фундаментальная физическая величина. Обо-
значение — с. В вакууме С. с. с = 299 792 458 м/с.
Округленное значение С. с. принимается равным
300 000 км/с = 3 • 108 м/с. В веществе С. с. где п —
показатель преломления вещества. С. с. представля-
ет собой предельную скорость распространения лю-
бых физических воздействий (см. Теория относи-
тельности специальная). Впервые С. с. определил в
1676 г. дат. ученый О. Ремер астрономическим ме-
тодом (по изменению промежутков времени между
затмениями одного из спутников планеты Юпитер).
На Земле С. с. первым измерил франц, физик
А. Физо в 1849 г. (по времени прохождения светом
точно измеренного расстояния).
СМАЧИВАНИЕ
Явление, возникающее при соприкосновении
жидкости с поверхностью, твердого тела или дру-
гой жидкости. Выражается, в частности, в расте-
кании жидкости по твердой поверхности, находя-
щейся в контакте с газом или другой жидкостью.
С. определяет форму капли на твердой поверхно-
сти или форму газового пузырька на поверхности
погруженного в жидкость тела, а также вызывает
образование мениска в капилляре.
<р<л/2
<р> л/2
140
СОБСТВЕННОЕ ВРЕМЯ
Промежуток времени между двумя событиями,
происходящими с телом в системе отсчета, отно-
сительно которого это тело покоится. Согласно спе-
циальной теории относительности, С. в. меньше
промежутка времени между этими же событиями,
измеренными в любой другой системе отсчета, от-
носительно которой это тело движется со скоро-
I 2 2
стью и: to = tVI. - v /с , где Xq — С. в., х — время
в любой другой инерциальной системе отсчета.
Из формулы видно, что т0 « х.
СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ
Включение в электрическую цепь различных уст-
ройств, потребляющих электрическую энергию
(например, электрических ламп, нагревателей,
электродвигателей, электроизмерительных, кон-
тролирующих, регистрирующих приборов и др.).
Наиболее распространенными видами С. п. в элек-
трической цепи являются последовательное и па-
раллельное. При последовательном соединении все
проводники включаются в электрическую цепь
поочередно — один за другим. Для цепи с последо-
вательным С. п. справедливы следующие законо-
мерности: сила тока, проходящего через каждый
проводник, одинакова: «13 - ... = I; на-
пряжение на концах всего участка цепи равно
сумме напряжений на отдельных участках цепи:
Rl R2 R3
Последовательное
соединение
Смешанное
соединение
Параллельное
соединение
141
U = Ui + U2 + 1/3 + ...; полное сопротивление це
пи равно сумме сопротивлений каждого отдельно-
го участка: R = + R% + R3 +... - При параллель-
ном С. п. начала каждого из них соединены в
один общий узел, а концы — в другой общий
узел. Таким образом, на этом участке цепи ток
разветвляется на несколько частей. Для цепи с
параллельным С. п. справедливы следующие за-
кономерности: все параллельно соединенные про-
водники находятся под одним и тем же напряже-
нием: Ui — U2 “ V“ ... “ U; сила тока, протекаю-
щего через группу параллельно включенных про-
водников, равна-сумме токов, протекающих через
отдельные ветви: I = + I2 + I3 + ...; проводи-
мость параллельного разветвления равна сумме
„ 1
проводимостей его ветвей:
1 1 1
= я1 + я2 + я3 + --
СОЛЕНОИД (от греч. solen — трубка и eidos — вид)
Свернутый в спираль изолированный проводник,
по которому течет электрический ток. Внешнее
магнитное поле С. подобно полю прямого посто-
янного магнита. С. с железным сердечником
представляет собой электромагнит.
СООБЩАЮЩИЕСЯ СОСУДЫ
Сосуды, соединенные между собой в нижней час-
ти. Однородная жидкость, находящаяся в С. с.,
устанавливается на одинаковом уровне независи-
мо от формы сосудов. На этом свойстве основано
устройство жидкостных манометров, действие
судоходных шлюзов (на реках, каналах), служа-
щих для подъема (или опускания) судов с одного
уровня воды на другой, некоторых местных водо-
проводов. Своеобразными С. с. являются такие
бытовые предметы, как чайник, лейка и др.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ДОБАВОЧНОЕ
Сопротивление, подключаемое последовательно с
вольтметром для измерения напряжения на уча-
стке цепи в п раз больших, чем те, на которые рас-
считан вольтметр. Значение С. д. Яд, необходимого
142
для увеличения предела измерения напряжения в
и раз, определяется по формуле Вд = R^n — 1), где
— сопротивление вольтметра.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ (активное, емкост-
ное, индуктивное, полное)
Физическая величина, характеризующая воздейст-
вие некоторого элемента электрической цепи на си-
лу тока в ней. В цепях постоянного тока сопротивле-
ние току оказывает резистор; он же служит актив-
ным сопротивлением в цепи переменного тока. Со-
гласно Ома закону сопротивление R « U/I, где U —
напряжение на участке, где нет источников тока,
I — сила тока. Активное сопротивление в цепи по-
стоянного тока (иногда называется омическим) од-
нородного проводника длиной I и Сечением S равно
R = pl/S, где р — удельное электрическое сопротив-
ление. Причиной активного С. э. является рассеяние
электронов проводимости на узлах кристалличе-
ской решетки за счет ее тепловых колебаний и нали-
чия в ней дефектов (например, примесных атомов).
С возрастанием температуры удельное С. э. метал-
лов убывает по линейному закону р = р0(1 + at), где
Ро — удельное С. э. при О *С, t — температура по
шкале Цельсия и а — температурный коэффициент
электрического сопротивления. У некоторых ве-
ществ вблизи абсолютного нуля температур С. э. об-
ращается в нуль (см. Сверхпроводимость). Активное
С. э. в цепи переменного тока определяется по фор-
муле R = Р/I2, где Р — средняя за период мощность
электрического тока, I — действующее значение
силы тока. Активное С. э. выполняет две функ-
ции — оно ограничивает силу тока в цепи и на нем
происходят необратимые преобразования энергии
электрического переменного тока во внутреннюю
или механическую энергию. Емкостное С. э. в цепи
переменного тока равно отношению действующего
значения напряжения на конденсаторе к дейст-
вующему значению силы тока: Хс = Uc/I = 1/Ссо,
где С — электрическая емкость конденсатора,
со = 2rev — круговая частота переменного тока. Ин-
143
дуктивное С. э. в цепи переменного тока равно от-
ношению действующего значения напряжения на
катушке к действующему значению силы тока:
XL = = Leo, где L — индуктивность катуш-
ки, со = 2jcv — круговая частота переменного тока.
Реактивные сопротивления (емкостное и индук-
тивное) только ограничивают силу тока в цепи, но
не вызывают необратимых преобразований элек-
трической энергии. Полное С. э. цепи переменно-
го тока равно отношению действующего значения
напряжения в цепи к действующему значению
силы тока: Z = U/I. При последовательном соеди-
нении активного, индуктивного и емкостного со-
Гг ГГ2
противлений Z = JR + I £<о - ^1 .
СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ
Фундаментальные физические закономерности,
утверждающие, что для любых изолированных
систем (т. е. систем тел, взаимодействующих друг
с другом, но не взаимодействующих с окружаю-
щими телами) некоторая физическая величина не
меняет своего значения со временем. Во многих
случаях, когда закономерности, управляющие
системой, неизвестны нам или слишком сложны,
знание С. з. позволяет получить ценные сведения
о состояниях системы. С. з. выступают в совре-
менной физике как принципы запрета — невоз-
можен никакой процесс, никакое явление, при
которых нарушался бы хотя бы один из С. з. Если
же какой-либо процесс не противоречит ни одно-
му из С. з., то он обязательно происходит с какой-
то вероятностью.
СПЕКТР (спектр сложного, несинусоидального колебания)
Совокупность гармонических колебаний, на кото-
рые можно разложить колебание. С. называется
также диаграмма, на которой изображено распре-
деление амплитуд слагаемых гармоник как
функция их частот. Чем сильнее колебание отли-
чается от гармонического, тем сложнее его С. Ес-
ли негармоническое колебание является периоди-
144
ческим, то частоты его гармоник кратны некого*
рой основной частоте, а амплитуды гармоник
очень быстро убывают с ростом номера гармони-
ки, поэтому практически можно учитывать лишь
несколько первых гармоник. Если же колебание
непериодическое, то его С. состоит из множества
гармоник с некратными частотами или бесчис-
ленного множества гармоник.
СПЕКТР ЛИНЕЙЧАТЫЙ
Спектр испускания или поглощения, испускае-
мый отдельными атомами газообразного вещест-
ва, когда взаимодействием между атомами можно
пренебречь. С. л. наблюдаются в видимом диапа-
зоне излучения, а также в ультрафиолетовом,
инфракрасном и рентгеновском диапазонах. По-
скольку в процессе излучения самопроизвольного
атомы излучают независимо, то в волне содержат-
ся компоненты с характерными для данных ато-
мов частотами Vj, V2,...» v„ (длинами волн
k2,..., А„). Каждая линия спектра — это изобра-
жение входной щели спектрографа (спектроско-
па) с помощью волн определенной частоты. По
С. л. производится спектральный анализ.
СПЕКТР ОПТИЧЕСКИЙ
Спектр видимого, инфракрасного и ультрафиоле-
тового излучений, в узком смысле слова — цвет-
ная картина, возникающая при разложении света
(например, белого) при прохождении светового
пучка через призму или дифракционную решет-
ку. Спектр, испускаемый отдельными атомами
вещества (например, разреженного газа), являет-
ся линейчатым; спектр, испускаемый отдельны-
ми молекулами, является полосатым; спектр, ис-
пускаемый конденсированными средами (твер-
дые тела, жидкости, сильно сжатые газы), явля-
ется сплошным. С. о. испускания (спектры излу-
чения, эмиссионные спектры) получаются от воз-
бужденных (например, нагретых) тел, т. е. от ис-
точников света. Линейчатые спектры испуска-
ния имеют вид ярких цветных линий на черном
145
фоне. С. о. поглощения (адсорбционные спектры)
возникает в случае, если излучение от источника
проходит через вещество с более низкой темпера-
турой.
СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
Представление несинусоидального колебания (не-
синусоидальной волны) в виде суммы гармониче-
ских колебаний с кратными частотами. Матема-
тически данный метод разработал франц, ученый
Ж. Фурье (1822), в честь которого С. р. часто на-
зывается разложением в ряд Фурье. Физически
С. р. может быть получено с помощью специаль-
ных приборов — спектрографов, спектроскопов,
спектроанализаторов.
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Метод определения состава вещества по его спек-
тру оптическому. Разработан нем. физиком
Г. Кирхгофом и химиком Р. Бунзеном. По харак-
теру исследования различаются качественный и
количественный С. а.
СПЕКТРОГРАФ
Прибор для регистрации на пленке спектра ка-
кого-либо излучателя для его последующего ис-
следования.
СПЕКТРОСКОП
Прибор для визуального наблюдения спектра.
Отличается от спектрографа тем, что взамен фо-
кусирующей системы на выходе ставится окуляр,
дающий мнимое увеличенное изображение спек-
тра, который наблюдается глазом.
СПИН (от англ, spin — вращаться, вертеться)
Собственный момент импульса элементарных
частиц, имеющий чисто квантовое происхожде-
ние; наличие С. не может быть объяснено никаки-
ми моделями. Проекция С. частицы на произ-
вольное направление равна sh, где з — характер-
ное для данного типа частиц число, названное
спиновым квантовым числом, Л — постоянная
Планка. Иногда 8 называют просто спином. Все
146
лептоны и барионы имеют в “ 1/2 (полуцелый
спин), у мезонов 8 - 0, у фотона 8 — 1.
СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ
Скорость, определяемая отношением перемеще-
ния в при неравномерном движении к промежут-
ку времени, за который это перемещение про-
изошло: оср “ s/t.
СТАТИКА (от греч. statike — учение о весе, о равновесии)
Раздел механики, где изучаются условия равно-
весия твердых тел под действием приложенных
сил. Равновесие жидкостей изучается в гидроста-
тике.
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
Раздел физики, посвященный изучению свойств
макроскопических тел, т. е. систем, состоящих из
очень большого числа одинаковых частиц (моле-
кул, атомов, электронов и т. д.), исходя из
свойств этих частиц и взаимодействий между ни-
ми. В отличие от других разделов физики, зани-
мающихся изучением макроскопических тел
(термодинамики, гидродинамики и др.), С. ф. ис-
пользует сведения о строении тел и изучает не ди-
намические, а статистические закономерности в
поведении таких тел. Статистические закономер-
ности не зависят от конкретных начальных
условий — от точных значений начальных коор-
динат и скоростей частиц. Для теории, описываю-
щей статистические закономерности, характерно
вычисление не точных мгновенных значений раз-
личных физических величин для макроскопиче-
ских тел, а средних значений этих величин по
времени.
СТАТИСТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Состояние системы, в котором средние значения
всех физических величин, характеризующих ее
состояние, не зависят от времени. С. р. не являет-
ся равновесным в механическом смысле, так как
в системе при этом постоянно возникают малые
флуктуации физических величин около средних
значений.
147
СТАТОР (англ, stator от лат. sto — стою)
Неподвижная часть машины, в том числе элек-
трической машины, например генератора пере-
менного тока. Выполняет функции несущей кон-
струкции и магнитопровода, в пазах которого ук-
ладывается обмотка. При вращении ротора в об-
мотке С. генератора индуцируется переменный
электрический ток.
СТЕРАДИАН
Единица телесного угла, одна из двух дополни-
тельных единиц СИ. Равен телесному углу с вер-
шиной в центре сферы, вырезающему на поверх-
ности сферы площадь, равную площади квадрата
со стороной, равной радиусу сферы. Обозначе-
ние — ср (русское), аг (международное). Полная
сфера образует телесный угол, равный 4л ср.
СТОРОННИЕ СИЛЫ
Непотенциальные (неэлектростатические) силы,
действующие на электрические заряды внутри
источника тока. В индукционных генераторах
это силы, возникающие за счет действия вихрево-
го электрического поля, индуцируемого при из-
менениях магнитного поля, или Лоренца силы,
возникающие при движении проводника в маг-
нитном поле; в гальванических элементах и ак-
кумуляторах причиной возникновения С. с. яв-
ляется диффузия ионов за счет химических реак-
ций; в термоэлементах причиной возникновения
С. с. является диффузия электронов (или элек-
тронов и дырок) за счет разности температур в
разных спаях. За счет действия С. с. в замкнутой
электрической цепи возникает электрический
ток.
СЧЕТЧИКИ ЧАСТИЦ
Приборы, с помощью которых регистрируются
заряженные частицы (протоны, электроны, ио-
ны и т. д.) и нейтральные частицы (нейтроны,
фотоны). Иначе называются детекторами частиц.
Заряженные частицы, пролетая сквозь вещество
(газ, жидкость, кристалл), ионизируют его, что
позволяет затем зарегистрировать вновь образо-
148
вавшиеся частицы — ионы, электроны и дырки (в
полупроводниках). Нейтральные частицы регист-
рируются за счет вторичных эффектов. Так, гам-
ма-фотоны выбивают вторичные электроны за
счет фотоэффекта, Комптона эффекта или ро-
ждения электронно-позитивных пар; нейтроны,
взаимодействуя с бором, литием и т. п., порожда-
ют вторичные протоны или альфа-частицы, кото-
рые регистрируются по их ионизационному эф-
фекту. Различают собственно счетчики— Гейгера
счетчик, полупроводниковые счетчики, сцинтил-
ляционные счетчики, черенковские счетчики
(см. Черенкова эффект) и т. д. и следовые (треко-
вые) регистраторы — Вильсона камера, пузырь-
ковая камера, искровая камера, специальные фо-
тоэмульсии.
т
ТАХОМЕТР (от греч. tachos — скорость и метр)
Прибор для измерения частоты вращения деталей
машин и механизмов. По принципу действия раз-
личают центробежные Т., где с изменением часто-
ты вращения меняется угол отклонения груза на
пружине, и индукционные Т., где прй изменении
частоты вращения меняется ЭДС индукции.
ТВЕРДОЕ ТЕЛО
Агрегатное состояние вещества, характеризую-
щееся стабильностью формы. Т. т. в отличие от
жидкости и газа препятствует изменению формы
за счет возникновения в нем упругих сил. В твер-
дом теле частицы (атомы, молекулы или ионы)
совершают малые тепловые колебания около не-
которых положений равновесия. Т. т. могут нахо-
диться в кристаллическом (см. Кристаллы) или
аморфном состоянии. При нормальном давлении
и достаточно низких температурах все вещества,
кроме гелия, затвердевают.
149
ТЕЛЕВН,
(от греч. tele — далеко и видение)
Область науки, техники и культуры, задачей ко-
торой является передача на расстояние изображе-
ний движущихся предметов с помощью электро-
магнитных волн.
ТЕЛЕВИЗОР (от греч. tele — далеко, вдаль и лат. vise —
смотрю)
Приемное устройство, преобразующее сигналы те-
левизионного передающего устройства в видимое
изображение и звук. Основным элементом Т. явля-
ется электронно-лучевая трубка — кинескоп.
ТЕЛЕГРАФ (от греч. tele — вдаль, далеко и grapho — пишу)
Установка, предназначенная для передачи на рас-
стояния буквенно-цифровой информации (теле-
грамм) с обязательной записью их в пункте прие-
ма. Телеграфная связь реализуется чаще всего с
помощью электрических сигналов, передавае-
мых по проводам, или с помощью радиосигналов.
В настоящее время имеются более совершенные
системы, использующие возможности ЭВМ: теле-
факс и электронная почта.
ТЕЛЕСКОП
Зрительная труба для наблюдения удаленных объ-
ектов, например небесных тел. Различают по кон-
струкции Т. линзовые (рефракторы) и зеркальные
(рефлекторы). Рефлектор (от лат. reflecto —
отражаю)— Т., объективом которого служит во-
гнутое параболическое зеркало, что устраняет сфе-
рическую и хроматическую аберрации. Изображе-
ние, возникающее в фокальной плоскости зеркала,
чаще всего фотографируется либо с помощью не-
большого зеркала направляется в окуляр. Рефрак-
тор (от лат. refractue — преломленный) — Т., объ-
ективом которого служит собирающая линза. Для
уменьшения сферической и хроматической аберра-
ции объектив склеивается из двух линз — двояко-
выпуклой и выпукло-вогнутой, изготовленных из
стекла с разными показателями преломления. В
качестве окуляра может использоваться либо соби-
рающая линза (труба Кеплера), либо рассеиваю-
щая линза (труба Галилея). Угловое увеличение Т.
150
г = tg ф/tg Фо = Гоб/Гок, где Фо и <р — углы зрения,
под которыми предмет виден невооруженным гла-
зом и через Т., a F0K — фокусные расстояния
объектива и окуляра.
ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ
Часть пространства, ограниченная конической
поверхностью. Единица СИ телесного угла — сте-
радиан.
ТЕЛЕФОН (от греч. tele — вдаль, далеко и phone — звук)
Электроакустический прибор, преобразующий
электрические колебания в звуковые. В магнито-
электрическом Т. магнитное поле, создаваемое то-
ком, периодически то усиливает, то ослабляет по-
ле, создаваемое постоянным магнитом, вследст-
вие чего стальная мембрана Т. совершает колеба-
ния с частотой, равной частоте колебаний
электрического тока в обмотке.
ТЕЛО ОТСЧЕТА
Тело, которое условно принимается в данной зада-
че в качестве неподвижного и по отношению к ко-
торому изучается движение остальных тел. С Т. о.
связывают начало координат системы, отсчета.
ТЕМПЕРАТУРА (от лат. tem.peratu.ra — надлежащее смеше-
ние, соразмерность, нормальное состояние)
Один из основных параметров состояния, характе-
ризующий тепловое состояние тела (системы). Т.
всех частей тела, находящегося в состоянии тепло-
вого равновесия, одинакова. Если же разные участ-
ки изолированного тела имеют разную Т., то она со
временем выравнивается. С точки зрения молеку-
лярно-кинетической теории Т. равновесной систе-
мы характеризует интенсивность теплового движе-
ния частиц (атомов, молекул и др.), образующих
систему. Например, для системы, описываемой за-
конами статистической физики (классическими
законами), средняя кинетическая энергия теплово-
го движения частиц прямо пропорциональна абсо-
лютной температуре системы. В этом смысле
можно говорить, что Т. характеризует степень на-
гретости тела. Измеряют Т. термометрами в граду-
151
сах различных температурных шкал. Единица СИ
температуры — кельвин (К), допускается выра-
жать температуру также в градусах Цельсия (*С).
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ДАВЛЕНИЯ
Величина, показывающая относительное измене-
ние давления при нагревании газа на один кельвин
Р ~ Ро
(или на 1 С) при постоянном объеме: Op = pQ&T ’
где р — давление газа при температуре Т, Pq — дав-
ление газа при температуре Tq, AT = Т - То — изме-
нение температуры газа. Коэффициент а? одинаков
для всех газов и равен 1/237 К-1 = 0,00367 К-1.
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАС-
ШИРЕНИЯ
Величина, показывающая относительное измене-
ние длины твердого тела при его нагревании на один
I- 10
кельвин (или на 1 С): = Т^АГ »где — А®1™8 тела
при температуре Т, 10 — длина тела при температу-
ре Tq, АТ = Т — Tq — изменение температуры.
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЕМНОГО РАС-
ШИРЕНИЯ
Величина, показывающая относительное измене-
ние объема тела при нагревании его на один кель-
вин (или на 1 *С): а.у =
' го
У0ДТ
где V — объем тела
при температуре Г, Vo — объем тела при темпера-
туре Тд, ДТ = Т - Г© — изменение температуры.
Для твердых тел коэффициенты ау и а/ связаны
между собой соотношением а.у — 3oq.
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ОБЩАЯ (ОТО)
Иначе релятивистская теория гравитации. Раз-
работка ее была завершена А. Эйнштейном в
1915—1916 гг. Исходным пунктом ОТО явился
принцип эквивалентности, утверждающий невоз-
можность отличить явления в однородном поле
152
тяготения от явлений в системе отсчета, движу-
щейся равноускоренно вне поля тяготения. Обоб-
щением этого принципа послужила идея о зави-
симости геометрических свойств пространства-
времени от распределения тяготеющих масс.
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ СПЕЦИАЛЬНАЯ (СТО)
Физическая теория, разработанная А. Эйнштей-
ном в 1905 г. Предшественниками СТО являлись
' работы А. Пуанкаре и Г. А. Лоренца. В основе
СТО лежат три постулата: 1. Принцип относи-
тельности Эйнштейна, утверждающий равнопра-
вие всех инерциальных систем отсчета относи-
тельно любых явлений природы. 2. Принцип ин-
вариантности скорости света, согласно которому в
вакууме скорость электромагнитных волн (в том
числе и света) во всех инерциальных системах от-
счета одна и та же, т. е. является инвариантом.
3. Принцип однородности пространства и време-
ни, согласно которому вдали от тел с большой
массой (планеты, звезды) пространство и время
однородны и изотропны. Однородность простран-
ства означает, что при переносе начала системы
отсчета из одной точки в другую законы природы
сохраняют свою форму; изотропность пространст-
ва утверждает то же самое относительно поворота
осей координат, а однородность времени — то же
самое относительно выбора начала отсчета време-
ни. Все предсказания СТО подтверждены в экспе-
рименте. СТО — основа для всей современной фи-
зики (электродинамики, волновой оптики, ядер-
ной физики и т. п.), ускорительной техники (см.
Синхрофазотрон), современной астрофизики.
ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
Двигатель, в котором внутренняя энергия топли-
ва преобразуется в механическую. Т. д. использу-
ют энергетические ресурсы в виде химического
или ядерного топлива. Т. д. подразделяются на
поршневые, роторные и реактивные двигатели.
КПД Т. д. различного типа составляет 0,1—0,6.
163
ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Количество теплоты, поглощаемое телом при на-
гревании на один градус (1 °C или 1 К): С = Q/tsT,
где Q — количество теплоты, поглощаемое (или от-
даваемое) телом, ДТ = Т - То — изменение темпе-
ратуры тела. Единица СИ теплоемкости — Дж/К.
ТЕПЛООБМЕН
Самопроизвольный необратимый процесс переда-
чи энергии от одного тела к другому без соверше-
ния работы. Различают следующие виды Т.: теп-
лопроводность, конвекция и Т. с помощью излу-
чения. Т. определяет или сопровождает многие
процессы в природе, технике и быту, например
эволюцию звезд и планет, метеорологические про-
цессы на поверхности Земли и т. д.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Один из видов переноса теплоты от более нагре-
тых частей тела к менее нагретым, приводящий к
выравниванию температуры. При Т. перенос те-
плоты осуществляется в результате непосредст-
венной передачи энергии от частиц (молекул,
атомов, электронов), обладающих большей энер-
гией, частицам с меньшей энергией. Наиболее вы-
сокая Т. у металлов — она в сотни раз больше,
чем у пластмасс, кирпича, стекла, воды. Очень
мала Т. газов.
ТЕПЛОТА (количество теплоты)
Энергетическая характеристика теплообмена, из-
меряемая количеством энергии, которое получает
(отдает) в процессе теплообмена рассматриваемое
тело (или система). В отличие от внутренней
энергии количество Т., переданное телу, зависит
не только от того, каковы начальное и конечное
состояния этого тела, но также и от процесса теп-
лообмена (передачи Т.). Количество Т., передан-
ное телу, равно произведению теплоемкости те-
ла С в рассматриваемом процессе теплообмена на
соответствующее изменение температуры тела
ДТ “ Т - То: Q “ СДТ. Понятием Т. широко поль-
зуются в термодинамике (см. Первый закон тер-
модинамики) и теплотехнике.
154
ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА УДЕЛЬНАЯ
Количество теплоты, выделяющееся при полном
сгорании 1 кг топлива. Удельная теплота сгора-
ния некоторых видов топлива: каменного угля
28—34, нефти 43,5, бензина 44—47, природного
газа 41—49, условного топлива 29,3 МДж/кг.
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Раздел энергетики, связанный с преобразованием
внутренней энергии топлива в различные виды
энергии (механическую, электрическую).
ТЕРМОДИНАМИКА (от греч. theme — теплота и динамика)
Раздел физики, в котором изучаются физические
свойства систем (тел или полей) на основе анализа
возможных в этих системах превращений энер-
гии без обращения к их микроскопическому
строению. Основное содержание Т. — рассмотре-
ние общих свойств в состоянии равновесия тепло-
вого, а также общих закономерностей процессов
изменения этого состояния. Т. базируется на экс-
периментально установленных законах (см. Пер-
вый и Второй законы термодинамики).
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА
Температура, измеряемая на основе Карно цикла:
если нагреватель передает рабочему телу количество
теплоты Qi, а рабочее тело холодильнику — количе-
ство теплоты Q2, то их Т. т. определяются по соотно-
шению Тх/Тг = Q1/Q2* Приняв в качестве основной
точки термодинамической шкалы температур трой-
ную тачку воды и приписав ей по определению зна-
чение 273,16 К, мы получаем принципиальную воз-
можность определить температуру любого другого
тела. Поскольку свойства газа, используемого в ка-
честве рабочего тела в цикле Карно, не влияют на
значение его КПД, то значение Т. т. также не зави-
сит от выбора термометрического тела (в отличие,
например, от жидкостных термометров, показания
которых зависят от сорта жидкости — ртути, спир-
та и т. п.). Т. т. имеет лишь теоретическое значение,
на практике ее реализуют с помощью газового тер-
мометра, основанного на Шарля законе. Тем самым
Т. т. фактически совпадает с абсолютной темпера-
турой. Единица СИ Т. т. — кельвин (К).
155
ТЕРМОМЕТР (от греч. thirme — тепло и метр)
Прибор для измерения температуры по измене*
нию некоторого параметра, зависящего от темпе*
ратуры. Например, в жидкостном Т. регистриру-
ется изменение объема столбика жидкости (рту-
ти, спирта) с изменением температуры, в газовом
Т. постоянного объема регистрируется изменение
давления газа (обычно водорода) с изменением
температуры. Все Т. градуируются по газовому Т.
с помощью системы точек, имеющих фиксирован-
ную температуру (точка кипения воды, плавле-
ния льда и т. д.).
ТЕРМОПАРА
Система из двух спаянных различных металлов
или полупроводников, которая является термо-
чувствительным элементом в системах контроля
и автоматизации. При наличии разности темпера-
тур между спаями в цепи возникает ЭДС, одно-
значно связанная с разностью температур.
ТЕРМОРЕЗИСТОР (термистор)
Полупроводниковый резистор, сопротивление ко-
торого сильно меняется с изменением темпера-
туры. Применяется в качестве чувствительного
датчика изменения температуры в измеритель-
ной аппаратуре и системах автоматизации и теле-
механике.
ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ
Явление испускания электронов поверхностью
нагретых тел. Т. э. наблюдается при температу-
рах, значительно превышающих комнатные; в
этом случае часть электронов тела приобретает
энергию, превышающую (или равную) работе вы-
хода. Явление широко используется в различных
электровакуумных приборах (например, диодах).
Открыто Т. Эдисоном.
ТЕРМОЭЛЕМЕНТ
Устройство, состоящее из двух спаянных разнород-
ных проводников или полупроводников. При нали-
чии разности температур между спаями в цепи воз-
буждается ЭДС (прямой термоэлектрический эф-
156
фект); при пропускании через Т. тока от посторон-
него источника на спаях возникает разность
температур (обратный термоэлектрический эф-
фект). Используется в измерительной технике как
датчик температуры (см. Термопара), а также как
основной элемент термоэлектрических генераторов
и холодильников.
ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
Реакции синтеза атомных ядер, происходящие
при высоких температурах. Теория и опыт пока-
зывают, что при слиянии легких ядер (ядер ато-
мов, расположенных в начале Периодической
системы элементов Д. И. Менделеева) должна вы-
деляться значительная энергия. Энергетический
выход Т. р. составляет в среднем от 2 до 4 МэВ на
один нуклон, т. е. 1014 Дж на килограмм прореа-
гировавшего вещества; последнее эквивалентно
теплоте, выделяющейся при сгорании примерно
10 тонн бензина. Для слияния ядер необходимо,
чтобы расстояние между ними стало равным при-
мерно 10”14 м, т. е. радиусу действия сил ядер-
ных. Такому сближению ядер противодействует
кулоновское отталкивание между одноименно за-
ряженными частицами (см. Кулона закон). Для
преодоления этого отталкивания используется
повышение температуры вещества с тем, чтобы
энергия кинетическая частиц превысила энергию
потенциальную отталкивания. Т. р., происходя-
щие в недрах звезд и Солнца, являются источни-
ками колоссальных энергий, излучаемых ими в
течение миллиардов лет.
ТЕСЛА
Единица СИ магнитной индукции. Равна магнит-
ной индукции, при которой через поперечное се-
чение площадью 1 м2, перпендикулярное направ-
лению потока, проходит магнитный поток 1 Вб.
Обозначение — Тл (русское), Т (международное).
Названа в честь сербского электротехника и изо-
бретателя Н. Тесла.
157
ТОЧКА РОСЫ
Температура, до которой нужно охладить воздух
или другой газ, чтобы содержащийся в нем водя*
ной пар достиг состояния насыщения (см. Насы-
щенный пар). При этой температуре в воздухе и
на соприкасающихся с ним предметах наблюдает-
ся конденсация водяных паров (выпадает роса).
Т. р. — одна из основных характеристик влажно-
сти воздуха.
ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ
Величина, характеризующая качество измерения по
степени близости результата измерения к истинно-
му значению измеряемой величины. Обычно в каче-
стве оценки Т. и. выбирают обратное значение отно-
сительной погрешности измерения, например если
относительная погрешность е = 10~2 = 1 %, то Т. и.
равна 100.
ТРАЕКТОРИЯ (от лат. trajectorius — относящийся к пере-
мещению)
Линия, описываемая движущейся материальной
точкой в данной системе координат. Форма Т.
зависит от сил, действующих на точку, и началь-
ных условий. Например, выпущенное из руки без
начальной скорости тело падает по прямолиней-
ной Т.; если же сообщить этому телу начальную
скорость, направленную под углом к горизонту,
то оно будет двигаться по параболе, форма кото-
рой зависит от модуля и направления начальной
скорости. В разных системах отсчета Т. движения
одного и того же тела разная. Например, относи-
тельно самолета точки пропеллера движутся по
концентрическим окружностям, относительно же
Земли эти точки движутся по винтовым линиям.
ТРАНЗИСТОР
Полупроводниковое устройство для усиления и
генерации электрических колебаний. Представ-
ляет собой монокристалл германия или кремния,
в котором за счет внедрения примесей созданы
два (или более) электронно-дырочных перехода.
158
ТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ (от лат. transforms —
преобразую)
Статический электромагнитный прибор, служит
для преобразования напряжения переменного то-
ка. Состоит из сердечника, собранного из листов
специальной трансформаторной стали, на кото-
рой надеты катушки с разным числом витков.
Первичная обмотка с числом витков включает-
ся в сеть переменного тока с напряжением U^; во
вторичной обмотке с числом витков П2 индуциру-
ется переменный ток с напряжением U% — n^U^fni.
Число К °= п^/пъ называется коэффициентом
трансформации. При К > 1 со вторичной обмотки
снимается пониженное напряжение (понижаю-
щий Т.), при К < 1 — повышенное напряжение
(повышающий Т.). При наличии нескольких вто-
ричных обмоток можно одновременно от одной и
той же сети питать приборы, работающие при раз-
ных напряжениях. Т. используются в электрон-
ных приборах, при передаче электрической энер-
гии на большие расстояния, при измерениях
сильных переменных токов (Т. тока) или высоких
напряжений (Т. напряжений).
ТРОЙНАЯ ТОЧКА ВОДЫ
Точка на диаграмме состояния, соответствующая
равновесию воды, льда и водяного пара. Темпера-
тура Т. т. в. 273,16 К, т. е. 0,01 ’С, давление
рТ — 4,58 мм рт. ст. (609 Н/м2).
159
УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ
При равномерном вращении отношение угла по-
ворота радиуса-вектора произвольной точки ко
времени поворота: со « ф/t в 2лп/Т, где со — угло-
вая скорость, ф — угол поворота, t — время пово-
рота, Т — период вра-
щения, п — частота ‘ ‘
вращения. Единица СИ
У. с. — радиан в секун- -----------
ду (рад/с). При неравно- s'
мерном вращении У. с. ( ~ А
равна производной от k
угла поворота по време-
ни: со - ф'(0 = dy/dt.
УРУЛЬПАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Количество теплоты, которое получает или отдает
1 кг вещества при изменении его температуры на
1 К: с = Q/(mAT)» гДе Q — количество теплоты, сооб-
щенное телу, т — масса тела, ДТ — изменение тем-
пературы тела. Единица СИ У. т. — Дж/(кг * К).
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПАРООБРАЗОВАНИЯ
Количество теплоты, необходимое для превраще-
ния при постоянной температуре 1 кг жидкости в
пар: г = Qn/m, где Qa — количество теплоты, ко-
торое необходимо для превращения в пар жидко-
сти массой т при постоянной температуре. Столь-
ко же теплоты выделяется при конденсации 1 кг
пара. Единица СИ У. т. п. — Дж/кг.
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПЛАВЛЕНИЯ
Количество теплоты, необходимое-для превраще-
ния 1 кг кристаллического вещества при темпера-
туре плавления в жидкость той же температуры:
X = Qnji/m, где Qjuj — количество теплоты, необ-
ходимое для того, чтобы расплавить кристалличе-
ское тело массой т. Столько же теплоты выделя-
ется при кристаллизации 1 кг жидкости. Едини-
ца СИ У. т. п. — Дж/кг.
160
УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ
Отношение произведения проводимости электри-
ческой проводника и его длины к площади попе-
речного сечения. У. э. п. проводника зависит от
свойств материала и температуры. У. э. п. — ве-
личина, обратная удельному электрическому со-
противлению р: о = 1/р. Единица СИ У. э. п. —
сименс на метр (См/м). В зависимости от удель-
ной электрической проводимости а все тела де-
лят на 3 группы: проводники (о > 10е См/м), по-
лупроводники (10“8 См/м < а < 10е См/м) и ди-
электрики (а < 10~8 См/м).
УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Отношение произведения электрического сопротив-
ления проводника и его площади к длине проводни-
ка. У. э. с. численно равно сопротивлению провод-
ника, имеющего форму прямолинейного цилиндра
с площадью поперечного сечения 1 м2 и длиной 1 м.
Обозначается р. Если R — сопротивление проводни-
ка с площадью поперечного сечения S и длиной I,
то р = RS/1. Единица СИ У. э. с. — Ом * м.
УЛЬТРАЗВУК
Неслышимые человеческим ухом упругие волны с
частотой колебаний примерно от 20 кГц до 1 ГГц.
Специальные генераторы позволяют получать У.
большой мощности, а малая длина ультразвуко-
вых волн определяет возможности их распростра-
нения узкими остронаправленными пучками и их
фокусировки. Широко применяется в технике
(для дефектоскопии изделий из различных мате-
риалов, обработки материалов, гидролокации), а
также в медицине.
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Невидимое глазом электромагнитное излучение в
пределах длин волн от 400 до 10 нм. Источники
У. ф. и. — Солнце, специальные электрические
лампы, электрическая дуга и др. У. ф. и. обладает
значительной биологической и химической ак-
тивностью (например, бактерицидным действи-
ем). Применяется в медицине, светотехнике и
других областях.
6 Зак. № 409
161
УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
Деформация, которая полностью исчезает после
снятия нагрузки (действия внешних сил). У. д.
испытывает, например, пружина, восстанавли-
вающая свою первоначальную форму после сня-
тия подвешенного к ее концу груза. У. д. растя-
жения (сжатия) твердых тел описывается Гука
законом и относится к области малых деформа-
ций (см. Диаграмма растяжения).
УПРУГИЕ ВОЛНЫ
Механические возмущения (деформации), распро-
страняющиеся в упругой среде. В газах и жидко-
стях могут распространяться только продольные
волны, при которых среда испытывает деформа-
ции разрежения — сжатия и где колебания частиц
среды происходят вдоль распространения волны. В
твердых телах могут распространяться как про-
дольные, так и поперечные У. в., при которых сре-
да испытывает деформацию сдвига и частицы сре-
ды колеблются в направлениях, перпендикуляр-
ных направлению распространения волн.
УПРУГОСТЬ
Свойство тел изменять форму и размеры под дейст-
вием нагрузок и самопроизвольно восстанавливать
исходную форму и размеры после снятия нагрузки
(см. Упругая деформация). У. тел обусловлена сила-
ми взаимодействия частиц (атомов, молекул, ио-
нов), из который они построены. Под действием на-
грузок частицы смещаются из своих равновесных
положений, что сопровождается увеличением по-
тенциальной энергии тела на величину, равную
работе внешних сил (нагрузки) по изменению объе-
ма и формы тела. После снятия нагрузки форма и
размеры упруго деформированного тела с неравно-
весными межатомными расстояниями оказываются
неустойчивыми и самопроизвольно возвращаются в
равновесное состояние. Поэтому тело можно пред-
ставить как совокупность частиц— шариков, со-
единенных друг с другом пружинами.
УРАВНЕНИЕ ОСНОВНОЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕ-
СКОЙ ТЕОРИИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Уравнение, связывающее макроскопическую вели-
чину — давление газа р с микроскопическими вели-
162
2 —
чинами, характеризующими молекулы: р “ g пЕ,
где п — концентрация молекул, Ё — средняя кине-
тическая энергия теплового движения молекул.
Если Е = тд о2/2, тор = m0nv2/3, где тд — масса
молекулы.
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Уравнение, связывающее давление р, объем V и
температуру Т идеального газа в состоянии теп-
лового равновесия (см. Менделеева—Клапейрона
уравнение).
УСКОРЕНИЕ
Величина, равная отношению изменения скорости
ко времени: а = (ръ - где а — вектор ускоре-
ния, — начальная скорость, vz — конечная ско-
рость, t — промежуток времени, в течение которого
скорость менялась. Единица СИ У. — метр в секун-
ду в квадрате (м/с2). Мгновенное У. есть производ-
ная от скорости по времени: а » u'(t) — dv/dt. В рав-
ноускоренном движении мгновенное У. является по-
стоянной величиной.
УСКОРЕНИЕ НОРМАЛЬНОЕ
Иначе называется центростремительным ускоре-
нием. При равномерном движении материаль-
ной точки по окружности скорость точки не ме-
няется по модулю, но меняется по направлению.
Точка движется с ускорением, направленным пер-
пендикулярно лектору
мгновенной скорости,
т. е. по направлению к
центру окружности.
Модуль У. н. ап = -
= v2/R = <о2/Я, где v —
модуль мгновенной ско-
рости, со — угловая ско-
рость, R — радиус ок-
ружности, по которой
движется материальная
точка.
в*
163
УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
Ускорение, с которым движется материальная
точка под действием силы тяжести. Опыт показы-
вает (Г. Галилей, 1604— 1609), что все тела, неза-
висимо от их массы, движутся под действием си-
лы тяжести (т. е. свободно падают) с одним и тем
же ускорением. Приближенное значение У. с. п.
на небольших высотах от поверхности Земли
g = 9,81 м/с2. На больших высотах g = gQR2/(R +
+ Л)2, гдеg — У.е. п. на высоте Л, g$ — У. с. п. у
поверхности Земли и R — радиус Земли. У. с. п.
на полюсе ga - 9,83235 м/с2, на широте 45* £45* —
- 9,80620 м/с2, а на экваторе g9 - 9,78049 м/с2.
УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Установки для получения частиц высоких энер-
гий (от 0,1 МэВ до 400 ГэВ) — протонов, электро-
нов, позитронов, ионизированных более массив-
ных атомов. При воздействии ускоренных час-
тиц на мишени получаются мощные пучки вто-
ричных частиц — нейтронов, гамма-фотонов,
мезрнов, нейтрино и т. п. У. з. ч. являются основ-
ным инструментом физики ядра и элементарных
частиц, с повышением энергии ускоряемых час-
тиц связаны основные открытия современной фи-
зики в этой области: открытие новых элементар-
ных частиц, получение трансурановых элемен-
тов.
В термодинамике это некоторое равновесное со-
стояние вещества, отличающееся по своим физи-
ческим свойствам от других возможных состоя-
ний того же вещества (например, жидкая Ф., кри-
сталлическая Ф., газообразная Ф.). Понятие Ф.
отличается от понятия агрегатного состояния ве-
164
щества тем, что одному и тому же агрегатному со-
стоянию могут соответствовать разные Ф. Так,
кристаллическому агрегатному состоянию фосфо-
ра могут соответствовать две разные Ф. — белый
и красный фосфор; есть желтая и красная сера,
белое и серое олово, алмаз и графит и т. п. При из-
менении параметров состояния — давления и
температуры — происходят фазовые переходы
типа плавления, кристаллизации, возгонки (суб-
лимации), испарения, перехода из одной кристал-
лической Ф. в другую и т. д.
ФАЗА КОЛЕБАНИЯ
Аргумент (at + <р в выражении гармонического ко-
лебания S =А cos (cat + <р). Величина ф называет-
ся начальной фазой колебания.
ФАРАД
Единица СИ электрической емкости. Равен емко-
сти конденсатора, напряжение между обкладка-
ми которого 1 В при заряде 1 Кл. Обозначение —
Ф (русское), F (международное). Названа в честь
англ, физика М. Фарадея.
ФАРАДЕЯ ПОСТОЯННАЯ
Физическая постоянная, равная произведению
Авогадро постоянной на элементарный элек-
трический заряд (заряд электрона)'. F = ТУдв “
= 96 485 Кл/моль. Определяет количество элек-
тричества, прохождение которого через раствор
электролита приводит к выделению на электро-
де 1 моля одновалентного вещества. Названа в
честь англ, физика М. Фарадея.
ФЕРРОМАГНЕТИЗМ
Свойства ферромагнетиков, характеризующиеся
большой магнитной проницаемостью Ц»1
(см. Парамагнетизм, Диамагнетизм). В ферромагне-
тиках спины электронов как носителей магнетизма
без внешнего магнитного поля сами собой (как го-
ворят, самопроизвольно, спонтанно) располагаются
параллельно друг другу в небольших областях веще-
ства (размером около сотой доли миллиметра). Каж-
дая из таких областей (см. Домены ферромагнит-
ные) намагничена и представляет собой магнит. Но
различные домены ориентированы беспорядочно. В
165
результате ферромагнетик не является магнитом,
хотя и состоит из множества небольших магнитов-
доменов. Если ферромагнетик поместить во внешнее
магнитное поле, то уже при сравнительно малой ин-
дукции этого тюля векторы индукции магнитных
полей всех доменов ориентируются вдоль внешнего
поля. При определенной индукции внешнего маг-
нитного поля все домены намагничиваются до насы-
щения и объединяются как бы в одш-единственный
домен. После снятия внешнего магнитного поля у
ферромагнетика остается остаточная намагничен-
ность. Такой ферромагнетик можно использовать
как постоянный магнит.
ФЕРРОМАГНЕТИКИ
Вещества, в которых ниже Кюри температуры
устанавливается доменная структура, т. е. обра-
зуются области спонтанной намагниченности
(см. Ферромагнетизм). Среди химических элемен-
тов ферромагнитными являются переходные эле-
менты Fe, Со, Ni и редкоземельные металлы Gd,
Tb, Dy, Но, Ег, а также многочисленные сплавы и
соединения упомянутых металлов между собой и
с другими неферромагнитными элементами.
ФИЗИКА (от греч. physis — природа)
Наука об основных и наиболее общих закономерно-
стях природы и свойствах материи (вещества и по-
ля), пространства и времени. Физические понятия,
теории и законы широко используются в различ-
ных областях естествознания и техники. Ф. — нау-
ка экспериментальная, все ее законы основаны на
экспериментальных фактах, а теоретические поло-
жения и выводы проверяются в эксперименте.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
Характеристика некоторой совокупности физиче-
ских объектов или природных явлений, в качест-
венном отношении одинаковая для этого множест-
ва объектов или явлений, но в количественном от-
ношении индивидуальная для каждого из них.
Ф. в. представляется формулой X = {X} • [X], где
{X} есть отвлеченное число, называемое числовым
значением этой величины, а [X] есть единица дан-
ной Ф. в. Различают основные и производные Ф. в.
и фундаментальные физические постоянные.
166
ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК
Твердое тело, совершающее колебания под дейст-
вием силы тяжести вокруг горизонтальной оси,
не проходящей через центр масс тела. При не-
больших отклонениях от вертикали Ф. м. совер-
шает почти гармонические колебания.
ФЛУКТУАЦИИ (от лат. fluctuation — колебание)
Случайные отклонения физических величин от их
средних значений. Ф. происходят у любых вели-
чин, зависящих от случайных факторов (см. Бро-
уновское движение, Критическое состояние).
ФОТОН (от греч. phos — свет, родит, падеж photos)
Элементарная частица, квант электромагнит-
ного поля. Идея существования самостоятельно
существующих квантов электромагнитного поля
была выдвинута А. Эйнштейном (1905), термин
Ф. введен А. Комптоном. Электрический заряд
Ф. и его масса покоя равны нулю, спин равен 1
(в единицах К). Энергия Ф. пропорциональна час-
тоте соответствующей электромагнитной волны:
•Еф = Av “ А<в, импульс Ф. рф - Еф/с = h/Х. По-
скольку масса покоя Ф. равна нулю, он во всех
системах отчета движется с одной и той же скоро-
стью с, независимо от скорости источника или на-
блюдателя. При торможении Ф. в веществе он по-
глощается, передавая свою энергию, импульс и
спин частицам вещества. Пользуясь соотношени-
ем между массой и энергией Е “ тс2, можно Ф.
приписать массу Шф “ Еф/с2 — Av/c2, однако надо
учитывать, что эта масса не имеет того же смыс-
ла, который вкладывается в понятие массы веще-
ства.
ФОТОРЕЗИСТОР (от греч. phos — свет, род. падеж photos и
резистор)
Полупроводниковый резистор, сопротивление
которого сильно меняется с изменением падаю-
щего на него потока излучения (видимого и неви-
димого — инфракрасного, ультрафиолетового,
рентгеновского). Применяется в качестве чувст-
вительного датчика изменения плотности по-
тока излучения в разных диапазонах спектра.
167
ФОТОРЕЛЕ
Электромагнитное реле, датчиком которого слу-
жит фотоэлемент или фоторезистор. Служит
для сигнализации управления с помощью види-
мого света или невидимых излучений (инфра-
красное, ультрафиолетовое излучение).
ФОТОЭЛЕМЕНТ
Прибор, в котором под действием света возникает
электрический ток или ЭДС (фотоЭДС). Сущест-
вует Ф. с внешним, внутренним и вентильным фо-
тоэффектом.
ФОТОЭФФЕКТ
Испускание электронов веществом под действием
электромагнитного излучения. Ф. был открыт в
1887 г. нем. физиком Г. Герцем. Первые фунда-
ментальные исследования Ф. выполнены рус. фи-
зиком А. Г. Столетовым в 1888 г. Первое теорети-
ческое объясненце законов Ф. дал А. Эйнштейн в
1905 г. Ф. — квантовое явление.
ФОТОЭФФЕКТА ЗАКОНЫ^
1. Для каждого вещества существует предельная
длина электромагнитной волны, при которой Ф.
еще возможен (красная граница фотоэффекта).
2. Число фотоэлектронов в единицу времени про-
порционально плотности потока излучения, а
максимальная начальная скорость фотоэлектро-
нов определяется частотой излучения и не зави-
сит от потока излучения. 3. Ф. практически без-
инерциален. Уравнение Эйнштейна для Ф.:
hv = А + Ек, где hv — энергия фотона, А — работа
выхода электрона, Ек — кинетическая энергия
электрона, покинувшего вещество/ Уравнение
Эйнштейна позволяет объяснить законы Ф.
ФРАНКА—ГЕРЦА ОПЫТ
Опыт, подтвердивший одно из основных положений
квантовой механики, согласно которому энергия
атома может меняться только дискретно, опреде-
ленными порциями — квантами. В опыте пучок
свободных электронов разгонялся электрическим
полем и проходил через пары ртути; регистрировал-
ся ускоряющий потенциал и сила тока. По мере
роста ускоряющего потенциала до 4,9 В сила тока
168
резко падала. Это означает, что при энергиях элек-
трона Е — в<р < 4,9 эВ соударения его с атомами рту-
ти происходят упруго, энергия электрона не может
передаться атому; при Е — вфкР = 4,9 эВ соударения
электронов с атомами происходят неупруго, атом
поглощает энергию 4,9 эВ, переходит в возбужден-
ное состояние, и электрон тормозится, что вызывает
уменьшение силы тока. Возбужденный атом че-
рез некоторое время, порядка 10~8 с, переходит в
основное состояние, излучая фотоны, соответст-
вующие ультрафиолетовому излучению с дли-
ной волны X = йс/(е<ркр) — 253,7 нм.
ФРЕНЕЛЯ ТЕОРИЯ
Теория дифракции света, разработанная О. Фре-
нелем (1816). Согласно Ф. т., распределение ин-
тенсивности света в дифракционной картине
можно вычислить, разбив по определенному пра-
вилу фронт волны на отдельные участки (зоны
Френеля) и рассчитав затем результат интерфе-
ренции волн, испускаемых каждой отдельной зо-
ной. На основе этой теории Френелю удалось ре-
шить ряд задач волновой оптики, в частности до-
казать, что в центре дифракционной картины от
круглого непрозрачного диска всегда образуется
светлое пятнышко («пятно Пуассона»), а в центре
дифракционной картины от круглого отверстия
возникает либо светлое, либо темное пятно (в за-
висимости от числа зон, укладывающихся на от-
верстии). Подтверждение в эксперименте этих
выводов Ф. т. послужило веским доказательством
волновой природы света.
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
Взаимодействие между атомами в молекуле или в
макроскопическом комплексе (жидкости, кри-
сталле). Имеет электрическое происхождение,
169
поскольку возникает за счет взаимодействия ме-
жду валентными электронами. Однако природа
X. с. разъясняется только в квантовой механике;
в рамках классической физики объяснить проис-
хождение X. с. невозможно. Различают ионную,
ковалентную, водородную X. с.; часто к ней отно-
сят и металлическую связь. Общим для всех ви-
дов X. с. является то, что при объединении атомов
в молекулы или многоатомные комплексы благо-
даря обменам электронами энергия системы
уменьшается и ее устойчивость возрастает
(см. Равновесие).
ХОЛЛА ЭФФЕКТ
Явление возникновения поперечной разности по-
тенциалов на гранях пластинки из металла или по-
лупроводника, по которой протекает ток, если ее
поместить в магнитное поле. Холловская раз-
ность потенциалов Дф = RniB/d, где i — сила то-
ка, В — индукция магнитного поля, d — толщина
пластинки в направлении вектора В, Rn — 1/(еп) —
постоянная Холла (е — заряд носителя тока, п —
концентрация носителей). Причина возникнове-
ния поперечной разности потенциалов (холловской
ЭДС) заключается в действии Лоренца силы на
движущиеся носители тока. Открыт амер, физи-
ком Э. Г. Холлом (1879). Используется для опреде-
ления концентрации и знака носителей тока в ме-
таллах и полупроводниках, для измерения индук-
ции магнитного поля.
ХРУПКОСТЬ
Свойство материала разрушаться при небольшой
(преимущественно упругой) деформации под дей-
ствием нагрузки (напряжений) ниже предела те-
кучести (см. Прочность, Диаграмма растяжения).
X. связана с высокой концентрацией дефектов
кристаллической решетки, прежде всего дислока-
цией, которые, скапливаясь перед каким-либо
препятствием (включения чужеродных атомов,
трещины и др.), создают в материале высокую
концентрацию напряжений, обусловливающую
его хрупкое разрушение.
170
ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ ШКАЛЫ
Один из основных параметров шкалы измери-
тельного прибора. Ц. д. ш. равна разности двух
значений величины» соответствующих двум со-
седним отметкам на шкале прибора. В случае рав-
номерной шкалы Ц. д. ш. одинакова на всем ее
протяжении» у неравномерной шкалы Ц. д. ш. на
разных участках может быть разной. Приступая
к измерениям некоторой величины» необходимо
определить Ц. д. ш.» без этого измерения теряют
смысл. Необходимо учесть, что погрешность при-
бора не меньше половины Ц. д. ш.
ЦЕНТР МАСС (центр инерции)
1) Точка, через которую проходят линии действия
всех сил, сообщающих телу ускоренное поступа-
тельное движение. При поступательном движе-
нии тела равнодействующая всех действующих
на него сил проходит через Ц. м. тела. 2) Точка,
координаты которой определяются распределени-
ем масс в теле или системой материальных точек.
В последнем случае радиус-вектор Ц. м. гц =
в ——, где mi — масса материальной точки,
т\ — ее радиус-вектор, М — масса всей системы.
Для случая сплошного тела объемом V и плотно-
стью р = р(г) радиус-вектор Ц. м. гц = J гр dV.
V
В ряде задач динамики вместо решения задачи о
движении тела под действием системы сил можно
рассматривать движение материальной точки,
расположенной в Ц. м., под действием векторной
суммы этих сил.
ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ
Точка, через которую проходит равнодействую-
щая всех сил тяжести, приложенных к отдель-
ным частицам данного тела (или системы). В од-
171
породном поле тяжести положение Ц. т. совпада-
ет с положением центра масс. Если однородное
тело имеет центр симметрии, то Ц. т. совпадает с
этим центром; если однородное тело имеет ось
симметрии, то Ц. т. расположен на этой оси. При-
мерами могут служить однородные параллело-
грамм, параллелепипед, цилиндр, конус, кольцо,
шар, диск и т. п. Ц. т. треугольника находится на
пересечении его медиан.
ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР
Средство измерений, в котором значение измеряе-
мой электрической величины представляется в виде
числа на счетном устройстве. Применяется для из-
мерений практически всех электрических величин
(напряжения, силы тока, сопротивления, индуктив-
ности и др.), а также неэлектрических величин (дав-
ления, температуры, скорости и др.), предваритель-
но преобразованных в электрические.
ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ
Величина, равная числу колебаний, совершаемых
системой в единицу времени. Обозначается V, в
электротехнике f (от англ, freqitenc — частота).
Единица СИ частоты — герц. Ч. к. обратна перио-
ду'. v = 1/Т. Часто используется круговая (цикли-
ческая) Ч. к. со = 2rev, равная числу колебаний за
2л секунд.
ЧАСТОТОМЕТР
Прибор для измерения частоты периодических
процессов (колебаний). Для измерения частоты
электрических колебаний применяют электроме-
ханические, электродинамические, электронные,
электромагнитные и магнитоэлектрические Ч.
ЧЕРЕНКОВА ЭФФЕКТ
Характерное свечение (Черенкова—Вавилова све-
чение), возникающее при движении в прозрачном
веществе элементарных частиц (электронов,
протонов и т. п.) со скоростью, превосходящей
172
скорость света в данном веществе, т. е. при уело
вии с > v > с/n, где и — скорость частицы, с —
скорость света в вакууме, п — показатель прелом-
ления вещества. Открыт П. А. Черенковым
(1934—1936), теоретическое разъяснение дано со-
ветскими учеными И. Е. Таммом и И. М. Фран-
ком (1937).
ш
ШАРЛЯ ЗАКОН
Один из основных газовых законов, согласно ко-
торому давление газа р при постоянном объеме
(см. Изохорный процесс) меняется линейно с тем-
пературой Т: р/.Т = const или p^/Ti = 3-
строго справедлив для идеальных газов; реальные
газы подчиняются ему при температурах и давле-
ниях, далеких от критических значений. Являет-
ся частным случаем Клапейрона уравнения. От-
крыт франц, ученым Ж. Шарлем в 1787 г.
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Диаграмма, охватывающая весь диапазон электро-
магнитных волн с частотами от нескольких герц до
1022 Гц (длинами волн соответственно от сотен ты-
сяч километров до 10-15 нм). Изображается обычно
в логарифмическом масштабе. Радиоволны охваты-
вают диапазон от 10® м до 50 мкм; здесь выделяется
область длинных волн (более 1 км), средних (от 1 км
до 100 м), коротких (от 100 до 10 м) и ультракорот-
ких (менее 10 м); выделяется область дециметровых
и сантиметровых волн, с которой смыкается участок
инфракрасного излучения (примерно от 1 мм до
1 мкм). Видимый участок спектра — свет в узком
смысле слова— охватывает диапазон длин волн
примерно от 780 до 400 нм. За ним идут участки
ультрафиолетового излучения (с длинами волн от
400 до 40 нм), рентгеновского излучения (с длина-
ми волн от 10 до 0,01 нм) и гамма-излучения (с дли-
нами волн менее 0,1 нм).
173
ШТЕРНА ОПЫТ
Опыт по определению скоростей теплового движе-
ния молекул газа был произведен нем. физиком
О. Штерном в 1920 г.
ШУНТ (от англ, shunt — ответвление)
Проводник, присоединенный параллельно зажи-
мам гальванометра (амперметра) с целью увели-
чения пределов измерения силы тока. Сопротив-
ление Ш. Яш = Rr/(n - 1), где Вг — сопротивление
обмотки гальванометра, ап — число, показываю-
щее, во сколько раз увеличиваются пределы изме-
рений силы тока с помощью данного Ш.
э
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ
Характеристика проводника, определяющая его
способность удерживать определенный электри-
ческий заряд q при заданном потенциале ф. Обо-
значается буквой С. Для уединенного проводника
С = g/ф. Для конденсатора электрического С “
= д/(ф1 - ф2), где q — электрический заряд на лю-
бой из пластин, Ф1 - фг — разность потенциалов
между пластинами. Э. е. зависит от геометриче
ских размеров и формы проводника и от диэлек-
трической проницаемости окружающей среды.
Единица СИ Э. е. — фарад (Ф).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ (диэлектрическая про-
ницаемость вакуума)
Коэффициент пропорциональности (обозначается
Eq), входящий в некоторые формулы законов элек-
тростатики (например, в формулы электрической
емкости конденсатора, напряженности электриче-
ского поля, Кулона закона и др.) при записи их в
единицах СИ. Eq ~ 8,854 • 10"12 Кл/(Н • м2).
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
Совокупность источника тока {электрический ге-
нератор), потребителя тока (электронагреватель-
174
ный прибор, электрический источник света, дви-
гатель электрический и т. п.), соединительных
проводов и приборов управления и контроля. В
замкнутой Э. ц. протекает электрический ток.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
Устройство, в котором вырабатывается электриче-
ская энергия за счет энергии, выделяемой при хи-
мических реакциях (гальванические элементы,
аккумуляторы); за счет механической энергии
проводника, движущегося в магнитном поле (ге-
нераторы постоянного и переменного токов, ге-
нератор магнитогидродинамический); за счет
разности температур в двух спаях термоэлемен-
та; за счет освещения запирающего слоя фото-
элемента вентильного.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
Физическая величина, характеризующая способ-
ность частиц вещества вступать во взаимодейст-
вие электромагнитное; источник электрическо-
го поля. Существуют два вида Э. з. — положи-
тельный (заряд наэлектризованной стеклянной
палочки) и отрицательный (заряд наэлектризо-
ванной янтарной палочки). При этом условии за-
ряд электрона — отрицательный, заряд протона
и всех атомных ядер — положительный. Мини-
мальное значение Э. з. свободной частицы — за-
ряд электрона.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Упорядоченное движение электрически заряжен-
ных частиц. За направление тока принимают на-
правление движения положительно заряженных
частиц: если ток создается отрицательно заряжен-
ными частицами (например, электронами), то на-
правление тока считают противоположным на-
правлению движения частиц. Различают Э. т.
проводимости — движение электронов, дырок или
ионов в веществе; конвекционный Э. т., характе-
ризующий движение макроскопических электри-
чески заряженных тел; Э. т. смещения. Количест-
венной мерой Э. т. является сила Э. т. (скаляр) и
плотность Э. т. (вектор). Основным свойством Э. т.
является возникновение вокруг него магнитного
175
поля, что характерно как для тока проводимости,
так и для конвекционного тока и тока смещения. О
наличии Э. т. в проводниках можно судить не толь-
ко по возникновению магнитного поля, но и по на-
греванию проводников (см. Джоуля—Ленца за-
кон), по химическим реакциям.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ
Упорядоченное движение потока свободных элек-
тронов от катода к аноду, например в электрон-
но-лучевых трубках, баллонах, в которых создает-
ся высокий вакуум. Электроны вылетают из като-
да при его нагревании (см. Термоэлектронная
эмиссия) и ускоряются электрическим полем, ко-
торое создается внешним источником. Вольтам-
перная характеристика Э. т. в вакууме нелинейна.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ
Упорядоченное движение ионизированных ато-
мов, а также электронов, т. е. свободно заряжен-
ных частиц, в газе под действием электрического
поля. Газы в естественном состоянии не проводят
электрического тока. Процесс протекания тока
через газ называют газовым разрядом. Различают
несамостоятельный, самостоятельный и тлеющий
разряды. Несамостоятельный разряд происходит
в результате ионизации газов. Появляются сво-
бодно заряженные частицы, которые становятся
носителями электрического тока в газах. После
устранения действия ионизатора свободные заря-
ды исчезают (см. Рекомбинация), и вместе с ним
исчезает проводимость газа.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Упорядоченное движение электронов и дырок
(см. Проводимость дырочная, электронная, при-
месная). Концентрация электронов и «дырок» в
полупроводниках при комнатной температуре не-
значительна — она в миллиарды раз меньше, чем
у металлов (см. Проводимость электрическая).
Поэтому удельное сопротивление полупроводни-
ков при низкой температуре велико, оно близко к
удельному сопротивлению диэлектриков. При
176
повышении температуры концентрация электро-
нов проводимости (свободных электронов) увели-
чивается. Это приводит к уменьшению сопротив-
ления полупроводников. Введением соответст-
вующих примесей в полупроводник, например
мышьяка или бора в германий или кремний,
можно создать в нем преимущественно электрон-
ную (n-типа) или «дырочную» (p-типа) проводи-
мость. Контакт этих двух полупроводников назы-
вают р—п-переходом.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАСТВОРАХ И РАСПЛАВАХ
ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Упорядоченное перемещение ионов обоих знаков
в противоположных направлениях в растворах
(или расплавах) солей, кислот и оснований. В них
электрический ток всегда сопровождается их хи-
мическими изменениями и при прохождении
электрического тока всегда переносится вещест-
во (см. Электролиз). Отсюда следует, что носите-
лями тока в электролитах являются ионы
(см. Проводимость ионная).
ЭЛЕКТРОД (от электро... и греч. hodos — путь)
Проводник (например, металлическая пластина),
который связывает внешнюю электрическую
цепь с рабочей средой какого-либо электрическо-
го прибора (вакуум в электронной лампе, элек-
тролит в электролитической ванне, газ в трубке
с тлеющим разрядом и т. п.). Форма Э. зависит от
конструкции прибора и его назначения. По по-
лярности различают анод и катод.
ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА
Физическая величина, равная отношению работы,
совершаемой сторонними силами при перемеще-
нии электрического заряда внутри источника тока,
к значению этого заряда: S’ = Д-гор/? “ -Естор' где
Дтор — работа сторонних сил, Диор — напряжен-
ность поля сторонних сил и I — участок, на котором
действуют сторонние силы. Единица СИ ЭДС —
вольт (В). Из Ома закона для полной электриче-
ской цепи следует, что ЭДС равна разности потен-
177
цдолов (напряжению) на полюсах разомкнутого ге-
нератора.
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Физическая теория, описывающая один из фунда-
ментальных видов взаимодействия — взаимодей-
ствие электромагнитное. Подразделяется на
классическую Э., описывающую электромагнит-
ные явления в больших пространственно-времен-
ных масштабах, и квантовую Э., описывающую
электромагнитные явления в микромире.
ЭЛЕКТРОЛИЗ
Перенос вещества при прохождении электриче-
ского тока через растворы (расплавы) электро-
литов (см. Электрический ток в электролитах).
При растворении в воде солей, кислот и щелочей
нейтральные молекулы этих веществ расщепля-
ются (диссоциируют) на положительные и отри-
цательные ионы. Поэтому электролиты всегда со-
держат некоторое число ионов, которые соверша-
ют беспорядочное движение при отсутствии элек-
трического поля. Под действием электрического
поля ионы дрейфуют в направлении действия на
них поля: катионы — к катоду, анионы — к
аноду.
ЭЛЕКТРОЛИЗА ЗАКОНЫ
1. Масса вещества, выделившегося на электроде при
электролизе, пропорциональна заряду, который пе-
реносится через электролит: т “ kq, где k — элек-
трохимический эквивалент вещества. 2. Электрохи-
мический эквивалент вещества пропорционален его
химическому эквиваленту: k = M/(Fn), где М — мо-
лярная масса вещества, п — его валентность, F —
Фарадея постоянная. Э. з. называют законами Фа-
радея в честь англ, физика М. Фарадея, установив-
шего их.
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
Распад молекул электролитов на ионы при их
растворении. Э. д. обусловливает ионную проводи-
мость растворов.
178
ЭЛЕКТРОЛИТЫ
Вещества, растворы и расплавы которых проводят
электрический ток ионами, образующимися в
результате электролитической диссоциации. В
молекулах или кристаллах Э. реализуется ион*
ная связь (см. Химическая связь).
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
Открытое в 1831 г. М. Фарадеем явление возбужде-
ния электродвижущей силы за счет изменения маг-
нитного потока, ограниченного контуром. ЭДС ин-
дукции равна взятой с обратным знаком скорости из-
<2Ф
менения магнитного потока: & — — -Ф'(0* Это
уравнение называется законом Фарадея для явле-
ния Э. и. Знак «минус» в уравнении связан с Лен-
ца правилом. Причина изменения магнитного по-
тока несущественна; это изменение может быть
вызвано либо движением проводника, либо дви-
жением источников магнитного поля, либо изме-
нением силы тока в одном из соседних контуров
(взаимная индукция), либо изменением силы то-
ка в этом же котуре.(самоиндукция). Э. и. явля-
ется основой современной электротехники (см.
Генератор переменного тока, Генератор постоян-
ного тока, Трансформатор электрический).
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА
Физическая теория, основы которой были заложе-
ны Дж. К. Максвеллом (1872), согласно которой
свет является электромагнитной волной. Э. т. с.
позволила объяснить все световые явления — ин-
терференцию, дифракцию, поляризацию, в част-
ности поперечность световых волн. Совместно с
классической электронной теорией Э. т. с. по-
зволила объяснить явление дисперсии (Г. Лоренц,
1909). Вместе с тем Э. т. с. испытала большие
трудности при объяснении элементарных актов
взаимодействия евета с частицами вещества
(см. Фотоэффект, Комптона эффект). Дальней-
шее развитие Э. т. с. получила в квантовой меха-
нике.
179
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Форма материи, благодаря которой осуществля-
ется взаимодействие между телами, обладающи-
ми электрическим зарядом (см. Взаимодействие
электромагнитное). В вакууме Э. п. описывается
вектором напряженности Е и вектором магнит-
ной индукции В. Для описания Э. п. в веществе
вводятся дополнительно вектор смещения
D = E£qE и вектор напряженности магнитного по-
ля Н — В/рид. Соотношение между векторами
Э. п. и распределением электрических зарядов и
токов описывается уравнениями Максвелла. В
случае неподвижных или равномерно и прямоли-
нейно движущихся электрических зарядов (по-
стоянный ток) Э. п. неразрывно связано с этими
зарядами. Если же электрические заряды дви-
жутся ускоренно, то Э. п. отрывается от своих ис-
точников и существует независимо, в виде элек-
тромагнитных волн, существование которых
было теоретически предсказано Дж. К. Максвел-
лом (1865) и экспериментально обосновано Г. Гер-
цем (1888). Взаимодействие Э. п. с веществом в
случае постоянных полей и полей низкой частоты
(квазистационарных полей) описывается класси-
ческой электронной теорией. При больших часто-
тах (малых длинах волн) это приближение оказы-
вается несправедливым, и Э. п. рассматривается
как поток фотонов, т. е. учитываются квантовые
свойства Э. п.
180
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
Возмущения электромагнитного поля (чаще
всего — периодические колебания), вызываемые
ускоренно движущимися электрическими заряда-
ми, существующие независимо от этих зарядов и
распространяющиеся с конечной скоростью. В ва-
кууме скорость Э. в. во всех системах отсчета одна
и та же и равна с = 2,99792458 * 108 м/с; в вещест-
ве о = с/ Jep, где е и р. — диэлектрическая и маг-
нитная проницаемости вещества. Поскольку е и
ц зависят от частоты Э. в., в веществе наблюдается
дисперсия. Существование Э. в. предсказал М. Фа-
радей (1832) и теоретически обосновал Дж. К. Мак-
свелл (1865). Опытным путем существование Э. в.
доказал Г. Герц (1888); впервые для передачи ин-
формации Э. в. использовал А. С. Попов (1895). В
настоящее время доказано, что свет, радиоволны,
рентгеновское излучение, гамма-лучи (гамма-из-
лучение) являются Э. в. разных диапазонов длин
волн. Э. в. различных диапазонов возбуждаются и
регистрируются с помощью различных устройств.
Они также по-разному взаимодействуют с вещест-
вом. Излучение и поглощение Э. в. от радиоволн до
миллиметровых волн описывается классической
электродинамикой; Э. в. более высокой частоты
все сильнее проявляют квантовые свойства и опи-
сываются законами квантовой физики.
ЭЛЕКТРОН (от греч. electron — янтарь)
Первая элементарная частица, открыта Дж.
Дж. Томсоном (1897). Самый легкий заряженный
лептон, его заряд, равный -1,6021892 * 10-19Кл,
является минимальным электрическим зарядом,
который наблюдается в природе у свободных час-
тиц (см. Элементарный электрический заряд);
масса покоя те = 9,109534 • 10-31 кг — мини-
мальная масса из масс всех элементарных час-
тиц. Спин Э. равен 1/2 (в единицах Л). Античас-
тица Э. — позитрон (открыт в 1932 г.). Э. входит
в состав всех атомов, образуя электронную обо-
181
лочку, которая определяет химические свойства
атомов, а также оптические, магнитные и ди-
электрические свойства вещества. Э. участвует в
гравитационном, электромагнитном и слабом вза-
имодействиях.
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
Внесистемная единица энергии, допускаемая к при-
менению в физике наравне с единицами СИ. Приме-
няется в атомной и ядерной физике для выражения
энергии микрочастиц, имеющих электрический за-
ряд {электронов и др.). Обозначение — эВ (русское),
eV (международное). 1 эВ —1,602 * 10-1® Дж.
ЭЛЕКТРОНИКА
Наука об электронных процессах в вакууме, га-
зах, жидких и твердых телах и плазме, лежащая
в основе создания электронных приборов и уст-
ройств.
ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ
Теория, использующая представление об электро-
нах проводимости в металлах как об электронном
газе. Это очень упрощенное представление о том,
что происходит в действительности, позволяет по-
лучить теоретически основной закон, связываю-
щий силу тока I в проводнике с напряжением U
между его концами, т. е. Ома закон. Вначале этот
закон был установлен экспериментальным путем.
С помощью Э. т. удалось не только установить
связь между силой тока в проводнике и напряже-
нием на его концах, но и объяснить эту связь: I «=
ве2т S „
= ~2^- j U, где е — заряд электрона, п — концен-
трация электронов, х — средний промежуток вре-
мени между двумя последовательными столкно-
вениями электрона с ионами, т — масса электро-
на, S — поперечное сечение проводника, I — его
длина. Из приведенной формулы закона Ома сле-
_ 2т I 2т _
дует, что R в ~2— с, а — — удельное сопро-
е вт ° е вт
тивление.
182
ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ
Явление испускания свободных электронов по-
верхностью твердых тел и жидкостей за счет
сильного электрического поля (автоэлектронная
эмиссия), за счет нагрева тела (термоэлектрон-
ная эмиссия), при облучении поверхности тела
электромагнитными волнами (фотоэффект),
при бомбардировке поверхности тела пучком
электронов или ионов (вторичная Э. э.).
ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (р—n-переход или
п—р-переход)
Переходная область между двумя частями кри-
сталла полупроводника, одна из которых имеет
электронную проводимость (n-типа), а другая —
дырочную (p-типа). В области р—п-перехода воз-
никает электрическое поле, которое препятству-
ет переходу электронов из п- в p-область, а дырок
обратно, что обеспечивает выпрямляющие свойст-
ва р—п-перехода.
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА
Электровакуумный прибор, в котором управляе-
мый электронный пучок используется для полу-
чения изображения на люминесцирующем экра-
не, находящемся на переднем торце трубки.
Представляет собой стеклянный баллон с высо-
ким вакуумом. Электронный пучок создается и
фокусируется на экране электронной пушкой, ко-
торая состоит из подогревногакашода, управляю-
щего электрода (сетки) и нескольких анодов. Сфо-
кусированный пучок отклоняется в вертикальном
и горизонтальном направлениях либо с помощью
системы отклоняющих пластин (электростатиче-
ское управление), либо с помощью системы кату-
шек с током (магнитное управление); первое чаще
всего применяется в осциллографах, второе — в
телевизорах (кинескоп) и дисплеях ЭВМ. Своеоб-
разной Э. л. т. является иконоскоп.
ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП
Прибор для получения многократно увеличенных
(до 10е) изображений микрообъектов при помощи
183
пучка быстро летящих в вакууме электронов. От
обычного (оптического) микроскопа отличается
тем, что система оптических линз, управляющих
ходом оптических лучей, заменена комбинацией
электрических и магнитных полей, управляю-
щих ходом электронных пучков.
ЭЛЕКТРОСКОП (от электро... и греч. skopex — смотрю)
Демонстрационный прибор для обнаружения
электрического заряда. В корпус с прозрачными
стенками через изолирующую пробку вводится
стержень, на конце которого свободно подвешены
два бумажных или легких металлических листоч-
ка. Если коснуться стержня наэлектризованным
телом, то электрический заряд передается листоч-
кам и они, отталкиваясь друг от друга, разойдут-
ся на некоторый угол, по которому можно качест-
венно судить о величине заряда. Усовершенство-
ванным Э. является электрометр.
ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Раздел электродинамики, описывающий элек-
трическое поле заряженных частиц, неподвиж-
ных относительно системы отсчета. Основной за-
кон Э. — Кулона закон.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Частный случай электромагнитного поля; поле
заряженных частиц, покоящихся относительно
системы отсчета. Силовой характеристикой
Э. п. является вектор наиряженности, энергети-
ческой характеристикой — потенциал электри-
ческий.
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
Ведущая область энергетики, занимающаяся во-
просами получения больших количеств электри-
ческой энергии, ее передачи, распределения и ис-
пользования.
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
Частицы, которые на данном уровне развития
науки рассматриваются как первичные, далее не-
разложимые. В XIX в. такими Э. ч. считали ато-
мы. С открытием электрона (1897), протона
184
(1919) и нейтрона (1932) стало ясно, что атом
имеет сложную структуру и не является Э. ч. В
настоящее время известно более 350 Э. ч., боль*
шинство из которых нестабильно и распадается за
счет сильного, слабого и электромагнитного
взаимодействия. Э. ч. разделяются на три круп-
ных класса — фотоны, лептоны и адроны. Адро-
ны в свою очередь делятся на мезоны и барионы —
~ нуклоны (протон и нейтрон), а также множество
‘гиперонов.
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
Наименьший по модулю электрический заряд,
которым может обладать тело или элементарная
частица в свободном состоянии. Э. э. з. равен за-
ряду протона или модулю заряда электрона’,
е = 1,6021892 • 10-19 Кл. Существование Э. э. з.
было доказано Р. Милликеном (1910—1914) и
А. Ф. Иоффе (1913).
ЭМИТТЕР
Одна из областей транзистора, которая инжек-
тирует (вводит) в базу неосновные носители тока.
В какой-то мере аналогичен катоду в триоде.
ЭНЕРГИЯ (от греч. energia — действие, деятельность)
Величина, характеризующая способность тела со-
вершать работу. Служит универсальной скаляр-
ной мерой движения и взаимодействия всех видов
материи. Э. тела (или системы) определяется ее со-
стоянием и не зависит от того, каким способом сис-
тема пришла в данное состояние. Универсальность
понятия Э. заключается в том, что с его помощью
может быть дана количественная характеристика
различных форм движения материи — механиче-
ского движения, тепловых, химических и ядерных
реакций, явлений в электромагнитном и гравита-
ционном полях и т. п. Понятие Э. сохраняет значе-
ние при описании как макроскопических, так и
микроскопических процессов. Причина этой уни-
версальности — наличие закона сохранения Э., од-
ного из основных законов физики (см. Сохранения
законы). Для механических процессов этот закон
185
был сформулирован Г. Лейбницем (1686), для ме-
ханических и тепловых явлений — Ю. Р. Майером
(1845), Д. Джоулем (1843—1850) и Г. Гельмголь-
цем (1847). В механике различают кинетическую
и потенциальную Э.; в термодинамике рассматри-
вают внутреннюю Э., которая может изменяться
за счет механических и тепловых процессов (изме-
нение температуры или агрегатного состояния),
химических и ядерных реакций, поглощения или
испускания электромагнитного излучения (фото-
нов). Закон сохранения Э. здесь называется пер-
вым законом термодинамики. Э. обладают также
поля— гравитационное и электромагнитное, а
также сильное (ядерное) и слабое взаимодействия.
В теории относительности установлена связь ме-
жду массой и Э. В классической физике (как нью-
тоновской, так и релятивистской) Э. может ме-
няться непрерывно. В микромире Э. меняется оп-
ределенными дискретными порциями— кванта-
ми. Единица СИ Э., как и работы и количества
теплоты, — джоуль. В атомной и ядерной физике
часто используется внесистемная единица — элек-
тронвольт.
ЭНТРОПИЯ (от греч. entropia — поворот, превращение)
Понятие, введенное в термодинамику в качестве
меры необратимости процесса (Р. Клаузиус,
1865). При обратимых процессах изменение Э.
равно Sg - Si = I у , где индексы 1 и 2 обозначают
1
начальное и конечное состояния, 8Q — малое ко-
личество теплоты, Т — абсолютная темпера-
тура. При необратимых процессах Э. меняется
2
f8Q
сильнее: S% - Si > |у. Л. Больцман (1872) свя-
1
зал Э. с термодинамической вероятностью состоя-
ния: S = k In W, где k — Больцмана постоянная,
W — термодинамическая вероятность, показы-
186
вающая возможное число различных расноложе-
ний отдельных частиц, с помощью которых мо-
жет быть реализовано данное состояние. Закон
возрастания Э. есть одна из формулировок второ-
го закона термодинамики.
ю
ЮНГА МОДУЛЬ (модуль упругости)
Величина Е, связанная с жесткостью k соотно-
шением Е - kl/S, где I — длина, S — площадь по-
перечного сечения стержня, подвергаемого де-
формации растяжения (или сжатия). Чем больше
Е, тем больше напряжение о в стержне, изготов-
ленном из данного материала, при данном относи-
тельном удлинении стержня (см. Гука закон).
ЯДЕРНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ
Реакция деления атомных ядер тяжелых элемен-
тов (урана, плутония и др.) под действием ней-
тронов, при которой в каждом новом акте деле-
ния число испускаемых нейтронов возрастает,
благодаря чему возникает самоподдерживающий
процесс деления.
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ (атомная энергия)
Внутренняя энергия атомных ядер, выделяющая-
ся при некоторых ядерных реакциях. Возможны
два способа получения Я. э.: в результате ядерной
цепной реакции деления тяжелых ядер или при
термоядерной реакции синтеза легких ядер. В
ядерной энергетике в настоящее время использу-
ется только первый способ получения Я. э.
187
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР
Установка, в которой реализуется управляемая
реакция деления тяжелых ядер (урана, плутония
и т. п.). В реакторе на медленных нейтронах ис-
пользуется обогащенный, запрессованный в
стальные цилиндры уран. Тепловыделяющие эле-
менты (ТВЭЛы) омываются теплоносителем —
жидким металлом (например, натрием) или во-
дой. Разогретый теплоноситель перекачивают на-
сосами в теплообменник, где вырабатывается пар,
приводящий в действие паровую турбину и турбо-
генератор. Замедлителем нейтронов служит гра-
фит или тяжелая вода. Для управления работой
Я. р. используются управляющие стержни из бо-
ра или кадмия, сильно поглощающие нейтроны.
Система автоматически поддерживает реакцию
на заданном уровне.
Издательский дом «Дрофа*
выпускает учебники,
учебные пособия,
методическую и
справочную
литературу
по всем предметам
для всех классов.
Все книги
Издательского дома
«ДРОФА»
Вы
можете приобрести
наложенным
платежом.
ОПЛАТА КНИГ-
ПРИ
ПОЛУЧЕНИИ НА ПОЧТЕ!
УЧЕБНИКИ «ДРОФЫ» -ПО ПОЧТЕ!
УЧЕБНИКИ «ДРОФЬЬ-ПО ПОЧТЕ!
: । 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СвГмДНЯ МЫ рЗДЫ предложил» Ваш следующие книги
№ Наименование издания Цена Экз. лота
□ 95 Гуревич А. Е. «Физика». 7 кл. Учебник. 23 000
□ 327 Гольдфарб Н. И. «Физика. Задачник». 9—11 кл. 14000
□ 104 РымкевичА.П. «Физика. Задачник». 9—11 кл. 14000
□ 367 «Физика.Тесты». 7—9кл. Методическое пособие. 10000
□ 368 «Физика. Тесты». 10—11 кл. Методическое пособие. 10000
□ 369 Словарь школьника по физике. 7—11 кл. 10000
□ 28 «Физика». 7—11 кл. Контроль- ные и проверочные работы. 10 000
□ 330 «Физика в таблицах». 7—11 кл. Справочные материалы. 10000
□ 325 «Физика в формулах». 7—11 кл. Справочные материалы. 8400
□ 331 «Физика». 7—11 кл. Справоч- ные материалы. 10000
□ 71 «Физика». 7—11 кл. «Химия». 8—11 кл. Справочные материа- лы. 10000
□ 40 Краткий справочник школьни- ка по физике. 7—11 кл. 10000
□ 42 Краткий справочник школьника. Справочные материалы по всем предметам. 5—11 кл. 41000
□ 0 Каталог учебников и учебных пособий БЕСПЛАТНО ! ! !
X
I
Отметьте книги, которые Вы хотели бы
приобрести,
укажите нужное количество экземпляров.
Вырежите бланк заказа, вложите в конверт
и отправьте по адресу:
105318, Москва, «Дрофа», а/я 22.
На конверте укажите Вашу фамилию,
имя, отчество и обратный адрес
(не забудьте почтовый индекс).
ВСЕ ЦЕНЫ УКАЗАНЫ
С УЧЕТОМ ДОСТАВКИ
(без учета авиатарифов для удаленных регионов
и стоимости почтового перевода)
И ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫ
ДО 31 ДЕКАБРЯ 1997 ГОДА.
ОПЛАТА КНИГ —
ПРИ ПОЛУЧЕНИИ НА ПОЧТЕ!
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Даже если в этом бланке заказа и не оказалось
нужного Вам издания, не огорчайтесь!
Просто пришлите нам этот бланк заказа,
и тогда мы будем
БЕСПЛАТНО РЕГУЛЯРНО
ВЫСЫЛАТЬ ВАМ НАШ СПЕЦИАЛЬНЫЙ
КАТАЛОГ
с несколькими сотнями лотов учебной
литературы,
которую Вы сможете приобрести
НАЛОЖЕННЫМ ПЛАТЕЖОМ!
УЧЕБНИКИ «ДРОФЫ» - ПО ПОЧТЕ!
Издательский дом «Дрофа»
ВЫПУСКАЕТ
серию справочных пособий
по всем предметам и курсам
школьной программы:
Алгебра в таблицах.
7-Икл.
Геометрия в таблицах.
7-11кл.
Математика в формулах.
5 — 11 кл.
Физика в таблицах.
7 — 11 кл.
Физика в формулах.
7-11кл.
Химия в таблицах.
8 — 11 кл.
Химия в формулах.
8—11 кл.
Биология в таблицах.
6—11 кл.
География в таблицах.
___________б— Юкл._____
Русский язык в таблицах.
_______ 5 — 11кл.
История в таблицах.
5 — 11 кл.
Английский язык в таблицах.
5 — 11 кл.