Verbum

ВУГЛЯРО́Д

(лац. Carboneum),

C, хімічны элемент IV групы перыяд. сістэмы, ат. н. 6, ат. м. 12,011. Складаецца з 2 стабільных ізатопаў ​¹²C (98,892%) і ​¹³C (1,108%). Ізатопам ​¹²C карыстаюцца для вызначэння атамнай адзінкі масы. У верхніх слаях атмасферы ўтвараецца радыеактыўны ізатоп ​¹⁴C. У зямной кары ў выглядзе мінералаў і гаручых выкапняў знаходзіцца 2,3·10% вугляроду па масе, у атмасферы ў выглядзе вугляроду дыаксіду — 1,2·10​^-2%. Вельмі шмат вугляроду ў космасе; на Сонцы па распаўсюджанасці займае 4-е месца пасля вадароду, гелію, кіслароду. Злучэнні вугляроду — асн. састаўная частка тканак раслін і жывёл (гл. Біягены).

Існуюць 2 крышт. мадыфікацыі вугляроду (алмаз, графіт, 3-я — карбін — атрымана штучна) і аморфны (кокс, сажа, драўняны вугаль). Пры звычайных т-рах хімічна інертны, пры высокіх — рэагуе з многімі элементамі: з металамі і некаторымі неметаламі (напр., бор, крэмній) утварае карбіды. Аморфны вуглярод хімічна больш актыўны (моцны аднаўляльнік). Атамы вугляроду здольныя злучацца адзін з адным і ўтвараюць вял. колькасць злучэнняў, якія вывучае арганічная хімія.

Выкарыстоўваюць у вытв-сці алмазных інструментаў (гл. таксама Алмазная прамысловасць), вогнетрывалых матэрыялаў, эл.-тэхн. вырабаў, у ядз. тэхніцы, гумавай, паліграф., лакафарбавай прам-сці, металургіі.

К.Л.Майсяйчук.

т. 4, с. 286

ЛАНГЕДО́К

(Languedoc),

гістарычная вобласць і сучасны эканам. раён на Пд Францыі; на 3 ад ніжняга цячэння р. Рона паміж Цэнтр. масівам, узбярэжжам Міжземнага м. і Пірэнеямі. На тэр. Л. дэпартаменты Усх. Пірэнеі, Од, Эро, Гар, Лазер і частка некалькіх суседніх. Пл. 42,1 тыс. км​². Нас. каля 2,5 млн. чал. (1995). Гал. горад Тулуза. Гал. раён вінаградарства і вінаробства. Прам-сць: харч., лёгкая, маш.-буд., металаапр., нафтаперапрацоўчая. Асн. прамысл. цэнтры — цэнтры дэпартаментаў: гарады Тулуза, Перпіньян, Нім, Каркасон, Манпелье, Манд; г. Маркуль — цэнтр атамнай прам-сці. Невял. здабыча вугалю і баксітаў. Турызм.

З канца 2 ст. да н.э. рым. правінцыя Нарбонская Галія, з 5 ст. пад уладай вестготаў. У 720 захоплены арабамі, у сярэдзіне 8 ст. — франкамі. У сярэдзіне 9 ст. на тэр. Л. ўзнікла Тулузскае графства, у 10—11 ст. буйная феад. дзяржава на Пд Францыі. У 12—13 ст. цэнтр ерэтычнага руху. Пасля Альбігойскіх войнаў 1209—29 далучаны да франц. кароны (канчаткова ў 1271). Меў правы самакіравальнай правінцыі, з 14 ст. правінцыяльныя штаты, з 1420 парламент. У 16 ст. ў час рэлігійных войнаў значную частку Л. захапілі гугеноты. У 17 ст. пры АЖ.Рышэльё самакіраванне скасавана. У 17—18 ст. цэнтр антыфеад. руху. У 1791 падзелены на дэпартаменты.

т. 9, с. 117

ВАДАРО́Д,

гідраген (лац. Hydrogenium), H, хімічны элемент VII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 1, ат. м. 1,00794. Прыродны вадарод складаецца з 2 ізатопаў ​¹H (протый, 99,98% па масе) і ​²H ці Д (дэйтэрый, 0,02%), атрыманы штучныя радыеактыўныя ​³H ці Т (трытый) і вельмі няўстойлівы ​⁴H. У паветры колькасць вадароду 3,5·10​^-6% па масе, у літасферы і гідрасферы — 1%, у вадзе — 11,19%, у складзе арганічных злучэнняў вадароду маюць усе раслінныя і жывёльныя арганізмы. Самы пашыраны элемент у космасе, складае каля палавіны масы Сонца, большасці зорак. Газ без колеру і паху, t_пл -259,1 °C, t_кіп -252,6 °C, шчыльн. вадкага 70,8 кг/м³ (-235 °C). Вадарод і яго сумесі з паветрам і кіслародам (гл. Грымучы газ) пажара- і выбухованебяспечныя.

Малекула вадароду двухатамная. Пры звычайных умовах узаемадзейнічае толькі з фторам і хлорам (на святле), пры павышаных т-рах у прысутнасці каталізатараў — з кіслародам (гл. Вада), галагенамі (гл. Галагенавадароды), азотам (гл. Аміяк). Са шчолачнымі і шчолачназямельнымі металамі, элементамі III—IV груп перыяд. сістэмы ўтварае гідрыды. Аднаўляе аксіды і галагеніды металаў да металаў, ненасычаныя вуглевадароды (гл. Гідрагенізацыя). Лёгка аддае электрон, у водных растворах пратон H​⁺ існуе ў выглядзе іона гідраксонію, утварае вадародную сувязь. У прам-сці атрымліваюць канверсіяй метану: CH₄ + 2H₂O = 4H₂ + CO₂; пры газіфікацыі вадкага і цвёрдага паліва (гл. Вадзяны газ).

Газападобны вадарод выкарыстоўваюць для сінтэзу аміяку, хлорыстага вадароду, метылавага і вышэйшых спіртоў, вуглевадародаў, для гідрагенізацыі тлушчу, таксама для зваркі і рэзкі металаў вадародна-кіслародным полымем, вадкі — як гаручае ў ракетнай і касм. тэхніцы, ізатопы — у атамнай энергетыцы.

І.В.Боднар.

т. 3, с. 434

ЛА́ЗЕР

(англ. laser, скарачэнне ад Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation узмацненне святла вымушаным выпрамяненнем),

аптычны квантавы генератар эл.-магн. выпрамянення ў бачным, інфрачырвоным ці ультрафіялетавым дыяпазонах даўжынь хваль. Прынцып работы Л. заснаваны на ўзмацненні святла пры наяўнасці адваротнай сувязі. Выкарыстоўваецца ў навук. фіз., хім., біял. даследаваннях, прам-сці, медыцыне, экалогіі, лініях валаконна-аптычнай сувязі, для запісу, апрацоўкі, перадачы і захоўвання інфармацыі і інш., а таксама ў ваен. справе (прамянёвая зброя).

Л. мае актыўнае асяроддзе, прылады напампоўкі для ўзбуджэння рэчыва ва ўзмацняльны стан і адваротнай сувязі, якая забяспечвае шматразовае праходжанне выпрамянення праз актыўнае рэчыва. Адваротная сувязь ствараецца люстэркамі (гл. Аптычны рэзанатар) або перыядычнымі неаднастайнасцямі актыўнага рэчыва (Л. з размеркаванай адваротнай сувяззю). Паводле актыўнага рэчыва адрозніваюць газавы лазер, паўправадніковы лазер, цвердацелы лазер, вадкасны на арган. фарбавальніках, эксімерны Л. (на малекулах галагенаў з высакароднымі газамі), Л. на свабодных электронах і інш.; паводле рэжыму работы — неперарыўны і імпульсны (выпрамяняюцца адзінкавыя імпульсы ці перыядычная паслядоўнасць імпульсаў з частатой паўтарэння да 10​⁷ с​^-1.

На Беларусі даследаванні і распрацоўкі Л. праводзяцца ў ін-тах фізікі, электронікі, малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ, БПА і інш. Бел. вучонымі і інжынерамі створаны лазеры на арган. фарбавальніках, рэалізаваны розныя метады кіравання параметрамі лазернага выпрамянення і выкарыстання Л. ў навук. даследаваннях, медыцыне, апрацоўцы інфармацыі.

Літ.:

Степанов Б.И. Лазеры на красителях. М., 1979;

Яго ж. Лазеры сегодня и завтра. Мн., 1987;

Качмарек Ф. Введение в физику лазеров: Пер. с пол. М., 1981;

Тарасов Л.В. Лазеры действительности и надежды. М., 1985;

Войтович А.П., Севериков В.Н. Лазеры с анизотропными резонаторами. Мн., 1988.

П.А.Апанасевіч.

т. 9, с. 100

ГА́ЗАВЫ ЛА́ЗЕР,

лазер з газападобным актыўным рэчывам. Актыўнае рэчыва (газ) змяшчаецца ў аптычны рэзанатар або прапампоўваецца праз яго. Інверсія заселенасці ўзроўняў энергіі (гл. Актыўнае асяроддзе) дасягаецца ўзбуджэннем атамаў дапаможнага рэчыва (напр., гелій, азот) і рэзананснай перадачай узбуджэння атамам рабочага рэчыва (неон, вуглякіслы газ). Паводле тыпу актыўнага рэчыва адрозніваюць атамарныя, іонныя і малекулярныя газавыя лазеры. Атрымана генерацыя пры выкарыстанні 44 актыўных атамарных асяроддзяў, іх іонаў з рознай ступенню іанізацыі, а таксама больш за 100 малекул і радыкалаў у газавай фазе. Газавыя лазеры маюць больш высокую монахраматычнасць, стабільнасць, кагерэнтнасць і накіраванасць выпрамянення ў параўнанні з лазерамі інш. тыпаў. Выкарыстоўваюцца ў метралогіі, галаграфіі, медыцыне, аптычных лініях сувязі, матэрыялаапрацоўцы (рэзка, зварка), лакацыі, фіз. даследаваннях, звязаных з атрыманнем і вывучэннем высокатэмпературнай плазмы і інш.

Для ўзбуджэння актыўнага рэчыва газавыя лазеры выкарыстоўваюць электрычныя разрады ў газах, пучкі зараджаных часціц, аптычную, хім. і ядз. пампоўку, цеплавое ўзбуджэнне, а таксама газадынамічныя метады і метады перадачы энергіі ў газавых сумесях. Найб. пашыраным атамарным газавым лазерам з’яўляецца гелій-неонавы лазер (магутнасць генерацыі да 100 мВт), які мае найвышэйшую стабільнасць параметраў генерацыі, надзейнасць і даўгавечнасць. Найб. магутная генерацыя іонных газавых лазераў атрымана на іонах аргону (да 500 Вт у неперарыўным рэжыме). Малекулярныя лазеры з’яўляюцца найб. магутнымі, напр. газавы лазер на вуглякіслым газе мае магутнасць да 1 МВт у неперарыўным рэжыме.

Першы газавы лазер на сумесі неону і гелію створаны ў 1960 амер. фізікамі А.Джаванам, У.Р.Бенетам і Д.Эрыятам. На Беларусі распрацоўкай і даследаваннем газавых лазераў займаюцца ў ін-тах фізікі, цепла- і масаабмену, фіз.-тэхн., малекулярнай і атамнай фізікі АН, НДІ прыкладных фіз. праблем пры БДУ, Гродзенскім ун-це і БПА.

Літ.:

Войтович А.П. Магнитооптика газовых лазеров. Мн., 1984;

Орлов Л.Н. Тепловые эффекгы в активных средах газовых лазеров. Мн., 1991;

Солоухин Р.И., Фомин Н.А. Газодинамические лазеры на смешении. Мн., 1984.

Л.М.Арлоў.

т. 4, с. 426

ЛА́ЗЕРНАЯ ТЭХНАЛО́ГІЯ,

сукупнасць тэхнал. прыёмаў і спосабаў апрацоўкі, змены ўласцівасцей, стану і формы матэрыялу або паўфабрыкату з дапамогай выпрамянення лазераў. Асн. аперацыі Л.т. звязаны з цеплавым дзеяннем лазернага выпрамянення (пераважна цвердацелых лазераў і газавых лазераў). Эфектыўнасць Л.т. абумоўлена высокай лакальнасцю і кароткачасовасцю ўздзеяння, вял. шчыльнасцю патоку энергіі ў зоне апрацоўкі, магчымасцю вядзення тэхнал. працэсаў у празрыстых асяроддзях (у вакууме, газе, вадкасці, цвёрдым целе). Выкарыстоўваецца ў мікраэлектроніцы і электравакуумнай тэхніцы, паліграфіі, машынабудаванні, у прам-сці буд. матэрыялаў для свідравання адтулін, рэзкі і скрайбіравання (нанясення малюнкаў на паверхню) плёнак і паўправадніковых пласцін, зваркі (гл. Лазерная зварка), загартоўкі, гравіроўкі, нарэзкі рэзістараў, рэтушы фоташаблонаў і інш.

Свідраванне адтулін звычайна робіцца імпульсным лазерам (працягласць імпульсу 0,1—1 мс) у любых матэрыялах (цвёрдых, крохкіх, тугаплаўкіх, радыеактыўных). Лазерам свідруюць алмазныя фільеры для валачэння дроту, стальныя і керамічныя фільеры для вытв-сці штучных валокнаў, рубінавыя камяні для гадзіннікаў, ферытавыя пласціны для запамінальных прыстасаванняў ЭВМ, дыяфрагмы электронна-прамянёвых прылад, керамічныя ізалятары, вырабы са звышцвёрдых сплаваў і інш. Лазерная рэзка вядзецца ў імпульсным і бесперапынным рэжыме, з падачай у зону рэзкі струменю газу (звычайна паветра або кіслароду). Выкарыстоўваецца для раздзялення дыэлектрычных і паўправадніковых падложак (таўшчынёй 0,3—1 мм), скрайбіравання паўправадніковых пласцін, рэзання крохкіх вырабаў са шкла, сіталу і пад. (метадам тэрмічнага расколвання) і інш. Фігурная апрацоўка паверхні — стварэнне мікрарэльефа на матэрыялах выпарэннем, тэрмаапрацоўкай, акісляльна-аднаўляльнымі і інш рэакцыямі, выкліканымі награваннем, тэрмастымуляванымі дыфузійнымі працэсамі. Выкарыстоўваецца ў мікраэлектроніцы, паліграфічнай прам-сці, пры апрацоўцы цвёрдых сплаваў, ювелірных камянёў і інш. У электроннай тэхніцы перспектыўныя кірункі Л.т.: паверхневы адпал паўправадніковых пласцін з мэтай узнаўлення структуры іх крышталічнай рашоткі пры іонным легіраванні, стварэнне актыўных структур на паверхні паўправаднікоў, атрыманне p-n-пераходаў метадам лакальнай дыфузіі з лазерным нагрэвам, нанясенне тонкіх метал. і дыэл. плёнак лазерным выпарэннем і інш. У фоталітаграфіі Л.т. выкарыстоўваюцца для вырабу звышмініяцюрных друкарскіх плат, інтэгральных схем, відарысаў і інш. элементаў мікраэлектроннай тэхнікі; у хім. і мікрабіял. вытв-сці — для селектыўнага стымулявання хім. і біял. актыўнасці малекул; у медыцыне — для лячэння скурных захворванняў, язваў страўніка, кішэчніка і інш. Магутныя (ад 1 кВт і вышэй) лазеры выкарыстоўваюцца для рэзкі і зваркі тоўстых стальных лістоў, паверхневай загартоўкі, наплаўлення і легіравання буйнагабарытных дэталей, ачысткі будынкаў ад паверхневых забруджванняў, рэзкі мармуру, граніту, раскрою тканіны, скуры і інш.

На Беларусі распрацоўкі па Л.т. вядуцца ў ін-тах Нац. АН (фізікі, малекулярнай і атамнай фізікі, фізіка-тэхнічным, прыкладной фізікі, фотабіялогіі і інш.), Ін-це прыкладных фіз. праблем БДУ, Гомельскім ун-це, у шэрагу галіновых НДІ.

Літ.:

Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. М., 1985;

Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов: Пер. с англ. М., 1986;

Промышленное применение лазеров: Пер. с англ. М., 1988.

В.В.Валяўка, В.К.Паўленка.

т. 9, с. 101

А́ТАМ

(ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67·10​^-27 да 4·10​^-25 кг. Памеры ядра (парадку 10​^-14—10​^-15 м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​^-10 м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66