Verbum

карпускуля́рна-хва́левы дуалі́зм

т. 8, с. 97

ГРУПАВА́Я СКО́РАСЦЬ хваль, скорасць руху групы або цуга хваль, якія ўтвараюць у кожны момант часу лакалізаваны ў прасторы хвалевы пакет. Прыбліжана характарызуе распаўсюджанне негарманічных хваль. Пры адсутнасці паглынання групавая скорасць роўная скорасці пераносу энергіі хвалі (скорасці перадачы сігналу). Групавая скорасць u звязана з фазавай скорасцю v формулай Рэлея: ${\displaystyle \mathrm{u}=\mathrm{v}-\mathrm{\lambda }\frac{\mathrm{d}\mathrm{v}}{\mathrm{d}\mathrm{\lambda }}}$ , дзе λ — даўжыня хвалі; u = v, калі адсутнічае дысперсія хваль ${\displaystyle \text{(}\frac{\mathrm{d}\mathrm{v}}{\mathrm{d}\mathrm{\lambda }}=0\text{)}}$ . Групавая скорасць выкарыстоўваюць пры вымярэнні далёкасці ў гідра- і радыёлакацыі, пры зандзіраванні атмасферы, у сістэмах кіравання касм. аб’ектамі і інш.

т. 5, с. 466

«КРЫЧАЎЦЭМЕНТНАШЫ́ФЕР»,

вытворчае аб’яднанне. Знаходзіцца ў г. Крычаў Магілёўскай вобл. Створана ў 1980 на базе Крычаўскага цэментна-шыфернага камбіната (1957). Уключае заводы: цэментны (галаўное прадпрыемства, засн. ў 1933; у Айч. вайну разбураны, адноўлены ў 1949) і шыферны (1950). З 1957 цэментна-шыферны камбінат. У 1963 далучаны з-д вапнавай мукі. У 1960—66 камбінат расшыраны, у 1980—81 часткова рэканструяваны. Сыравіна: мел з радовішча Каменка (Крычаўскі р-н), гліна з радовішча Пушча (Віцебскі р-н), прывазныя калчаданавыя агаркі, гіпс і інш. дамешкі. Асн. прадукцыя (1998): партландцэмент розных марак, шыфер 8-хвалевы, шыфер плоскі непрасаваны.

т. 8, с. 527

НАРМА́ЛЬНЫЯ ХВА́ЛІ, уласныя хвалі,

бягучыя гарманічныя хвалі ў лінейнай дынамічнай сістэме з пастаяннымі параметрамі, калі можна не ўлічваць паглынанне энергіі; абагульненне паняцця нармальных ваганняў на адкрытыя вобласці прасторы і незамкнутыя хваляводныя сістэмы.

Сукупнасць Н.х. дадзенай сістэмы мае ўласцівасці: кожная Н.х. з’яўляецца свабодным (без знешняга ўздзеяння) рухам сістэмы і можа ўзбуджацца незалежна ад інш. Н.х.; адвольны хвалевы працэс у сістэме без крыніц можна адназначна выявіць у выглядзе суперпазіцыі Н.Х.: спектр частот Н.х. з’яўляецца суцэльным, а рэальныя працэсы можна вызначыць праз інтэгральныя сумы Н.х.; у выпадку монахраматычных працэсаў сярэдні за перыяд паток энергіі роўны суме патокаў энергіі асобных Н.х.

т. 11, с. 162

ДЫФРА́КЦЫЯ ЧАСЦІ́Ц,

рассеянне электронаў, нейтронаў, атамаў і інш. мікрачасціц крышталямі або малекуламі вадкасцей і газаў з утварэннем чаргаваных максімумаў і мінімумаў у інтэнсіўнасці рассеяных мікрачасціц.

Максімумы і мінімумы ў дыфракцыйнай карціне размяркоўваюцца ў адпаведнасці з унутр. будовай рассейвальнага асяроддзя. Д.ч. аналагічная дыфракцыя святла і пацвярджае квантавую прыроду мікрачасціц (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Паводле квантавай механікі свабодны рух часціцы з масай m і скорасцю v (энергіяй $E=\frac{m{v}^2}{2}$ ; пры ўмове v≪c, дзе c — скорасць святла ў вакууме) можна разглядаць як плоскую хвалю (гл. Хвалі дэ Бройля) з даўжынёй хвалі $\mathrm{\lambda }=\frac{h}{mv}=\frac{h}{\sqrt{2mE}}$ , дзе h — Планка пастаянная. Пры ўзаемадзеянні часціцы з атамамі ці малекуламі рассейвальнага асяроддзя мяняецца яе энергія і характар распаўсюджання звязанай з ёй хвалі, што адбываецца ў адпаведнасці з агульнымі прынцыпамі дыфракцыі хваль. Д.ч. выкарыстоўваецца пры даследаванні паверхні цвёрдых цел, будовы крышталёў і складаных малекул.

А.І.Болсун.

т. 6, с. 303

ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ электрамагнітнае, свабоднае электрамагнітнае поле, якое існуе незалежна ад крыніц, што яго ствараюць; працэс утварэння свабоднага электрамагнітнага поля. Выпрамяненню ўласцівы т.зв. карпускулярна-хвалевы дуалізм. Асн. хвалевыя характарыстыкі выпрамянення — частата ν (або даўжыня хвалі $\mathrm{\lambda }=c/\mathrm{\nu }$), дзе c — скорасць святла ў вакууме), а таксама хвалевы вектар ${\displaystyle \overrightarrow{k}=\frac{1}{\mathrm{\lambda }}\overrightarrow{n}}$ , дзе $\overrightarrow{n}$ — адзінкавы вектар напрамку распаўсюджвання хвалі. Хвалевыя ўласцівасці выпрамянення праяўляюцца ў наяўнасці інтэрферэнцыі і дыфракцыі (гл. Дыфракцыя хваль, Інтэрферэнцыя хваль). Карпускулярныя ўласцівасці характарызуюцца тым, што кожнай асобнай хвалі з частатой ν і хвалевым вектарам $\overrightarrow{k}$ адпавядае часціца (квант або фатон) з энергіяй $\mathrm{E}=\mathrm{h\nu }$ і імпульсам ${\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{p}}=\mathrm{h}\overrightarrow{\mathrm{k}}}$ , дзе h — Планка пастаянная. Карпускулярныя ўласцівасці праяўляюцца ў квантавых з’явах, напр., фотаэфект, Комптана эфект і інш.

Праяўленне хвалевых ці карпускулярных (квантавых) уласцівасцей выпрамянення залежыць ад яго частаты, па значэннях якой выпрамяненне ўмоўна падзяляецца на дыяпазоны (гл. табл.). <TABLE> Для хваль вял. даўжыні (напр., ЗВЧ, радыёхвалі) энергія квантаў вельмі малая, таму карпускулярныя ўласцівасці выпрамянення практычна не праяўляюцца. З павелічэннем частаты расце энергія квантаў і з інфрачырвонага дыяпазону ўжо пачынаюць пераважаць карпускулярныя ўласцівасці.

Уласцівасці выпрамянення для малых частот апісваюцца класічнай электрадынамікай, для вялікіх — квантавай. Паводле класічных Максвела ўраўненняў выпрамяненне ў кожным пункце прасторы і ў кожны момант часу характарызуецца напружанасцямі электрычнага $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ і магнітнага $\overrightarrow{\mathrm{H}}$ палёў і пераносіць энергію, аб’ёмная шчыльнасць якой ${\displaystyle \mathrm{\rho }=\frac{1}{\mathrm{8\pi }}({\mathrm{E}}^2+{\mathrm{H}}^2)}$ . У квантавай тэорыі ўраўненні Максвела поўнасцю захоўваюцца, аднак велічыні $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ і $\overrightarrow{\mathrm{H}}$ маюць іншы сэнс. У гэтым выпадку сувязь паміж хвалевымі і карпускулярнымі ўласцівасцямі выпрамянення мае статыстычны характар: шчыльнасць энергіі эл.-магн. хвалі вызначаецца лікам квантаў у адзінцы аб’ёму ${\displaystyle \mathrm{N}=\frac{\mathrm{\rho }}{h\mathrm{\nu }}}$ , для асобнага кванта імавернасць яго знаходжання ў пэўным аб’ёме прапарцыянальная шчыльнасці энергіі.

Выпрамяненне ўзнікае ў рэчыве пры нераўнамерным руху эл. зарадаў ці змене магн. момантаў, у выніку чаго рэчыва траціць энергію і адбываюцца працэсы выпрамянення. Да іх адносяцца выпрамяненне бачнага, ультрафіялетавага і інфрачырвонага святла атамамі і малекуламі, γ-выпрамяненне атамных ядраў, выпрамяненне радыёхваль антэнамі. Адваротныя працэсы выпрамянення — працэсы паглынання. Пры іх за кошт энергіі выпрамянення павялічваецца энергія рэчыва. Паводле законаў класічнай электрадынамікі сістэма рухомых зараджаных часціц неперарыўна траціць энергію ў выглядзе выпрамянення — адбываецца неперарыўны працэс утварэння эл.-магн. хваль. Аднак у квантавых сістэмах працэсы выпрамянення і паглынання дыскрэтныя і адбываюцца ў адпаведнасці з законамі квантавых пераходаў (гл. Вымушанае выпрамяненне, Спантаннае выпрамяненне).

М.А.Ельяшэвіч, Л.М.Тамільчык.

т. 4, с. 318

КВА́НТАВАЯ МЕХА́НІКА, хвалевая механіка,

тэорыя, якая ўстанаўлівае спосаб апісання і законы руху мікрачасціц (электронаў у атаме, атамаў у малекуле, нуклонаў у ядрах і інш.). Дае магчымасць апісаць структуру атамаў і зразумець іх спектры, устанавіць прыроду хім. сувязі, растлумачыць перыяд. сістэму элементаў і г.д. З’яўляецца тэарэт. асновай атамнай і ядз. фізікі, фізікі цвёрдага цела.

Мікрааб’ектам уласціва своеасаблівая дваістасць: у залежнасці ад умоў яны могуць паводзіць сябе як часціцы ці як хвалі (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Таму тэарэт. апісанне мікраскапічных з’яў патрабуе аб’яднання ўзаемна несумяшчальных фіз. характарыстык, чаго нельга ажыццявіць у межах класічнай фізікі ўнутрана несупярэчлівым спосабам (гл. Дапаўняльнасці прынцып). Пры гэтым немагчыма адначасовае выкарыстанне некаторых фіз. велічынь, напр., каардынат і імпульсу часціцы. Для мікрачасціцы не мае сэнсу, напр., такое паняцце, як рух уздоўж траекторыі; усе тэарэт. сцвярджэнні адносна выніку пэўных узаемадзеянняў маюць імавернасны характар.

К.м. ўзнікла як развіццё ўяўленняў М.Планка (1900) адносна квантавання дзеяння, А.Эйнштэйна (1905, 1916) пра карпускулярныя ўласцівасці святла (гл. Планка закон выпрамянення), напаўкласічнай мадэлі атама Н.Бора (1913, гл. Бора тэорыя), ідэі Л. дэ Бройля адносна хвалевых уласцівасцей мікрачасціц (гл. Хвалі дэ Бройля). Фундаментальнае развіццё К.м. атрымала ў працах В.Гайзенберга (1925), Э.Шродынгера і П.Дзірака (1926). Паводле К.м. ўсю інфармацыю пра фіз. стан мікрасістэмы змяшчае хвалевая функцыя. Яна вызначае размеркаванне імавернасці для розных фіз. велічынь, якія характарызуюць сістэму (становішча ў прасторы, імпульс, энергія і г.д.; М.Борн, 1926). Кожнай класічнай фіз. велічыні ў К.м. адпавядае пэўны аператар, уласныя значэнні якога супадаюць з назіральнымі значэннямі фіз. велічыні (гл. Аператары). Магчымыя станы сістэмы апісваюцца адпаведнымі ўласнымі функцыямі. У залежнасці ад таго, дыскрэтную ці неперарыўную паслядоўнасць утвараюць уласныя значэнні аператара, адпаведная фіз. велічыня з’яўляецца квантаванай ці неквантаванай (гл. Квантаванне). Калі аператары 2 фіз. велічынь (L і M) не камутуюць, г. зн. што вынік дзеяння аператараў L і M на хвалевую функцыю Ψ залежыць ад парадку іх дзеяння $\text{(}\hat{L}\hat{M}\mathrm{\Psi }\ne \hat{M}\hat{L}\mathrm{\Psi }\text{)}$ , то рэалізацыя такіх станаў мікрасістэмы, у якіх адпаведныя фіз. велічыні адначасова мелі б пэўнае значэнне, немагчыма; найперш гэта датычыць аператараў каардынат і імпульсу (гл. Неазначальнасцей суадносіны). Камутатыўнасць аператараў пэўных фіз. велічынь з аператарам энергіі азначае, што гэтыя фіз. велічыні з цягам часу не мяняюцца, г. зн. з’яўляюцца інтэграламі руху. Асн. інтэграл руху ў К.м. — энергія. Для дакладнага вызначэння стану мікрасістэмы неабходна ведаць энергію і інш. ўзаемна камутатыўныя інтэгралы руху, якімі, напр., для часціцы ў полі цэнтральных сіл з’яўляюцца квадрат моманту імпульсу і адна з яго праекцый. Калі інтэгралы руху маюць дыскрэтны спектр, стан сістэмы вызначаецца з дапамогай квантавых лікаў.

Прадказанні К.м. пераходзяць у адпаведныя вынікі класічнай механікі, калі для фіз. сістэмы велічыні размернасці дзеяння становяцца значна большымі, чым пастаянная Планка h (гл. Адпаведнасці прынцып). Абагульненне асн. ідэй К.м. на выпадак, калі энергія руху часціц параўнальная з энергіяй спакою (гл. Адноснасці тэорыя), дало магчымасць прадказаць існаванне антычасціц, стварыць тэорыю ўласнага моманту колькасці руху (гл. Спін) і інш. К.м. з’яўляецца мех. тэорыяй, таму не можа паслядоўна разглядаць працэсы паглынання святла і эл.-магн. выпрамянення. Яна дае набліжаныя метады разліку, дастатковыя для патрэб атамнай і часткова ядз. фізікі. Паслядоўную тэорыю ўзаемадзеяння фатонаў з электрычна зараджанымі часціцамі дае квантавая электрадынаміка. Ураўненні К.м. даюць магчымасць дакладна вылічыць магчымыя ўзроўні энергіі (гл. Шродынгера ўраўненне) мікрасістэмы, а таксама імавернасць пераходаў паміж імі. Гл. таксама Квантавая тэорыя поля, Абменнае ўзаемадзеянне.

На Беларусі работы па К.м. пачаты ў 1930-я г. ў БДУ (Ф.І.Фёдараў), у пасляваен. гады вядуцца пераважна ў БДУ і Ін-це фізікі Нац. АН Беларусі.

Літ.:

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Пер. с англ. Вып. 8—9. М., 1966—67;

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

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989;

Борисоглебский Л.А. Квантовая механика. 2 изд. Мн., 1988.

Л.М.Тамільчык.

т. 8, с. 208