Verbum

ГІДРААКУ́СТЫКА (ад гідра... + акустыка),

раздзел акустыкі, які вывучае распаўсюджванне гуку ў водным асяроддзі. Гідраакустыка ўключае тэарэт. даследаванні па прагназаванні структуры акустычных палёў, вывучэнне заканамернасцей распаўсюджвання гуку ў воднай прасторы для розных раёнаў Сусветнага акіяна, распрацоўку метадаў і сродкаў вымярэння параметраў гукавых палёў, эксперым. натурныя даследаванні.

Гукавыя хвалі ў водным асяроддзі распаўсюджваюцца на значныя адлегласці (напр., у дыяпазоне частот 500—2000 Гц далёкасць распаўсюджвання пад вадой гуку сярэдняй інтэнсіўнасці дасягае 15—20 км, у дыяпазоне ультрагуку — 3—5 км). Далёкасць распаўсюджвання акустычных імпульсаў у моры і акіяне абмяжоўваецца рэфракцыяй гуку (скрыўленнем шляху гукавога праменя) і наяўнасцю лакальных неаднароднасцей (часцінак, бурбалачак паветра і інш.), на якіх яны рассейваюцца і паглынаюцца. Скорасць гуку залежыць у асноўным ад гідрастатычнага ціску і слаістасці, абумоўленай размеркаваннем т-ры і салёнасці вады па глыбіні (мяняецца ў межах 1450—1540 м/с). З гэтай прычыны акустычныя хвалі могуць пераламляцца, а ў асобных выпадках на пэўнай глыбіні з’яўляюцца каналы звышдалёкага распаўсюджвання гуку (да тысяч км). Зменлівасць асяроддзя, яго неаднароднасць, наяўнасць межаў з непрадказальнымі характарыстыкамі, разнастайнасць фіз. працэсаў у водным асяроддзі — аб’ектыўныя фактары, якія ўскладняюць карэктнае апісанне працэсу распаўсюджвання гуку ў вадзе і стварэнне адэкватнай яму мадэлі. Прыкладная гідраакустыка займаецца распрацоўкай гідраакустычных прылад. Найб. пашыраны рэхалоты, гідралакатары, шумапеленгатары і інш. Яны выкарыстоўваюцца для даследавання акіяна, у навігацыйных мэтах, для рыбапрамысловай разведкі, пошукавых работ, вырашэння ваенных задач (пошукі падводных лодак праціўніка, бесперыскопная тарпедная атака і інш.). Распрацаваны і створаны мнагамэтавыя вымяральна-вылічальныя комплексы (вымярэнне часавых параметраў акустычных сігналаў, аналіз структуры шматпрамянёвых сігналаў і часавай стабільнасці характарыстык трас распаўсюджвання гуку працягласцю да некалькіх соцень кіламетраў).

На Беларусі даследаванні па гідраакустыцы вядуцца з 1971 у НДІ прыкладных фіз. праблем пры БДУ.

Літ.:

Урик Р.Д. Основы гидроакустики: Пер. с англ. Л., 1978;

Клей К., Медвин Г. Акустическая океанография: Пер. с англ. М., 1980.

А.Ф.Чарняўскі.

т. 5, с. 221

ЖАЛЕ́ЗА (лац. Ferrum),

Fe, хімічны элемент VIII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 26, ат. м. 55,847. Складаецца з 4 стабільных ізатопаў: ​⁵⁴Fe (5,84%), ​⁵⁶Fe (91,68%), ​⁵⁷Fe (2,17%), ​⁵⁸Fe (0,31%). У зямной кары 4,65% па масе (найб. распаўсюджаны метал — другі пасля алюмінію). Вядома больш за 300 мінералаў (гл. Жалезныя руды). Самароднае (метэорнае і тэлурычнае) сустракаецца рэдка. Прысутнічае ў арганізмах усіх жывёл і раслін, уваходзіць у склад гемаглабіну.

Ж. — бліскучы серабрыста-белы пластычны метал t_пл 1535 °C, t_кіп 2750 °C, шчыльн. 7870 кг/м³ (20 °C). Пры звычайным ціску адрозніваюць некалькі крышт. мадыфікацый: α-Fe (існуе да 917 °C), δ-Fe (пры т-рах вышэй за 1394 °C і да т-ры плаўлення) з аб’ёмнацэнтраванай кубічнай рашоткай і γ-Fe (у інтэрвале 917—1394 °C) з гранецэнтраванай кубічнай рашоткай. Пры т-ры 769 °C (пункт Кюры) ферамагн. α-Fe пераходзіць у парамагн. стан. Парамагн. Ж., устойлівае ў інтэрвале 769—917 °C, наз. β-Fe. Ж. не раствараецца ў вадзе і шчолачах. У вільготным паветры акісляецца і пакрываецца ржой (гл. Карозія металаў), у сухім (пры награванні вышэй за 200 °C) — ахоўнай плёнкай аксідаў (гл. Вараненне). З разбаўленымі к-тамі ўтварае солі Fe(II) (гл. Жалеза злучэнні), канцэнтраванымі азотнай і сернай — пасівіруецца. Пры награванні ўзаемадзейнічае з галагенамі, серай, фосфарам, вугляродам, аксідам вугляроду (гл. Карбанілы металаў), вадзяной парай. Асн. масу Ж. выплаўляюць у выглядзе чыгуну і сталі. Аднаўленнем жалеза аксідаў пры 750—1200 °C атрымліваюць губчатае Ж. (97—99% Fe), раскладаннем пентакарбанілу Fe(CO)₅ — карбанільнае (парашок з памерамі часцінак 1—15 мкм). Выкарыстоўваюць як матэрыял для стрыжняў электрамагнітаў і якараў эл. машын (тэхнічна чыстае), як каталізатар, антыанемічны сродак (карбанільнае) і інш.

Літ.:

Беккерт М. Железо: Факты и легенды: Пер. с нем. 2 изд. М., 1988.

І.В.Боднар.

т. 6, с. 414

МЕТЭО́РЫ (ад грэч. meteōra атмасферныя з’явы),

з’явы, што ўзнікаюць у зямной атмасферы пры пранікненні ў яе часцінак касм. рэчыва — метэорных цел. Бел. народная назва М. — знічкі.

Метэорныя целы ўваходзяць у атмасферу Зямлі з адноснымі скорасцямі ад 11 да 73 км/с. Пры ўзаемадзеянні з паветрам кінетычная энергія метэорных цел ідзе на награванне і выпарэнне цел, узбуджэнне і іанізацыю малекул паветра і пары метэорнага рэчыва. Некалькі працэнтаў энергіі пераходзіць у светлавую. Даўжыня шляху М. у атмасферы — каля 100 км, большасць метэорных цел згарае ў атмасферы на вышыні больш за 80 км. Вельмі яркія М. наз. балідамі, часам яны заканчваюцца выпадзеннем на паверхню Зямлі метэарытаў. Маса М. — ад 0,001 г да некалькіх грамаў. На ясным начным небе простым вокам можна бачыць звычайна каля 10 М. за гадзіну. За суткі ў атмасферу Зямлі пранікае некалькі мільярдаў метэорных цел, агульнай масай каля 100 т. Большасць метэорных цел — камяністыя прадукты распаду каметных ядраў, зрэдку — астэроідаў. У міжпланетнай прасторы метэорныя целы каметнага паходжання рухаюцца раямі, расцягнутымі ўздоўж арбіты каметы. Трапляючы ў зямную атмасферу, яны ўтвараюць метэорныя патокі.

Літ.:

Кащеев Б.Л., Лебединец В.Н., Лагутин М.Ф. Метеорные явления в атмосфере Земли. М., 1967;

Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. 6 изд. М., 1984.

А.А.Шымбалёў.

т. 10, с. 319

БЯЗВА́ЖКАСЦЬ,

фізічны стан цела — складальнай часткі рухомай мех. сістэмы, пры якім вонкавыя сілы, што дзейнічаюць на цела і яго рух, не выклікаюць узаемнага ціску адных часцінак цела на іншыя. Узнікае пры свабодным руху цела ў гравітацыйным полі, калі такі рух з’яўляецца паступальным (напр., падзенне цела па вертыкалі, рух па арбіце штучнага спадарожніка Зямлі, палёт касм. карабля).

На цела, якое знаходзіцца ў гравітацыйным полі Зямлі на апоры (ці падвесе), дзейнічаюць сіла цяжару і ў процілеглым напрамку сіла рэакцыі апоры (ці сіла нацяжэння падвесу), што вядзе да ўзнікнення ўзаемнага ціску адной часткі цела на другую. У целе ўзнікаюць дэфармацыі і ўнутр. напружанні, якія чалавек успрымае як адчуванне ўласнай вагі (важкасці). У залежнасці ад умоў сіла рэакцыі апоры можа адрознівацца ад сілы цяжару нерухомага цела на паверхні Зямлі. Напр., калі касм. карабель рэзка павялічвае скорасць, касманаўта прыціскае да крэсла сіла, у некалькі разоў большая за нармальную вагу, што ўспрымаецца як павелічэнне ўласнай вагі касманаўта (т.зв. перагрузка). У стане свабоднага падзення на цела дзейнічае толькі сіла цяжару, а інш. вонкавыя сілы, у т. л. і сілы рэакцыі апоры, адсутнічаюць, што вядзе да знікнення ўзаемнага ціску адной часткі цела на другую, узнікае бязважкасць, якую чалавек успрымае як страту вагі.

Ва ўмовах бязважкасці зменьваецца шэраг функцый жывога арганізма: абмен рэчываў (асабліва водна-салявы), кровазварот, назіраюцца расстройствы вестыбулярнага апарату і інш. Неспрыяльны ўплыў бязважкасці на арганізм чалавека можна папярэдзіць або абмежаваць пры дапамозе фіз. практыкаванняў і заняткаў на спец. трэнажорах. Вынікі працяглых касм. палётаў сведчаць аб тым, што бязважкасць не з’яўляецца небяспечнай для арганізма чалавека і касманаўты ў такім стане могуць доўгі час жыць і працаваць, але павінны праходзіць курс рэабілітацыі пры вяртанні ў звычайныя гравітацыйныя ўмовы на паверхні Зямлі. Бязважкасць улічваецца пры стварэнні прыбораў і агрэгатаў касм. лятальных апаратаў. Напр., для вады і інш. вадкасцей выкарыстоўваюцца эластычныя пасудзіны і герметычныя кантэйнеры, якія папярэджваюць распырскванне; цыркуляцыя паветра забяспечваецца вентылятарамі і інш. Стан бязважкасці дае магчымасць праводзіць фізіка-тэхн. эксперыменты па вырошчванні паўправадніковых крышталёў, стварэнні звышправодных і магнітных матэрыялаў з аднародным размеркаваннем рэчыва па ўсім аб’ёме.

Літ.:

Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении. 3 изд. М., 1980.

А.І.Болсун.

т. 3, с. 393

АТМАСФЕ́РА (ад грэч. atmos пара + сфера) Зямлі, газавая абалонка вакол Зямлі, якая ўтрымліваецца яе прыцяжэннем, верціцца разам з ёю і забяспечвае жыццядзейнасць расліннага і жывёльнага свету. Маса атмасферы каля 5,15×10​¹⁵ т (адна мільённая доля масы Зямлі). Палавіна яе заключана ў слоі да 5 км, 90% — да 16 км, вышэй за 100 км — толькі мільённая частка. Выразнай верхняй мяжы не існуе, атмасфера паступова пераходзіць у касм. прастору (гл. Космас). За фіз. мяжу прымаюць выш. 1000—1200 км, тэарэтычная мяжа — 42 тыс. км, дзе цэнтрабежная сіла вярчэння Зямлі ўраўнаважваецца яе прыцяжэннем. З вышынёй мяняюцца фіз. ўласцівасці атмасферы: ціск, шчыльнасць, т-ра. Ціск атмасферы на ўзр. м. на 1 см² 1013,25 гПа, на выш. 5 км ён змяншаецца на ½. Залежнасць ціску ад вышыні выражаецца бараметрычнай формулай. Шчыльнасць паветра на ўзр. м. 1,27—1,30 кг/м³, на паверхні Зямлі ў Еўропе ў сярэднім 1,25 кг/м³, на выш. 20 км 0,087 кг/м³, на выш. 750 км менш за 10-13 кг/м³. Т-ра характарызуецца больш складанай залежнасцю ад вышыні.

Будова. Атмасфера мае выразную слаістую структуру. У аснову падзелу пакладзена вертыкальнае размеркаванне т-ры, паводле якога вылучаюць сферы і слаі-паўзы паміж імі. Ніжняя частка атмасферы — трапасфера, знаходзіцца над паверхняй Зямлі да выш. 8—10 км у палярных, 16—18 км у экватарыяльных шыротах. Характарызуецца паніжэннем т-ры з вышынёй каля 6,5 °C на 1 км. Пераходнаму слою (таўшчынёй ад соцень метраў да 2 км) паміж трапасферай і стратасферай — трапапаўзе — уласціва ізатэрмія. Стратасфера распасціраецца да 50 км, у ніжняй частцы яе т-ра пастаянная, з выш. 25—30 км павышаецца ў сярэднім на 0,3 °C на 100 м (у азанасферы). Паміж стратасферай і мезасферай размяшчаецца стратапаўза, у якой т-ра блізкая да 0 °C. У мезасферы (да выш. 80 км) т-ра зніжаецца на 0,35 °C на 100 м вышыні (да -90 °C), развіваецца канвекцыя (вертыкальнае перамешванне), утвараюцца серабрыстыя воблакі. У мезасферы адзначаецца іанізацыя часцінак газу. Мезапаўза знаходзіцца на выш. 80—85 км, ёй уласціва ізатэрмія ці слабае зніжэнне т-ры. Вышэй размешчана тэрмасфера (да 800—1000 м), дзе т-ра зноў рэзка павышаецца за кошт паглынання прамога сонечнага выпрамянення і дасягае 1500—2000 °C. Тэрмасфера адпавядае іанасферы, дзе паветра моцна іанізаванае ў выніку дысацыяцыі малекул газаў пад уздзеяннем ультрафіялетавай, рэнтгенаўскай і карпускулярнай радыяцыі, што з’яўляецца прычынай высокай т-ры, палярных ззянняў, свячэння атмасферы. Знешняя атмасфера — экзасфера, дзе адбываецца дысіпацыя газаў, іх часцінкі (пераважна атамы вадароду) рассейваюцца ў касм. прасторы і ўтвараюць карону Зямлі.

Састаў. Атмасфера паветра — сумесь газаў з дамешкам завіслых цвёрдых і вадкіх часцінак. Паводле хім. саставу вылучаюць гамасферу (да 90—100 км) з нязменнымі суадносінамі асн. газаў і гетэрасферу, дзе стан газаў і іх суадносіны вельмі зменлівыя. У сухім паветры гамасферы азот складае 78%, кісларод — 21, аргон — 0,9, вуглякіслы газ — 0,03%, астатняе — крыптон, ксенон, неон, гелій, вадарод, азон, ёд, радон, метан, аміяк і інш. Сучасны састаў атмасферы спрыяльны для жыцця на Зямлі: кісларод служыць для дыхання жывых арганізмаў, вуглякіслы газ — для стварэння арган. рэчываў раслін у працэсе фотасінтэзу. У фіз. працэсах, якія адбываюцца ў атмасферы, найб. актыўныя вадзяная пара, азон, вуглякіслы газ і атм. аэразолі. Вадзяная пара канцэнтруецца ў ніжніх слаях трапасферы (ад 0,1—0,2% у палярных шыротах да 3% у экватарыяльных), з вышынёй яе колькасць памяншаецца (на выш. 1,5—2 км на 50%), у нязначнай колькасці ёсць да выш. 15—20 км. Азон затрымлівае асн. частку ультрафіялетавага выпрамянення Сонца, гібельнага для ўсяго жывога на Зямлі. Канцэнтруецца ў азанасферы. Вуглякіслы газ здольны паглынаць даўгахвалевае выпрамяненне Зямлі і ствараць парніковы эфект атмасферы. Колькасць вуглякіслага газу павялічваецца ў сувязі з узмацненнем антрапагеннага ўздзеяння на атмасферу (мяркуюць, што да 2000 г. яго будзе 0,0375%). Атмасферныя аэразолі (завіслыя ў паветры цвёрдыя і вадкія часцінкі) таксама затрымліваюць цеплавое выпрамяненне паверхні Зямлі і ўплываюць на бачнасць у атмасферы. Прымеркаваныя да прыземных слаёў, частка іх пранікае ў стратасферу, дзе на выш. 15—20 км утвараецца аэразольны слой Юнге.

У гетэрасферы павялічваецца колькасць лёгкіх газаў, адбываецца дысацыяцыя малекул паветра і значная іанізацыя. Выразная змена стану газаў атмасферы адбываецца на выш. 100—210 км, дзе пераважае атамарны кісларод над малекулярнымі азотам і кіслародам. На выш. 500 км малекулярнага кіслароду практычна няма, вышэй за 600 км пераважае гелій, на выш. ад 2 да 20 тыс. км пашырана вадародная карона Зямлі. З верхняй часткай атмасферы звязаны радыяцыйныя паясы Зямлі: унутраны на выш. 500—1600 км і вонкавы, утвораныя электронамі з высокай энергіяй.

Паветраныя плыні. Вынікам неаднароднасці т-ры атмасферы па вертыкалі і нераўнамернага награвання палярных і экватарыяльных шырот, сухазем’я і мора з’яўляецца сістэма буйнамаштабных працэсаў — агульная цыркуляцыя атмасферы. Да яе належаць плыні ніжняй часткі трапасферы: пастаянныя — пасаты і сезонныя — мусоны, заходні перанос паветраных мас, канвекцыя, цыклоны і антыцыклоны і інш. Паблізу трапапаўзы, дзе існуе кантрастнасць т-ры, а таксама ў азонавым слоі на выш. 20—25 км утвараюцца магутныя струменныя плыні. Скорасць ветру ў верхняй стратасферы дасягае 100—150 м/сек. У тэрмасферы яна павялічваецца, тут адбываюцца прыліўныя рухі пад уздзеяннем Месяца і Сонца. Рухомасць атмасферы надае ёй ролю рэгулятара цеплаабмену Зямлі з космасам, радыяцыйнага і воднага балансу. Працэсы ўзаемадзеяння атмасферы і акіяна істотна ўплываюць на клімат Зямлі. Атмасфера мае электрычнае поле, якое фарміруецца пад уздзеяннем адмоўнага электрычнага поля Зямлі.

Паходжанне. Сучасная зямная атмасфера мае другаснае паходжанне, яна ўтварылася пасля ўзнікнення Зямлі ў выніку ўзаемадзеяння працэсу дэгазацыі з пародамі літасферы. Састаў атмасферы зменьваўся на працягу ўсёй гісторыі Зямлі, у т. л. і пад уплывам дзейнасці чалавека. Вылучаюць 2 асн. этапы — бескіслародны (2 млрд. гадоў назад) і кіслародны; маса кіслароду значна павялічылася ў фанеразоі пасля з’яўлення расліннасці на сушы.

Вывучэнне атмасферы пачалося ў антычны час. Навука пра атмасферу — метэаралогія сфарміравалася ў 19 ст. Для назіранняў за атмасферай створана сетка метэаралагічных станцый і пастоў, выкарыстоўваюцца метады вертыкальнага зандзіравання атмасферы, радыёлакацыя, пеленгацыя, самалёты, аўтам. аэрастаты, спец. судны, ракеты і метэаралагічныя спадарожнікі. У Беларусі назіранне за атмасферай праводзіцца на метэастанцыях гідраметэаралагічнай службы, у прамысл. цэнтрах вывучаюць і прагназіруюць ступені тэхнагеннага забруджвання; праводзяцца даследаванні радыенукліднага забруджвання атмасферы пасля катастрофы на Чарнобыльскай АЭС.

Літ.:

Атмосфера: Справ. Л., 1991;

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. М., 1988.

Г.В.Валабуева.

т. 2, с. 74