Verbum

ВАГА́ННІ КРЫШТАЛІ́ЧНАЙ РАШО́ТКІ,

узгодненыя зрушэнні атамаў крышталя каля становішчаў раўнавагі (вузлоў рашоткі). Характар ваганняў залежыць ад сіметрыі крышталёў, ліку атамаў у элементарнай ячэйцы, тыпу хім. сувязі, віду і канцэнтрацыі дэфектаў у крышталях. Амплітуда ваганняў павялічваецца з павышэннем тэмпературы крышталя. На цеплавыя ваганні могуць накладвацца ваганні, выкліканыя распаўсюджваннем у крышталі пругкіх хваляў, абумоўленых знешнім уздзеяннем.

У крышталі з N элементарных ячэек па υ атамаў у кожнай існуе 3υN-6 незалежных найпрасцейшых нармальных ваганняў, кожнае з якіх можна ўявіць у выглядзе дзвюх плоскіх пругкіх хваляў, што распаўсюджваюцца ў процілеглых напрамках. Гэтыя ваганні складаюцца з трох акустычных галін (ім адпавядаюць зрушэнні элементарнай ячэйкі як цэлага) і 3 (υ—1) аптычных (адпавядаюць зрушэнням атамаў унутры элементарнай ячэйкі). Пры пругкім характары міжатамнага ўзаемадзеяння вагальная энергія крышталя складаецца з энергій нармальных ваганняў, кожнае з якіх уцягвае ў рух усе атамы. Вагальную энергію крышталя можна разглядаць і як суму энергій фанонаў — квантаў энергіі пругкіх ваганняў. Квантавая прырода ваганняў крышталічнай рашоткі праяўляецца ў наяўнасці нулявых ваганняў атамаў пры Т = 0К. Ваганні крышталічнай рашоткі ўплываюць на электраправоднасць металаў і паўправаднікоў, на аптычныя ўласцівасці дыэлектрыкаў.

Літ.:

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981;

Рейсленд Дж. Физика фононов: Пер. с англ. М., 1975;

Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М., 1965.

М.А.Паклонскі.

т. 3, с. 428

БЭ́ТА-РАСПА́Д,

β-распад, самаадвольнае ператварэнне ўнутры атамнага ядра аднаго з нейтронаў у пратон (ці наадварот), а таксама свабоднага нейтрона ў пратон, абумоўленае слабым узаемадзеяннем. Адзін з асн. тыпаў радыеактыўнасці. Ператварэнне нейтрона ў пратон суправаджаецца выпусканнем электрона e​^- і электроннага антынейтрына ν̃_e, а пратона ў нейтрон — выпусканнем пазітрона e​⁺ і электроннага нейтрына ν_e (гл. Бэта-выпрамяненне).

Пры электронным бэта-распадзе (β​^-) утвараецца ядро з колькасцю пратонаў, большай на 1 за іх колькасць у зыходным ядры, напр.: $\genfrac{}{}{0ex}{}{14}{6}c\to \genfrac{}{}{0ex}{}{14}{7}\mathrm{N}+e+{\mathrm{\nu ̃}}_{\mathrm{e}}$ . Пры пазітронным бэта-распадзе (β​⁺) колькасць пратонаў у ядры памяншаецца на 1: $\genfrac{}{}{0ex}{}{11}{6}c\to \genfrac{}{}{0ex}{}{11}{5}\mathrm{\beta }+e^{\mathrm{+}}+{\nu }_{\mathrm{e}}$ . Да бэта-распаду адносяць таксама электронны захоп. Энергія, якая вылучаецца пры бэта-распадзе, размяркоўваецца пераважна паміж e​^- і ν̃_e (ці e​⁺ і ν_e). Перыяды паўраспадаў β-актыўных ядраў ад 10​^-2 с да 10​¹⁸ гадоў. Пры бэта-распадзе не захоўваецца прасторавая цотнасць, што выяўляецца ў асіметрыі прасторавых напрамкаў у руху электронаў, якія выпраменьваюцца ядрамі: у напрамку спіна ядраў вылятае менш электронаў, чым у адваротным. Асновы тэорыі бэта-распаду закладзены Э.Фермі (1934). Далейшае развіццё тэорыі бэта-распаду прывяло да стварэння адзінай тэорыі слабых і эл.-магн. узаемадзеянняў (гл. Электраслабае ўзаемадзеянне).

М.А.Паклонскі.

т. 3, с. 386

БІЯЛАГІ́ЧНАЯ ПРАДУКЦЫ́ЙНАСЦЬ,

сукупнасць працэсаў стварэння, трансфармацыі, паглынання і праходжання энергіі праз эколага-біял. сістэмы розных узроўняў — ад асобных арганізмаў да біягеацэнозу. Характарызуе ўласцівасць асобных папуляцый або згуртавання (біяцэнозу) у цэлым аднаўляць сваю біямасу або ўтвараць арган. рэчывы ў форме тых ці інш. арганізмаў. У больш вузкім сэнсе біялагічная прадукцыйнасць — павелічэнне рэсурсаў эканамічна каштоўных арганізмаў (жывёл, раслін), іх масы, колькасці на адзінку плошчы за адзінку часу.

Мерай біялагічнай прадукцыйнасці з’яўляецца велічыня прадукцыі (біямасы), якая ствараецца за адзінку часу на адзінку прасторы. Асабліва важна ўстанаўленне біялагічнай прадукцыйнасці біяцэнозаў на ўсіх трафічных узроўнях, а таксама карыснай часткі прадукцыі. Матэрыяльна-энергет. аснову біялагічнай прадукцыйнасці складае першасная прадукцыя. Яна вызначаецца як скорасць, з якой прамянёвая (сонечная) энергія засвойваецца прадуцэнтамі (пераважна зялёнымі раслінамі) у працэсе фотасінтэзу або хемасінтэзу і назапашваецца ў форме арган. рэчываў, што потым могуць выкарыстоўвацца ў якасці ежы. Штогадовая першасная прадукцыя раслін складае 170·10​⁹ т сухой масы і мае каля 300—500·10​²¹ Дж энергіі. Найб. частку гэтай колькасці (74·10​⁹ т) даюць лясы, асабліва трапічнай зоны. Прадукцыя жывёл (другасная) складае каля 3934·10​⁶ т штогод. Другасная біялагічная прадукцыйнасць знаходзіцца ў поўнай залежнасці ад першаснай. На павелічэнне біялагічнай прадукцыйнасці аграбія- і біягеацэнозаў арыентаваны меліярацыйныя, гасп., біятэхн. і прыродаахоўныя мерапрыемствы. Вывучэнне біялагічнай прадукцыйнасці прыродных сістэм — аснова рацыянальнага выкарыстання, аховы і забеспячэння аднаўлення біял. рэсурсаў Зямлі.

т. 3, с. 171

ВАРЫЯЦЫ́ЙНЫЯ ПРЫ́НЦЫПЫ МЕХА́НІКІ,

матэматычныя суадносіны, якія вылучаюць сапраўдны рух ці стан мех. сістэмы з усіх кінематычна магчымых (не забароненых накладзенымі на сістэму сувязі). Выражаюцца роўнасцямі, куды ўваходзяць варыяцыі каардынат, скарасцей і паскарэнняў пунктаў сістэмы (гл. Варыяцыйнае злічэнне). Даюць магчымасць атрымаць ураўненні і заканамернасці руху (або стану раўнавагі) сістэмы з аднаго агульнага палажэння і вызначыць пэўныя фіз. ўласцівасці, што характарызуюць сапраўдны рух (або ўмовы раўнавагі) сістэмы. Выкарыстоўваюцца ў механіцы суцэльных асяроддзяў, тэрмадынаміцы, эл.-дынаміцы, квантавай механіцы, тэорыі адноснасці і інш.

Варыяцыйныя прынцыпы механікі падзяляюцца на дыферэнцыяльныя і інтэгральныя. Дыферэнцыяльныя характарызуюць уласцівасці сапраўднага руху сістэмы ў кожны момант часу. Прыдатныя да сістэм з любымі галаномнымі і негаланомнымі сувязямі (гл. Сувязі механічныя). Найб. агульны прынцып статыкі несвабодных мех. сістэм — прынцып віртуальных (магчымых) перамяшчэнняў: для раўнавагі мех. сістэмы з ідэальнымі сувязямі сума элементарных работ усіх актыўных сіл пры розных магчымых перамяшчэннях роўная нулю $\text{(}\sum _{\mathrm{k}=1}^{\mathrm{n}}\overrightarrow{\mathrm{F}}\bullet \mathrm{\delta }{\mathrm{r}}_{\mathrm{k}}=0\text{)}$ . Інтэгральныя варыяцыйныя прынцыпы механікі характарызуюць уласцівасці руху сістэмы за канечны прамежак часу і сцвярджаюць, што на сапраўдных траекторыях руху (у параўнанні з магчымымі) пэўныя фіз. велічыні (напр., энергія) дасягаюць экстрэмальных значэнняў (гл. Найменшага дзеяння прынцып). Матэматычна запісваюцца як роўнасць нулю варыяцыі функцыянала ад некаторай функцыі, якая характарызуе энергію сістэмы. Складаюць метадалагічную аснову для пабудовы матэм. мадэлей сістэм у эл.-дынаміцы, робататэхніцы, механіцы машын.

Літ.:

Маркеев А.П. Теоретическая механика. М., 1990;

Полак Л.С. Вариационные принципы механики. М., 1960.

А.У.Чыгараў.

т. 4, с. 20

А́ТАМНАЯ ЭЛЕКТРАСТА́НЦЫЯ

(АЭС),

электрастанцыя, дзе атамная (ядзерная) энергія ператвараецца ў электрычную. Першая ў свеце АЭС магутнасцю 5 МВт пачала дзейнічаць у 1954 у б. СССР (г. Обнінск). На АЭС цеплата, якая вылучаецца ў ядз. рэактары ў выніку ланцуговай рэакцыі дзялення ядраў некаторых цяжкіх хім. элементаў (напр., уран-233, уран-235, плутоній-239 і інш.), ператвараецца ў электрычную, як і на цеплавых электрастанцыях. АЭС складаюць аснову ядзернай энергетыкі. У склад АЭС уваходзяць ядзерны рэактар, цеплаабменнікі, помпы і агрэгаты для ператварэння цеплавой энергіі ў электрычную, электратэхн. абсталяванне. На АЭС выкарыстоўваюць рэактары пераважна на цеплавых і хуткіх нейтронах. У залежнасці ад тыпу і агрэгатнага стану цепланосьбіта выбіраецца тэрмадынамічны цыкл АЭС. Вышэйшая т-ра цыкла вызначаецца найбольшай т-рай цеплавыдзяляльных элементаў і ўласцівасцямі цепланосьбітаў. Для выключэння перагрэву прадугледжана хуткае (на працягу некалькіх секунд) глушэнне ланцуговай ядз. рэакцыі аварыйнай сістэмай расхалоджвання.

Пры дзяленні 1 г ізатопаў урану або плутонію вызваляецца каля 22,5 МВт·гадз энергіі, што эквівалентна спальванню 2,8 т умоўнага паліва. Гэта з’яўляецца асн. аргументам эканамічнасці АЭС. Пасля аварыі на Чарнобыльскай АЭС (1986), пашырэння інфармацыі аб радыеактыўным забруджванні навакольнага асяроддзя і стане бяспекі на АЭС энергет. праграмы ў б. СССР пачалі згортваць. Аднак паглыбленне энергет. крызісу зноў ставіць пытанне пра будаўніцтва новых АЭС. Найбліжэйшыя да Беларусі дзеючыя АЭС (у дужках адлегласць у кіламетрах ад яе да дзярж. мяжы і да Мінска): Ігналінская ў Літве (5; 185), Смаленская ў Расіі (80; 355), Чарнобыльская (7; 310) і Ровенская на Украіне (60; 285).

А.М.Люцко.

т. 2, с. 67

ЗВЫШНО́ВЫЯ ЗО́РКІ,

зоркі, якія характарызуюцца гіганцкімі ўспышкамі — скачкападобным павелічэннем бляску ў сотні мільёнаў разоў; крыніцы касм. прамянёў.

Успышкі зорак назіраліся з глыбокай старажытнасці. Вывучэнне іх пачата Ц.Браге, які апісаў успышку зоркі ў сузор’і Касіяпеі ў 1572. Зараз фатаграфічна зарэгістравана больш за 300 успышак З.з. у інш. галактыках. З.з. ўспыхваюць у розных галактыках прыблізна 1 раз у 360 гадоў. Пры ўспышцы З.з. яркасць яе за 10—20 сутак робіцца параўнальнай з сумарнай яркасцю ўсёй зорнай сістэмы — галактыкі, унутры якой знаходзіцца гэтая зорка. Агульная энергія, што выпрамяняецца за час успышкі, перавышае 10​⁴⁸ эрг. Успышка адбываецца, калі зорка зыходзіць з галоўнай паслядоўнасці Герцшпрунга—Рэсела дыяграмы і ўступае ў заключны этап эвалюцыі. Да выбуху З.з. прыводзіць гравітацыйны калапс. Пасля выбуху цэнтр. частка зоркі становіцца нейтроннай зоркай, а рэчыва знешніх слаёў выкідваецца са скорасцю ў некалькі тысяч кіламетраў за секунду і ўтварае газавую туманнасць (гл., напр., Крабападобная туманнасць). Па характары змены бляску і спектра З.з. падзяляюць на 2 тыпы. Да 1-га тыпу адносяцца вельмі старыя зоркі (да выбуху), маса якіх параўнальная з сонечнай. Паніжэнне бляску пасля максімуму праходзіць раўнамерна, спектры складаюцца з вельмі шырокіх палос. 2-і тып; маладыя зоркі з масай у 10 разоў большай за сонечную, вял. разнастайнасць у характары зніжэння бляску пасля максімуму, палосы ў спектрах ствараюцца выпрамяненнем атамаў H, He, N і інш.

Літ.:

Шкловский И.С. Звезды: их рождение, жизнь и смерть. 3 изд. М., 1984.

А.А.Шымбалёў.

т. 7, с. 41

АДЭНАЗІНФО́СФАРНЫЯ КІСЛО́ТЫ, адэназінфасфаты,

складаныя арган. злучэнні (нуклеатыды), 5​¹-фосфарныя эфіры адэназіну. Маюць у сабе адэнін, рыбозу і 1 (адэназінмонафосфарная — адэнілавая к-та, АМФ; вядома таксама яе цыклічная форма, гл. ў арт. Цыклічныя нуклеатыды), 2 (адэназіндыфосфарная к-та, АДФ) ці 3 (адэназінтрыфосфарная кіслата; АТФ) астаткі фосфарнай к-ты. Знаходзяцца ў клетках усіх жывёльных і раслінных арганізмаў у сумарнай канцэнтрацыі 2—15 мМ (каля 87% усяго фонду свабодных нуклеатыдаў). Утвараюць адэнілавую сістэму, якой належыць адно з цэнтр. месцаў у абмене рэчываў і энергіі, пры гэтым пара АДФ/АТФ служыць асн. звяном перадачы энергіі ў клетках: пры пераносе фасфарыльных груп на АМФ, АДФ энергія ў арганізме акумулюецца, пры адшчапленні — вылучаецца.

Адэназінмонафасфат існуе ў свабоднай форме, уваходзіць у састаў РНК, многіх ферментаў, якія ўдзельнічаюць у пераносе вадароду і астаткаў фосфарнай к-ты. Знойдзены ў эрытрацытах крыві, мышцах, а таксама ў дражджах. Адэназіндыфасфат — прамежкавае злучэнне ў рэакцыях, якія звязаны з утварэннем і распадам АТФ, выконвае самастойную ролю ў рэгуляцыі працэсу «дыхання» мітахондрый. У жывых клетках знаходзіцца пераважна ў комплексе з іонамі Mg​²⁺. АДФ-глюкоза ўдзельнічае ў сінтэзе крухмалу. Штучныя прэпараты адэназінфосфарнай кіслаты — іголкападобныя крышталі (АМФ, АТФ) або парашок (АДФ). Растворы дынатрыевай і монакальцыевай соляў АТФ выкарыстоўваюцца для ін’екцый пры мышачнай дыстрафіі, спазме сардэчных і перыферычных сасудаў. Проціпаказаны пры свежых інфарктах міякарду і запаленчых хваробах лёгкіх.

Літ.:

Калинин Ф.Л., Лобов В.П., Жидков В.А. Справочник по биохимии. Киев, 1971;

Ленинджер А. Биохимия: Пер. с англ. М., 1976;

Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1981;

Справочник биохимика: Пер. с англ. М., 1991.

т. 1, с. 145

ГЛІКО́ЛІЗ

(ад грэч. glykys салодкі + ..ліз),

адзін з цэнтральных шляхоў расшчаплення глюкозы з цукроў ці поліцукроў у жывёльных, раслінных і многіх бактэрыяльных клетках; ферментатыўны анаэробны працэс негідралітычнага распаду вугляводаў (пераважна глюкозы) да малочнай к-ты. Адыгрывае значную ролю ў абмене рэчываў жывых арганізмаў, забяспечвае клеткі энергіяй ва ўмовах недахопу кіслароду, а ў аэробных умовах з’яўляецца стадыяй, якая папярэднічае дыханню. У гліколізе адзначаюць 3 этапы (гл. схему). На 1-м этапе (рэакцыі 1—4) малекула глюкозы пераўтвараецца ў 2 малекулы гліцэральдэгід-3-фасфату (з выкарыстаннем 2 фасфатных груп і энергіі, якая выдзяляецца пры гідролізе адэназінтрыфасфату — АТФ). На 2-м этапе (рэакцыі 5, 6) альдэгідная група кожнай з 2 малекул гліцэральдэгід-3-фасфату акісляецца да карбаксільнай, а энергія, якая пры гэтым выдзяляецца, ідзе на сінтэз АТФ з адэназіндыфасфату (АДФ) і неарганічнага фасфату, адначасова адбываецца аднаўленне нікацінамідадэніндынуклеатыду (НАД) да нікацінамідадэніндынуклеатыдфасфату (НАДФ). На 3-м этапе (рэакцыі 7—9) 2 малекулы фасфату, якія далучыліся да цукру на 1-м этапе, пераносяцца назад на АДФ, у выніку чаго ўтвараецца АТФ і кампенсуюцца затраты АТФ на 1-м этапе. Сумарны выхад энергіі пры гліколізе зводзіцца да сінтэзу 2 малекул АТФ (на 1 малекулу глюкозы), якія ўтварыліся ў рэакцыях 5 і 6. У большасці клетак жывёл піруват, які ўтвараецца пры гліколізе, поўнасцю акісляецца ў мітахондрыях да CO₂ і H₂O. У анаэробных арганізмаў і тканках (шкілетныя мышцы) гідроліз — асн. крыніца клетачнага АТФ. Малекулы пірувату, застаючыся ў цытазоле, могуць пераўтварацца ў залежнасці ад віду арганізма ў лактат (у мышцах, некат. мікраарганізмах) або ў этанол + CO₂ (у дражджах, гл. Браджэнне).

А.М.Ведзянееў.

т. 5, с. 295