Verbum

БО́РА ТЭО́РЫЯ,

першая тэорыя атама і яго спектраў. Прапанавана Н.Борам у 1913 як аб’яднанне ідэі М.Планка аб квантаванні энергіі і планетарнай мадэлі атама Э.Рэзерфарда. Грунтуецца на двух пастулатах. Атамы могуць доўга знаходзіцца, не выпраменьваючы святла, ва ўстойлівых (стацыянарных) станах, адпаведных пэўным дыскрэтным (перарыўным) значэнням энергіі E₁, E₂, E₃... (1-ы пастулат Бора). Выпрамяненне ці паглынанне святла адбываецца пры скачкападобных пераходах з аднаго стану ў другі паводле формулы ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$, дзе hν — энергія святла частаты ν, што выпрамяняецца ці паглынаецца, h — Планка пастаянная (2-і пастулат Бора, ці ўмова частот).

Пастулаты Бора пацверджаны эксперыментальна і выконваюцца для ўсіх мікрасістэм (атамных ядраў, атамаў, малекул і інш.). Каб знайсці магчымыя значэнні энергіі і інш. характарыстыкі стацыянарных станаў атама, Бор разглядаў рух электронаў вакол ядра паводле законаў механікі Ньютана (класічнай механікі), пры дапаўняльных, т.зв. квантавых, умовах. Пры гэтым электрон у найпрасцейшым выпадку атама вадароду можа рухацца вакол ядра па кругавых ці эліптычных арбітах пэўных памераў, якія павялічваюцца з павелічэннем энергіі атама ў адпаведных стацыянарных станах. Канкрэтныя мадэльныя ўяўленні пра рух электрона ў атаме па строга вызначаных арбітах заменены ўяўленнямі квантавай механікі.

Літ.:

Ельяшевич М.А. Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия // Успехи физ. наук. 1985. Т. 147, вып. 2.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 3, с. 215

АНАЛІТЫ́ЧНАЯ МЕХА́НІКА,

раздзел механікі, у якім рух сістэм матэрыяльных пунктаў (цел) даследуецца пераважна метадамі матэм. аналізу. Вывучае складаныя мех. сістэмы (машыны, механізмы, сістэмы часціц і інш.), рух якіх абмежаваны пэўнымі ўмовамі (гл. Сувязі механічныя).

Галаномная сістэма (мех. сувязі залежаць толькі ад каардынат і часу) у патэнцыяльным полі характарызуецца функцыяй Лагранжа $\mathrm{L}=\mathrm{T}-\mathrm{U}$ , дзе T — кінетычная і U — патэнцыяльная энергія сістэмы. Калі вядома канкрэтная залежнасць L=L(q,q́,t), дзе q — абагульненыя каардынаты, $\mathrm{<span\; class="accent">q́</span>}=\frac{\mathrm{d}\mathrm{q}}{\mathrm{d}\mathrm{t}}$ — абагульненыя скорасці, t — час, то пры дапамозе прынцыпу найменшага дзеяння можна знайсці дыферэнцыяльныя ўраўненні руху мех. сістэмы. Іх інтэграванне пры зададзеных пачатковых умовах дазваляе вызначыць закон руху сістэмы, г.зн. залежнасці q_i=q_i(t), дзе i=1, 2, ..., S, S — лік ступеняў свабоды.

Асн. Палажэнні аналітычнай механікі распрацаваў Ж.​Лагранж (1788), значны ўклад зрабілі У.​Гамільтан, М.​В.​Астраградскі, П.​Л.​Чабышоў, А.​М.​Ляпуноў, М.​М.​Багалюбаў, А.​Ю.​Ішлінскі і інш. Метады аналітычнай механікі далі магчымасць выявіць сувязь паміж асн. паняццямі механікі, оптыкі і квантавай механікі (оптыка-мех. аналогіі). Абагульненне варыяцыйных прынцыпаў механікі на неперарыўныя квантава-рэлятывісцкія сістэмы склала матэм. аснову тэорыі поля. Дасягненні аналітычнай механікі садзейнічалі развіццю балістыкі, нябеснай механікі, тэорыі ўстойлівасці, тэорыі аўтам. кіравання і інш.

Літ.:

Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики. Т. 2. М., 1977.

А.​І.​Болсун.

т. 1, с. 334

ДЫЯГНО́СТЫКА ПЛА́ЗМЫ,

сукупнасць метадаў вызначэння параметраў (характарыстык) плазмы; раздзел фізікі плазмы, які вывучае фіз. асновы гэтых метадаў і распрацоўвае іх. Да параметраў плазмы адносяцца шчыльнасць часціц, т-ра (сярэдняя энергія часціц), інтэнсіўнасць выпрамянення, характарыстыкі эл. і магн. палёў і інш. Вынікі Д.п. выкарыстоўваюцца пры правядзенні эксперым. даследаванняў, а таксама для кантролю за станам плазмы і кіравання працэсамі ў плазменных устаноўках.

Д.п. бярэ пачатак у астрафіз. даследаваннях. Лабараторная Д.п. сфарміравалася як самаст. дысцыпліна ў працах па вывучэнні газавых разрадаў (гл. Электрычныя разрады ў газах). Большасць метадаў Д.п. бескантактныя: носьбіты інфармацыі — палі і выпрамяненні ў наваколлі плазмы, для характарыстык якіх папярэдне ўстаноўлена залежнасць ад параметраў плазмы. Пасіўныя метады заснаваны на рэгістрацыі выпрамяненняў і патокаў часціц з плазмы або вымярэнні характарыстык навакольных палёў; актыўныя — на вымярэнні знешняга выпрамянення, якое праходзіць праз плазму, а таксама водгуку плазмы на яго. Найб. пашыраны: зондавы, аптычны (у т. л. фатагр., ценявы, інтэрфераметрычны, галаграфічны і інш.), спектраскапічны, мікрахвалевы, рэнтгенаўскі, лазерны, карпускулярны і цеплафіз. метады.

На Беларусі даследаванні па Д.п. праводзяцца з 1960-х г. у Ін-тах фізікі, цепла- і масаабмену Нац. АН, НДІ прыкладных фіз. праблем БДУ.

Літ.:

Диагностика плазмы. [Вып. 1—7], М., 1963—90;

Кузнецов Э.И., Щеглов Д.А. Методы диагностики высокотемпературной плазмы. 2 изд. М., 1980.

Я.​А.​Яршоў.

т. 6, с. 307

ГА́МА-ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ (γ-выпрамяненне),

караткахвалевае эл.-магн. выпрамяненне з даўжынёй хвалі, меншай за 2∙10​⁻¹⁰ м. Узнікае пры распадзе радыеактыўных ядраў (гл. Радыеактыўнасць), тармажэнні хуткіх зараджаных часціц у рэчыве (гл. Тармазное выпрамяненне), сінхратронным выпрамяненні, а таксама пры анігіляцыі электронна-пазітронных пар і ў інш. ядз. рэакцыях. З прычыны кароткай даўжыні хвалі ў гама-выпрамяненні выразныя карпускулярныя ўласцівасці (гл. Комптана эфект, Фотаэфект), хвалевыя (дыфракцыя, інтэрферэнцыя) выражаны слаба.

Асн. характарыстыка гама-выпрамянення — энергія асобнага γ-кванта E_γ = hν, дзе h — Планка пастаянная, ν — частата выпрамянення. Пры пераходзе ядра атама з узбуджанага стану з энергіяй E_i у больш нізкі энергет. стан E_k выпрамяняецца γ-квант з энергіяй E_γ = E_i = E_k E_γ = E_i — E_k. У выніку гэтага гама-выпрамянення ядраў мае лінейчасты спектр. Натуральныя радыеактыўныя крыніцы даюць гама-выпрамяненню з энергіяй да некалькіх мегаэлектронвольтаў (МэВ), у ядз. рэакцыях атрымліваюцца γ-кванты з энергіяй да дзесяткаў МэВ, а пры тармазным выпрамяненні — да соцень МэВ і больш. Гама-выпрамяненне — адно з найбольш пранікальных выпрамяненняў (пранікальнасць залежыць ад энергіі γ-квантаў і шчыльнасці рэчыва).

Гама-выпрамяненне выкарыстоўваецца для выяўлення дэфектаў у вырабах і дэталях (гл. Дэфектаскапія), экспрэснага колькаснага вызначэння волава ў рудах, стэрылізацыі харч. прадуктаў, гаматэрапіі злаякасных пухлін і інш.

А.​І.​Болсун.

т. 5, с. 8

ГІДРАДЫНАМІ́ЧНАЯ ПЕРАДА́ЧА,

гідраўлічная перадача, якая складаецца з лопасцевых колаў з агульнай поласцю, дзе круцільны момант перадаецца за кошт змены моманту колькасці руху рабочай вадкасці. Служыць для перадачы і бесступеньчатай змены круцільнага моманту ад рухавіка (вядучага вала) да прыводнай машыны (вядзёнага кола).

Лопасцевыя колы гідрадынамічнай перадачы (помпавае, злучанае з рухавіком, і турбіннае, злучанае з прыводнай машынай) размешчаны сувосева і збліжаны так, што ўтвараюць торападобную поласць, запоўненую рабочай вадкасцю. Помпавае кола прыводзіць у рух вадкасць, энергія якой перадаецца турбіннаму колу. Гідрадынамічная перадача з двума гэтымі коламі наз. гідрамуфтай. У яе аднолькавыя круцільныя моманты на вядучым і вядзёным валах. Выкарыстоўваецца ў прыводах буравых установак, сілкавальных помпаў і дымасосаў ЦЭС і інш. для аховы рухавікоў ад перагрузак. Гідрадынамічная перадача з трыма і болей коламі (помпавым, накіравальнага апарата — рэактара і турбінным) наз. гідратрансфарматарам. У ім вадкасць дадаткова праходзіць праз рэактар, які мяняе напрамак патоку і дазваляе бесступеньчата рэгуляваць круцільны момант і частату вярчэння вядзёнага (турбіннага) вала. Гідратрансфарматары выкарыстоўваюць у сілавых перадачах аўтамабіляў, цеплавозаў і інш.

т. 5, с. 224

ЗВЫШЦЯКУ́ЧАСЦЬ,

сукупнасць фіз. з’яў, звязаных з працяканнем без трэння вадкага гелію праз капіляры і вузкія шчыліны пры тэмпературах, блізкіх да абсалютнага нуля. Адкрыта эксперыментальна П.Л.Капіцам (1938), тэорыя створана Л.Д.Ландау (1941).

Пры т-ры 2,17 К (λ-пункт) у вадкім геліі (ізатоп ​¹Не) адбываецца фазавы пераход 2-га роду: з нармальнага стану (гелій I) ён пераходзіць у звышцякучы стан (гелій II). З. суправаджаецца вельмі вял. цеплаправоднасцю і наяўнасцю рознасці тэмператур у двух сасудах са звышцякучым геліем, злучаных капілярам, што вядзе да значнай рознасці ціску ў іх (тэрмамех. эфект). У звышцякучым геліі разам са звычайным гукам (ваганні ціску) існуе другі гук (ваганні т-ры). Тэорыя З. заснавана на квантавых уяўленнях аб квазічасціцах — фанонах. У вадкім геліі змена энергіі суправаджаецца вылучэннем або паглынаннем фанона, які мае такую ж залежнасць паміж частатой і энергіяй, як і квант святла, але распаўсюджваецца са скорасцю гуку. Калі гелій II працякае праз капіляр са скорасцю, меншай за скорасць гуку, яго кінетычная энергія не пераходзіць у цеплавую, бо фаноны не могуць узнікнуць (трэнне адсутнічае). Калі скорасць руху перавышае скорасць гуку, узнікае трэнне і З. знікае.

Літ.:

Капица П.Л. Вязкость жидкого гелия при температурах ниже точки λ // Докл. АН СССР. 1938. Т. 18, № 1;

Ландау Л.Д. Собр. тр. Т. 1. М., 1969;

Халатников И.М. Теория сверхтекучести. М., 1971.

Л.​І.​Камароў.

т. 7, с. 42

КАРНО́ ЦЫКЛ,

абарачальны кругавы працэс, у якім цеплавая энергія ператвараецца ў работу (або наадварот); ідэальны рабочы цыкл цеплавога рухавіка. Складаецца з паслядоўна чаргавальных двух ізатэрмічных і двух адыябатных працэсаў. Уведзены Н.Карно (1824) у сувязі з вызначэннем ккдз цеплавых машын.

Ператварэнне цеплавой энергіі ў работу суправаджаецца пераносам рабочым рэчывам рухавіка (пара, газ і да т.п.) пэўнай колькасці цеплыні ад больш нагрэтага цела (награвальніка) з т-рай T₁, да менш нагрэтага (халадзільніка) з т-рай T₂. Ккдз цыкла η не залежыць ад прыроды рабочага рэчыва і канструкцыі рухавіка і вызначаецца толькі т-рамі T₁ і T₂: η = (T₁—T₂)/T₁ (тэарэма Карно). Ккдз кожнай цеплавой машыны не можа быць большым за ккдз К.ц. (пры тых жа T₁ і T₂). К.ц. абарачальны, і яго можна праводзіць у адваротнай паслядоўнасці (ідэальная халадзільная машына). К.ц. адыграў важную ролю ў развіцці тэрмадынамікі і цеплатэхнікі. Пры яго дапамозе даказана эквівалентнасць розных фармулёвак другога закону тэрмадынамікі, вызначана абс. тэрмадынамічная шкала т-р, выведзены многія тэрмадынамічныя суадносіны (напр., Клапейрона—Клаўзіуса ўраўненне).

А.​І.​Болсун.

т. 8, с. 83

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 ${\displaystyle \text{(}\sum _{\mathrm{k}=1}^{\mathrm{n}}\overrightarrow{\mathrm{F}}\bullet \mathrm{\delta }{\mathrm{r}}_{\mathrm{k}}=0\text{)}}$ . 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

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

КАСМІ́ЧНЫЯ ПРАМЯНІ́,

патокі атамных ядраў і элементарных часціц у космасе і атмасферы. К.п. ў космасе наз. першаснымі (ПКП); прамяні, якія ўзнікаюць ад узаемадзеяння ПКП з рэчывам атмасферы ці міжзорнага газу, наз. другаснымі (ДКП).

У склад ПКП уваходзяць пратоны (92%), α-часціцы (7%), інш. ядры і электроны (1%). Большасць ПКП з энергіямі ад 1 да 10​⁸ ГэВ прыходзяць на Зямлю з Галактыкі і толькі невял. іх колькасць звязана з актыўнасцю Сонца. ПКП з энергіяй большай за 10​⁸ ГэВ, але меншай за 5∙10​¹⁰ ГэВ, магчыма, прыходзяць з Метагалактыкі. Найб. верагодныя крыніцы галактычных ПКП — успышкі звышновых зорак і пульсары, якія пры гэтым утвараюцца. Поўная энергія, што пераносіцца ПКП на Зямлю, невял. і параўнальная з энергіяй бачнага святла зорак. Узаемадзеянне ПКП (большасць іх часціц зараджана дадатна) з магн. полем Зямлі выклікае шэраг т.зв. геамагнітных з’яў, напр., залежнасць інтэнсіўнасці К.п. з энергіяй ~1 ГэВ ад геамагнітнай шыраты і даўгаты. У склад ДКП уваходзяць усе вядомыя элементарныя часціцы. На ўзроўні мора ДКП падзяляюць на жорсткія (μ-мезоны) і мяккія (электроны, пазітроны і фатоны) кампаненты. Мяккія кампаненты ДКП разам з ядз. каскадам утвараюць шырокія атмасферныя ліўні (магутныя патокі другасных часціц), папярочнік якіх дасягае соцень метраў. К.П выкарыстоўваюцца для вывучэння працэсаў узаемадзеяння элементарных часціц і іх структуры, а таксама для выяўлення і вывучэння астрафіз. працэсаў, што адбываюцца ў нетрах Сусвету.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 8, с. 150