Verbum

ПАЎПРАВАДНІКІ́,

рэчывы, у якіх канцэнтрацыя рухомых носьбітаў зараду значна меншая за канцэнтрацыю атамаў матрыцы. Адрозніваюцца паводле ўпарадкаванасці размяшчэння атамаў, хім. саставу, уласцівасцей. Атамы П. лёгка іанізуюцца, у выніку чаго ўзнікаюць дэлакалізаваныя электрон і дзірка (электронная вакансія ў хім. сувязі атамаў матрыцы). У ідэальных П. канцэнтрацыі электронаў і дзірак роўныя. У рэальных П., якія маюць атамы дамешкаў і дэфекты структуры, гэта роўнасць можа парушацца і тады электраправоднасць П. у асноўным забяспечваецца адным тыпам носьбітаў зараду (электронамі ці дзіркамі).

П., у якім канцэнтрацыя электронаў праводнасці намнога большая за канцэнтрацыю дзірак, наз. П. n-тыпу, у якім больш дзірак — р-тыпу. Паводзіны носьбітаў зараду ў крышт. П. апісваюцца зоннай тэорыяй. Запоўненыя электронныя станы (узроўні энергіі) валентнай зоны аддзелены ад вакантных станаў зоны праводнасці забароненай зонай (энергетычнай шчылінай). Дамешкавыя атамы і дэфекты крышт. структуры прыводзяць да з’яўлення энергетычных станаў у забароненай зоне (радзей у зоне дазволеных энергій), але паняцце забароненай зоны захоўвае сэнс. Дамешкавыя атамы ў П. могуць набываць зарад (донары — дадатны, акцэптары — адмоўны), які кампенсуецца з’яўленнем электрона ў зоне праводнасці ці дзіркі ў валентнай зоне. Эл. актыўнасць дамешкавага атама абумоўлена тым, што ён мае інш. валентнасць, чым замешчаны ім атам крышт. матрыцы (рашоткі). Калі дамешкавы атам замяшчае ў крышт. рашотцы атам з той жа групы перыяд. сістэмы элементаў (ізавалентнае замяшчэнне), то, часцей за ўсё, ён электрычна неактыўны і не ўтварае лакалізаваны стан. Ізавалентныя дамешкі могуць уваходзіць у крышт. рашотку ў вял. канцэнтрацыях і ўтвараць цвёрдыя растворы. У іх размяшчэнне вузлоў рашоткі мае далёкі парадак, але атамы замяшчэння размяшчаюцца ў гэтых вузлах хаатычна. Бясшчылінныя П. маюць нулявую шырыню забароненай энергет. зоны. Ад тыповых П. (германій, крэмній) іх адрознівае адсутнасць парогавай энергіі, неабходнай для паяўлення электрон-дзірачнай пары, ад металаў — значна меншая канцэнтрацыя электронаў праводнасці.

На Беларусі даследаванні па фізіцы П. вядуцца з пач. 1960-х г. у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, Ін-це фізікі, Ін-це электронікі Нац. АН, БДУ і інш.

Літ.:

Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. 2 изд. М., 1990;

Вавилов В.С. Алмаз в твердотельной электронике // Успехи физ. наук. 1997. Т. 167, №1;

Yu P.Y., Cardona M. Fundamentals of semiconductors. 2 ed. Berlin, 1999;

Seeger K. Semiconductor Physics. 7 ed. Berlin, 1999.

М.​А.​Паклонскі.

т. 12, с. 230

ПРЫЛІ́ВЫ І АДЛІ́ВЫ,

перыядычныя ваганні ўзроўню акіяна (мора), абумоўленыя сіламі прыцяжэння Месяца і Сонца ў спалучэнні з цэнтрабежнымі сіламі. Пад дзеяннем сіл, што ўзнікаюць пры абарачэнні Месяца вакол Зямлі і Зямлі вакол Сонца адбываецца дэфармацыя цвёрдага цела Зямлі і ваганні атм. ціску. Зямля пад дзеяннем прыліваўтваральных сіл Месяца і Сонца набывае форму эліпсоіда вярчэння. Водная абалонка Зямлі расцягваецца ўздоўж лініі, накіраванай да Месяца. Прыліваўтваральная сіла Сонца амаль у 2,2 раза меншая, чым Месяца, таму П. і а. ў большай ступені залежаць ад Месяца. Пры сутачным абарачэнні Зямлі П. і а. паслядоўна абыходзяць зямны шар; за месячныя суткі (24 гадз 50 мін) назіраюцца 2 прылівы і 2 адлівы. Іх велічыня і характар залежаць ад узаемнага размяшчэння Зямлі, Месяца і Сонца, ад геагр. шыраты, глыб. мора, формы берагавой лініі і інш. умоў. Прыліў найб., калі Зямля, Месяц і Сонца размяшчаюцца на адной прамой (сізігія), найменшы, калі Месяц, Зямля і Сонца ўтвараюць вугал 90° (квадратура). Найвышэйшы ўзровень у час П. і а. наз. поўнай вадой, ніжэйшы — малой вадой. У залежнасці ад перыяду адрозніваюць П. і а. паўсутачныя, сутачныя і мяшаныя (няправільныя). Пры паўсутачных П. і а. назіраюцца 2 поўныя вады і 2 малыя, пры сутачных — 1 поўная і 1 малая вада. Пры мяшаных П. і а. найб. пашыраны няправільныя паўсутачныя і няправільныя сутачныя прылівы. Велічыня П. і а. ў адкрытым акіяне да 1 м, у залівах і бухтах, берагі якіх паступова звужаюцца, пад’ём вады дасягае 18 м (зал. Фанды ў Атлантычным ак. каля берагоў Канады). Звычайна выш. прыліваў каля берагоў акіянаў 2—4 м, ва ўнутр. морах (Чорнае, Балтыйскае) некалькі сантыметраў. Энергія прыліваў можа выкарыстоўвацца на прыліўных электрастанцыях. У выніку зямных прыліваў адбываюцца верт. плаўныя зрушэнні паверхні да 50 см, змены сілы цяжару да 0,25-10​⁻⁵ м/с​² на экватары і інш. з’явы, вывучэнне якіх дазваляе даследаваць унутр. будову Зямлі і асаблівасці будовы зямной кары. Атм. прылівы выклікаюць паўсутачныя змены атм. ціску і адыгрываюць вял. ролю ў дынаміцы верхняй атмасферы.

т. 13, с. 69

ГЕЛІЯТЭ́ХНІКА (ад гелія... + тэхніка),

галіна тэхнікі, якая займаецца распрацоўкай тэарэт. асноў, практычных метадаў і тэхн. сродкаў пераўтварэння энергіі сонечнай радыяцыі ў інш. віды энергіі. Выкарыстоўвае розныя спосабы пераўтварэння сонечнай энергіі: цеплавы (ажыццяўляецца ў сонечных печах, сонечных воданагравальніках, апрасняльніках, сушылках, цяпліцах і інш.), фотаэлектрычны (у сонечных батарэях), тэрмаэлектрычны (у сонечных тэрмаэлектрычных генератарах), тэрмаэмісійны (у тэрмаэмісійных пераўтваральніках энергіі). Паводле рабочых т-р геліятэхніка падзяляецца на высока- (да 3000—3500 °C) і нізкатэмпературную (100—200 °C).

Паток сонечнай радыяцыі «дармавы» і невычэрпны, яго шчыльнасць на ўзроўні мора прыкладна 1 кВт/м² (у геліятэхн. разліках 0,815 кВт/м²). Спробы выкарыстання гэтага выпрамянення рабіліся яшчэ ў старажытнасці, аднак практычнага значэння не мелі. У 1770 Х.Б. дэ Сасюр (Швейцарыя) пабудаваў геліяўстаноўку тыпу «гарачая скрыня». Як асобная галіна тэхнікі геліятэхніка развіваецца з 2-й пал. 19 ст., калі былі створаны доследныя ўзоры паветраных і паравых сонечных рухавікоў (Францыя, Швецыя, ЗША). У Расіі ў 1890 В.​К.​Цэраскі правёў эксперыменты па плаўцы розных металаў у фокусе парабалічнага люстэрка. У 1912 каля Каіра (Егіпет) пабудавана сонечная энергетычная ўстаноўка магутнасцю каля 45 кВт. У 1930-я г. распрацаваны метады разліку геліяўстановак для атрымання эл. энергіі, апраснення вады, сушкі і інш. Даследаванні па прамым пераўтварэнні прамянёвай энергіі ў электрычную пашырыліся ў сувязі з асваеннем касм. прасторы. Значнае развіццё геліятэхніка атрымала ў Францыі, ЗША, Японіі, ПАР, Аўстраліі, Германіі, з краін СНД — у Расіі, Арменіі, Туркменіі, Узбекістане. Выкарыстанне сродкаў геліятэхнікі найб. эфектыўнае ў шыротах са значнай сонечнай радыяцыяй для энергазабеспячэння малаэнергаёмістых разгрупаваных спажыўцоў. У сувязі са збядненнем традыц. крыніц энергіі яны перспектыўныя і ў рэгіёнах з умераным кліматам, напр., геліятэхніка развіваецца ў Канадзе, Даніі, Швецыі. Павышэнне эфектыўнасці геліясістэм і пераадоленне прынцыповых недахопаў (невысокая шчыльнасць і няўстойлівасць сонечнай энергіі) забяспечваюцца значнымі памерамі паверхні, якая ўлоўлівае сонечную радыяцыю, яе канцэнтрацыяй на паверхні геліяпераўтваральніка, акумуляваннем цеплавымі, эл., хім. і інш. акумулятарамі. У адпаведнасці з гэтымі патрабаваннямі ствараецца шырокі спектр геліяўстановак рознага прызначэння.

На Беларусі даследаванні і распрацоўкі сродкаў і элементнай базы геліятэхнікі вядуцца з 1980-х г. у Акад. навук. комплексе «Ін-т цепла- і масаабмену імя А.​В.​Лыкава» (АНК ІЦМА), Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН Беларусі, Цэнтр. НДІ механізацыі і электрыфікацыі сельскай гаспадаркі і інш. У АНК ІЦМА створаны доследныя ўзоры калектараў сонечнай энергіі на цеплавых трубах (разам з Армянскім аддз. Усесаюзнага НДІ крыніц току), распрацаваны праект «Сядзіба 21 стагоддзя», у энергабалансе якога значная роля сонечнай энергіі, розныя тыпы геліяцеплапераўтваральных сістэм — геліяводападагравальнікі магутнасцю 0,4—100 кВт, сонечныя радыятары (абагравальнік, сонечныя кухня, цяпліца, сушылка і інш.). Асвоены выпуск геліямодуляў, аснашчаных бакам-акумулятарам (захоўвае цяпло на працягу тыдня).

Літ.:

Драгун В.Л., Конев С.В. В мире тепла. Мн., 1991;

Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: Пер. с. англ. М., 1981.

У.​Л.​Драгун, С.​У.​Конеў.

т. 5, с. 141

МАГНЕТЫ́ЗМ (ад грэч. magnētis магніт),

сукупнасць з’яў, звязаных з асаблівай формай узаемадзеяння паміж эл. токамі, токамі і магнітамі (целамі з магнітным момантам) і паміж магнітамі; раздзел фізікі, які вывучае гэтае ўзаемадзеянне і ўласцівасці рэчываў (магнетыкаў), у якіх яно праяўляецца.

Магн. ўзаемадзеянне цел перадаецца праз магнітнае поле, якое з’яўляецца адной з форм існавання электрамагнітнага поля. Нягледзячы на непарыўную сувязь паміж эл. і магн. з’явамі, магн. з’явы прынцыпова адрозніваюцца ад электрычных з-за адсутнасці ў прыродзе адасобленых магн. полюсаў (магн. зарадаў; гл. Манаполь магнітны). Крыніца эл. поля — эл. зарад, магн. поля — рухомы эл. зарад (электрычны ток), пераменнае (віхравое) эл. поле або элементарныя часціцы з адметным ад нуля ўласным магн. момантам. М. атамаў, малекул і макраскапічных цел вызначаецца ў канчатковым выніку М. элементарных часціц (у асн. магн. момантам электронаў). У залежнасці ад характару ўзаемадзеяння часціц-носьбітаў магн. моманту адрозніваюць М. рэчываў з атамным магн. парадкам (ферамагнетызм, ферымагнетызм, антыферамагнетызм) і М. слабаўзаемадзейных часціц (парамагнетызм, дыямагнетызм). Магн. ўласцівасці рэчываў, макраскапічныя праяўленні іх М. тлумачацца на аснове законаў квантавай механікі, разглядаюцца ў рамках тэорыі эл.-магн. поля, тэрмадынамікі і статыстычнай фізікі. М. праяўляецца ва ўсіх фізіка-хім. працэсах, што адбываюцца ў рэчыве. Магн. палі ёсць у зорак, Сонца, некат. планет Сонечнай сістэмы, у касм. прасторы. Яны ўплываюць на рух зараджаных часціц, вызначаюць многія астрафіз. і геамагн. з’явы (сонечныя ўспышкі, зямныя магн. буры і г.д.). Магн. ўласцівасці рэчываў шырока выкарыстоўваюцца ў электра- і радыётэхніцы, вылічальнай тэхніцы і тэлемеханіцы, аўтаматыцы, прыладабудаванні, марской і касм. навігацыі і інш.

З’ява М. вядома са старажытнасці. З 12 ст. ў Еўропе пачаў шырока выкарыстоўвацца магн. компас. Вучэнне пра М. развівалі У.Гільберт, Р.Дэкарт, Ф.Эпінуе, Ш.Кулон. У 1820 Х.К.Эрстэд адкрыў магн. поле эл. току, А.М.Ампер устанавіў законы магн. ўзаемадзеяння токаў. У 1830-я г. К.Гаўс і В.Вебер развілі матэм. тэорыю геамагнетызму (гл. Зямны магнетызм). Грунтоўную трактоўку з’яў М. на аснове ўяўленняў аб рэальнасці эл.-магн. поля даў М.Фарадэй, які ў 1831 адкрыў электрамагнітную індукцыю. У 1872 Дж.Максвел стварыў агульную тэорыю эл.-магн. з’яў (гл. Максвела ўраўненні). Уласцівасці фера- і парамагнетыкаў вывучалі А.Р.Сталетаў (1872) і П.Кюры (1895). У 1905 П.Ланжэвэн пабудаваў тэорыю дыямагнетызму, у 1925 С.​Гаўдсміт і Дж.​Уленбек адкрылі спін і М. электрона. У 1930-я г. пабудавана квантавамех. тэорыя магн. уласцівасцей свабодных электронаў (В.Паўлі, Л.Д.Ландау). Развіццё фізікі магн. з’яў прывяло да сінтэзавання новых магнітных матэрыялаў (ферытаў для ВЧ- і ЗВЧ-прыстасаванняў, высокакаэрцытыўных злучэнняў, празрыстых ферамагнетыкаў і інш.).

На Беларусі даследаванні па фізіцы магн. з’яў праводзяцца ў Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН Беларусі, БДУ, Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі і інш.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Маттис Д. Теория магнетизма: Введение в изучение кооперативных явлений: Пер. с англ. М., 1967;

Браун У.Ф. Микромагнетизм: Пер. с англ. М., 1979.

А.​І.​Болсун, У.​М.​Сацута.

т. 9, с. 476

КВА́НТАВАЯ ТЭО́РЫЯ ПО́ЛЯ,

рэлятывісцкая квантавая тэорыя элементарных часціц і іх узаемадзеянняў; адзін з асн. раздзелаў тэарэт. фізікі, у якім вывучаюцца агульныя законы будовы матэрыі на мікраўзроўні. У К.т.п. кожнаму тыпу элементарных часціц як першасных крыніц і пераносчыкаў фундаментальных узаемадзеянняў ставіцца ў адпаведнасць сваё другасна-квантаванае поле (гл. Другаснае квантаванне), якое апісваецца аператарнай хвалевай функцыяй Ψ (гл. Аператары, Хвалевая функцыя). Кампаненты Ψ пры замене каардынат прасторы—часу згодна з патрабаваннямі спец. адноснасці тэорыі пераўтвараюцца паводле прадстаўленняў групы Лорэнца (гл. Лорэнца пераўтварэнні). Функцыі свабодных палёў Ψ₀ раскладаюцца на плоскія хвалі дэ Бройля, якія апісваюць станы з вызначанай энергіяй і імпульсам: ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_0=\sum _{\mathrm{n}}^{\mathrm{}}\text{(}{C}_n{e}^{ikx}+e^{-ikx}\text{)}}$ , дзе K = p/h, p — 4-мерны вектар энергіі-імпульсу часціцы, h — Планка пастаянная, x — вектар каардынат-часу, C_n і $C_n^{\mathrm{+}}$ — аператары паглынання і выпрамянення часціц у нейкім n-м стане. Аператары задавальняюць перастановачным суадносінам камутацыі (антыкамутацыі) і адпавядаюць часціцам цэлага (паўцэлага) спіна — базонам (ферміёнам), якія падпарадкоўваюцца Бозе—Эйнштэйна (Фермі—Дзірака) статыстыцы. У К.т.п. кожнай часціцы адпавядае антычасціца, а квантаванае поле з’яўляецца сістэмай часціц і антычасціц. Тут няма закону захавання ліку часціц: пры ўзаемадзеянні яны могуць узаемна пераўтварацца адны ў другія (адны часціцы паглынаюцца, другія нараджаюцца). Стан квантаванага поля, у якім колькасць рэальных часціц роўная нулю, наз. вакуумам (гл. Вакуум у квантавай тэорыі поля).

Першай К.т.п. стала квантавая электрадынаміка. Яе ідэі і метады былі распаўсюджаны на ўсе элементарныя часціцы і выкарыстаны пры пабудове квантавапалявых тэорый слабага (Э.​Фермі, 1934) і моцнага (І.​Я.​Там, Дз.​Дз.​Іваненка, Х.​Юкава, 1932—35) узаемадзеянняў, якія, аднак, не вытрымалі выпрабавання часам. Таму значнае развіццё атрымалі аксіяматычны і іншыя падыходы ў К.т.п. Аднак толькі на падставе універсальнага дынамічнага прынцыпу калібровачнай інварыянтнасці пабудаваны сучасныя калібровачныя квантавапалявыя тэорыі электраслабага ўзаемадзеяння (С.​Вайнберг, Ш.​Глэшаў, А.​Салам, 1967—71) і моцнага ўзаемадзеяння — квантавая хромадынаміка (М.​Гел-Ман, Вайнберг, Салам і інш., 1973), якія забяспечылі дастаткова добрую згоду тэорыі эксперыментам. Першаснымі крыніцамі гэтых узаемадзеянняў сталі лептоны і кваркі, а іх пераносчыкамі — кванты адпаведных калібровачных палёў: фатон, 3 слабыя вектарныя базоны і 8 глюонаў. Далейшае развіццё К.т.п. звязваецца з канцэпцыяй адзінай тэорыі поля, суперсіметрыі, рашотак, струн, мембран і інш. Метады К.т.п. шырока выкарыстоўваюцца ў ядз. фізіцы, тэорыі цвёрдага цела, оптыцы і спектраскапіі, квантавай электроніцы і інш.

На Беларусі пытанні К.т.п. распрацоўваюцца з 1944 у БДУ, пазней у Ін-це фізікі Нац. АН Беларусі (да пач. 1990-х г. пад кіраўніцтвам Ф.​І.​Фёдарава). Пабудавана агульная каварыянтная тэорыя рэлятывісцкіх хвалевых ураўненняў 1-га парадку, распрацаваны метад праекцыйных аператараў, з дапамогай уведзенай вектарнай параметрызацыі групы Лорэнца вырашаны многія пытанні рэлятывісцкай кінематыкі (Фёдараў, А.​А.​Богуш, Ю.​А.​Курачкін і інш.).

Літ.:

Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Введение в теорию квантованных полей. М., 1957;

Федоров Ф.И. Проективные операторы в теории элементарных частиц // Журн. эксперимент. и теорет. физики. 1958. Т. 35, вып. 2;

Яго ж. Группа Лоренца. М., 1979;

Швебер С. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля: Пер. с англ. М., 1963;

Ченг Т.-П., Л и Л.-Ф. Калибровочные теории в физике элементарных частиц: Пер. с англ. М., 1987.

А.​А.​Богуш, Ф.​І.​Фёдараў.

т. 8, с. 208

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

НЕАРГАНІ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

навука пра хім. элементы і ўтвораныя імі простыя і складаныя рэчывы, акрамя арганічных злучэнняў. Асн. задачы Н.х. — даследаванне будовы, саставу і ўласцівасцей простых рэчываў і хім. злучэнняў, навук. абгрунтаванне і распрацоўка спосабаў атрымання матэрыялаў, неабходных сучаснай тэхніцы. Асн. метады даследаванняў грунтуюцца на аналізе (сукупнасць аперацый, скіраваных на вызначэнне якаснага і колькаснага саставу рэчыва) і сінтэзе (атрыманне складаных хім. злучэнняў з больш простых ці з хім. элементаў). У Н.х. выкарыстоўваюцца тэарэт. ўяўленні і метады фізікі, крышталяграфіі, крышталяхіміі, а таксама метады аналіт., фіз. і калоіднай хіміі. Па аб’ектах, якія вывучаюцца, падзяляюць: на хімію асобных элементаў, хімію груп элементаў перыяд. сістэмы (хімія шчолачных металаў, галагенаў, шчолачназямельных элементаў, халькагенаў і інш.), хімію пэўных злучэнняў некаторых элементаў (хімія сілікатаў, пераксідных злучэнняў і інш.), хімію блізкіх па ўласцівасцях і галінах выкарыстання рэчываў (хімія тугаплаўкіх рэчываў, інтэрметалідаў, паўправаднікоў, высакародных металаў, неарган. палімераў і інш.), а таксама хімію элементаў, аб’яднаных у групы па адзнаках, якія склаліся гістарычна (напр., хімія рэдкіх элементаў). Самаст. раздзел Н.х. — каардынацыйная хімія, ці хімія каардынацыйных злучэнняў (ш. Комплексныя злучэнні). Звычайна «адасабляюць таксама хімію пераходных элементаў.

Гісторыя Н.х. пачынаецца з глыбокай старажытнасці; першыя звесткі пра золата, серабро, медзь, волава і інш. металы адносяцца да 3 ст. да н.э. У сярэднія вякі, калі панавала алхімія, былі адкрыты мыш’як, сурма, фосфар, цынк, вісмут, атрыманы к-ты (серная, саляная, азотная), некаторыя солі і інш. неарган. злучэнні. Як самаст. навука пачала развівацца ў 18—19 ст., калі былі ўстаноўлены асн. законы хім. атамістыкі: законы захавання масы пры хім. рэакцыях (М.​В.​Ламаносаў, 1756; А.​Лавуазье, 1770), пастаянства саставу (Ж.​Пруст, 1801—07), кратных адносін закон (Дж.​Дальтан, 1803). У пач. 19 ст. Ё.​Я.​Берцаліус апублікаваў табліцу атамных мас 45 вядомых элементаў; А.​Авагадра і Ж.​Л.​Гей-Люсак адкрылі газавыя законы; П.​Л.​Дзюлонг і А.​Пці вынайшлі правіла, што звязвае цеплаёмістасць з колькасцю атамаў у злучэнні; Г.​І.​Гес адкрыў закон пастаянства колькасці цеплаты (гл. Геса закон) узнікла атамна-малекулярная тэорыя. У 1807 Г.​Дэві ажыццявіў электроліз гідраксідаў натрыю і калію і ўвёў у практыку новы метад атрымання простых рэчываў. У 1834 М.​Фарадэй апублікаваў асн. законы электрахіміі. Наступны этап у развіцці Н.х. звязаны з адкрыццём перыяд. закону і перыядычнай сістэмы элементаў Мендзялеева (1869), а таксама з дасягненнямі фізікі, якія дазволілі даць перыяд. закону фіз. абгрунтаванне, заснаванае на тэорыі будовы атама. У пач. 20 ст. прапанаваны першыя электронныя тэорыі валентнасці (В.​Косель, 1915; Г.​Льюіс, 1916), распрацаваны асновы каардынацыйнай хіміі (Л.​А.​Чугаеў, І.​І.​Чарняеў). Даследаванне прыроднай радыеактыўнасці прывяло да адкрыцця прыродных радыеактыўных элементаў і ўзнікнення радыяхіміі. Адкрыццё ў 1934 штучнай радыеактыўнасці дазволіла атрымаць новыя хім. элементы і ізатопы, запоўніць прабелы ў перыяд. сістэме элементаў і дабудаваць яе трансуранавымі элементамі. Развіццё ядз. энергетыкі, рэактыўнай тэхнікі, электронікі спрыяла стварэнню новых сінт. матэрыялаў і тэхналогій з выкарыстаннем дасягненняў у галіне тэхнікі высокіх тэмператур і ціску, глыбокага вакууму, распрацоўкі метадаў атрымання матэрыялаў высокай чысціні. Важная задача сучаснай Н.х. — даследаванне хім. уласцівасцей і спосабаў атрымання рэдкіх металаў (ніобій, тытан, малібдэн, тантал) і сплаваў на іх аснове, вывучэнне неарганічных палімераў і сіталаў. Н.х. з’яўляецца таксама навук. базай хім. вытв-сці неарган. рэчываў (солей, Кіслот, шчолачаў і інш.), неабходных для развіцця цяжкай індустрыі і сельскай гаспадаркі.

На Беларусі даследаванні па Н.х. вядуцца ў Ін-це агульнай і неарган. хіміі Нац. АН (сінтэз эмаляў, адсарбентаў, каталізатараў, керамічных матэрыялаў і мінер. угнаенняў), Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН і БДУ (сінтэз звышцвёрдых і паўправадніковых матэрыялаў, сегнетаэлектрыкаў і ферытаў), Бел. тэхнал. ун-це (фосфарныя ўгнаенні, пераўскіты, ферыты), НДІ будматэрыялаў (пенашкло, пенабетон, вапна і інш.), Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі (паўправадніковыя злучэнні).

Літ.:

Джуа М. История химии: Пер. с итал. М., 1975;

Штрубе В. Пути развития химии: Пер. с нем. Т. 1—2. М., 1984.

У.​С.​Камароў.

т. 11, с. 258

МЕХА́НІКА [ад грэч. mēchanikē (technē) пабудовы машын (майстэрства)],

навука пра механічны рух матэрыяльных цел і ўзаемадзеянні, што пры гэтым адбываюцца паміж імі. Разглядае рухі матэрыяльных пунктаў, іх дыскрэтных сістэм і суцэльных асяроддзяў. Класічная М. (ці проста М.), у аснове якой ляжаць Ньютана законы механікі, падзяляецца на статыку (вывучае раўнавагу цел), кінематыку (геам. ўласцівасці руху без уліку мас і сіл) і дынаміку (рух з улікам дзеяння сіл). Складаныя мех. сістэмы (машыны, механізмы, сістэмы з вял. колькасцю часціц), рух якіх абмежаваны мех. сувязямі, вывучаюцца аналітычнай механікай. У класічнай М. разглядаюцца рухі макраскапічных цел са скарасцямі, значна меншымі за скорасць святла (рухі з калясветлавымі скарасцямі вывучае рэлятывісцкая механіка, а рух мікрачасціц з улікам іх хвалевых уласцівасцей — квантавая механіка). Законы М. выкарыстоўваюцца для разліку машын і механізмаў (тэарэтычная механіка, механізмаў і машын тэорыя, дэталі машын і інш.), збудаванняў (будаўнічая механіка, механіка грунтоў), трансп. сродкаў (гідрааэрамеханіка, балістыка), руху нябесных цел (нябесная механіка), для вывучэння мех. працэсаў у зямной кары (геамеханіка), у жывых арганізмах (біямеханіка). На аснове нелінейнай аналіт. М. развіваецца сінергетыка, якая даследуе ўмовы самаарганізацыі сістэм у дыяпазоне ад дэтэрмінаванага хаосу да рэгулярных станаў.

У залежнасці ад стану рэчыва, якое даследуецца, вылучаюць М.: цвёрдага цела; механіку суцэльных асяроддзяў (вадкасці і газу); плазмы; механіку сыпкіх асяроддзяў, механіку цел пераменнай масы. У апошні час з’явіліся новыя раздзелы М.: фізіка-хім М. (улічвае працяканне фіз. і хім. працэсаў пры мех. рухах і ўзаемадзеяннях). біяробатамеханіка і інш. У М. выкарыстоўваюць 2 спосабы апісання з’яў: фенаменалагічны, заснаваны на фенаменалагічнай тэрмадынаміцы, і статыстычны (структурны), заснаваны на стат. тэрмадынаміцы. Навук. аснову М. складаюць варыяцыйныя прынцыпы механікі, з дапамогай якіх апісваюцца мех. станы і сувязі механічныя сістэмы.

Звесткі з М. (напр., пра раўнавагу цел) вядомы з глыбокай старажытнасці (некалькі тыс. гадоў да н.э.). Антычныя веды М. абагульніў Арыстоцель, які ўвёў тэрмін «М.» (4 ст. да н.э.). Архімед дакладна сфармуляваў закон раўнавагі (на ім заснавана будова машын і законы раўнавагі плаваючых цел). Г.​Галілей даследаваў асн. заканамернасці руху цел, на базе якіх І.​Ньютан сфармуляваў вядомыя законы М. і надаў М. строгую форму. Далейшае развіццё М. звязана з імёнамі Л.​Эйлера, Д.​Бернулі, Ж.​Д’Аламбера (асн. працы па М. вадкасці і газу), Ж.​Лагранжа (варыяцыйнае вылічэнне, аналіт. М.). 3 прац А.​Эйнштэйна пачаўся этап развіцця рэлятывісцкай, Л.​Больцмана і Дж.​Гібса — статыстычнай, М.​Планка і Н.​Бора — квантавай М. Аэрамеханіка значнае развіццё атрымала ў працах М.​Я.​Жукоўскага, О.​Ліліенталя, К.​Э.​Цыялкоўскага, С.​А.​Чаплыгіна і інш.; газавая дынаміка — у працах Л.​Прандтля, Дж.​І.​Тэйлара, Чаплыгіна, Л.​І.​Сядова, С.А Хрысціяновіча, М.​У.​Келдыша і інш. Значны ўклад у развіццё розных галін М. ў 19—20 ст. зрабілі Л.М.​А.​Наўе, Дж.​Стокс, Ш.​А.​Кулон, Г.​Р.​Кірхгоф, А.​Пуанкарэ, М.​В.​Астраградскі, А.​М.​Ляпуноў, А.​М.​Крылоў, І.​У.​Мяшчэрскі, Г.​П.​Чарапанаў, Дз.​Д.​Іўлеў і інш.

На Беларусі даследаванні ў галіне М. пачаліся ў 1920—30-я г. і вядуцца ў ін-тах фізіка-тэхн., цепла- і масаабмену, механікі металапалімерных сістэм, надзейнасці машын Нац. АН, у БДУ, БПА, Бел. тэхнал. ун-це і інш. Выкананы даследаванні па пластычнасці і трываласці металаў (С.​І.​Губкін, В.​П.​Севярдэнка, Я.​М.​Макушок і інш.), іх апрацоўцы (В.​М.​Чачын, А.​У.​Белы, А.​В.​Сцепаненка, П.​І.​Яшчарыцын), М. металапалімерных сістэм (Белы, А.​І.​Свірыдзёнак, Ю.​М.​Плескачэўскі), М. кампазіцыйных матэрыялаў на метал. аснове (А.​У.​Роман, П.​А.​Віцязь, Н.​М.​Дарожкін), М. дэфармаванага цела (М.​Дз.​Мартыненка, І.​А.​Прусаў, А.​У.​Чыгараў і інш.), тэорыях дыслакацыі і пластычнасці, М. разбурэння (М.​С.​Акулаў, Севярдэнка, Губкін і інш.), М. дэталей машын, тэорыі надзейнасці (І.​С.​Цітовіч, А.​В.​Бераснеў), М. мабільных машын (М.​С.​Высоцкі, Л.​Р.​Краснеўскі), М. вадкасці і газу, тэрмамеханіцы (А.​В.​Лыкаў, Р.​І.​Салаухін, А.​Р.​Мартыненка, З.​П.​Шульман, Б.​А.​Калавандзін і інш.).

Літ.:

Арнольд В.И. Математические методы классической механики. 3 изд. М., 1989;

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

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 5 изд. М., 1978;

Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М., 1974;

Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М., 1966.

А.​У.​Чыгараў.

т. 10, с. 321