Verbum

ЗВА́РКА,

нераздымнае злучэнне дэталей машын, канструкцый і збудаванняў пры іх награванні або пластычным дэфармаванні, у выніку якіх у месцы злучэння ўстанаўліваюцца трывалыя міжатамныя сувязі. Вызначаецца прадукцыйнасцю, універсальнасцю і эканамічнасцю. Пашырана ў прам. вытв-сці і буд-ве (гл. Зварныя канструкцыі). Найб. значэнне мае З. металаў і сплаваў; зварваюць таксама пластмасу, шкло, кераміку і інш.

Адрозніваюць З. плаўленнем і З. ціскам (пластычным дэфармаваннем). Да З. плаўленнем адносяцца: адзін з відаў высокачастотнай зваркі, газавая зварка, дугавая зварка, у т. л. газаэлектрычная зварка і падводная (гл. Падводная зварка і рэзка), лазерная зварка, плазменная зварка, электрашлакавая зварка, электронна-прамянёвая зварка і інш. Да З. ціскам адносяцца: адзін з відаў ВЧ-зваркі, кантактавая зварка, зварка выбухам, зварка трэннем, ультрагукавая зварка, халодная зварка, дыфузійная зварка і інш. У залежнасці ад віду зварачнага абсталявання адрозніваюць ручную, механізаваную і аўтам.

З.; ад спосабу аховы зварнога шва ад шкоднага ўздзеяння паветра — З. ў ахоўных газах, у вакууме, пад флюсам, з аховай шлакам; ад тыпу электродаў — З. плаўкімі і няплаўкімі (вугальнымі, вальфрамавымі і інш.) электродамі. Да зварачных адносяць таксама працэсы пайкі, наплаўкі і інш. Найпрасцейшыя віды З. (кавальская зварка, ліцейная) узніклі з пачаткам вытв-сці і апрацоўкі металаў. Найб. пашыраныя віды электразваркі (дугавая, кантактавая) створаны ў 19 ст. ў выніку прац В.У.Лятрова, М.М.Бенардоса, М.Г.Славянава і інш. Першую гарэлку зварачную (ацэтыленакіслародную) сканструяваў франц. інж. Э.фушэ (1903). Праблемы З. вывучаюцца ў Ін-це электразваркі АН Украіны і інш. Важныя даследаванні ў галіне З. правялі Я.А.Патон, Б.Я.Патон, Г.А.Нікалаеў, М.М.Рыкалін, К.К.Хрэнаў і інш.

Літ.:

Сварка в СССР. Т. 1—2. М., 1981;

Руге Ю. Техника сварки: Справ. Пер. с нем. Ч. 1—2. М., 1984;

Гурд Л.М. Основы технологии сварки: Пер. с англ. М., 1985;

Верховенко Л.В., Тукин А.К. Справочник сварщика. Мн., 1977;

Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. 2 изд. Киев, 1990;

Сварка и свариваемые материалы: Справ. Т. 1—2. М., 1991—96.

У.М.Сацута.

т. 7, с. 36

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

ВЕТРАЭНЕРГЕ́ТЫКА,

галіна энергетыкі, звязаная з распрацоўкай тэарэт. асноў, метадаў і тэхн. сродкаў для ператварэння ветравой энергіі ў эл., мех. і цеплавую. Займаецца таксама вызначэннем галін і маштабаў мэтазгоднага выкарыстання энергіі ветру ў нар. гаспадарцы. Ветраэнергетыка абапіраецца на аэралагічныя даследаванні, на базе якіх распрацоўваецца ветраэнергет. кадастр (па ім выяўляюць раёны са спрыяльным ветравым рэжымам). Аснова ветраэнергетыкі — ветраэлектрычныя станцыі (ВЭС).

Першыя ветрарухавікі (барабаннага тыпу) выкарыстоўваліся ў Стараж. Егіпце і Кітаі, у 7 ст. н.э. персы будавалі больш дасканалыя — крыльчатыя. Мяркуюць, што ветракі з’явіліся ў Еўропе і на Русі ў 8—9 ст., пашырыліся з 13 ст. (асабліва ў Галандыі, Даніі і Англіі), з 15 ст. — на Беларусі. Выкарыстоўваліся для пад’ёму вады, размолу зерня, прывода розных машын. У пач. 20 ст. М.Я.Жукоўскі распрацаваў тэорыю быстраходнага і высокапрадукцыйнага ветрарухавіка, пачалася прамысл. вытв-сць сродкаў ветраэнергетыкі. Былі пабудаваны першыя ВЭС: у Расіі каля Курска (1930, магутнасць 8 кВт), на Украіне каля Севастопаля (1931, 100 кВт), у Казахстане (пач. 1950-х г., 400 кВт). У канцы 1960-х г. у СССР створаны уніфікаваныя быстраходныя ветраэнергет. агрэгаты ВБЛ-3, ВПЛ-4, «Беркут» і інш., прызначаныя ў асноўным для пад’ёму вады на жывёлагадоўчых фермах, аддаленых пашах і інш. Перспектыўным лічыцца стварэнне магутных ветраэнергет. комплексных сістэм, якія спалучаюцца з дзейнымі энергасістэмамі і маюць эфектыўныя ветраагрэгаты (іх асаблівасць — паваротная вежа з двума ветраколамі, якія маюць 50-метровы размах лопасцей).

На Беларусі работы ў галіне ветраэнергетыкі пашырыліся з 1986. Уведзена ў дзеянне больш як 25 ветраэнергетычных установак (ВЭУ). Распрацавана ВЭУ малой магутнасці БВ-305 (5,5 кВт, дыяметр ветраротара 8 м, макс. скорасць яго вярчэння 100 аб/мін, дыяпазон рабочых скарасцей ветру 3,5—20 м/с, гадавая выпрацоўка электраэнергіі 12—15 МВт·гадз); доследная партыя зроблена на Мінскім НВП «Ветрамаш». Распрацоўваюцца ВЭУ магутнасцю 30 кВт для ацяплення аўтаномных аб’ектаў, ветрамех. ўстаноўка для перапампоўвання вадкасці з свідравін. Перспектыўныя ветраагрэгаты серыі ВТН (навук.-вытв. фірмы «Ветэн», Расія), прызначаныя для электразабеспячэння аўтаномных аб’ектаў: ВТН8-4 магутнасцю 4 кВт, для раёнаў з сярэднегадавой скорасцю ветру v ≥ 3,5 м/с; ВТН8-8 — 8 кВт, v ≥ 5 м/с; ВТН16-30 — 30 кВт, v ≥ 5 м/с. Эканам. работа ВЭУ забяспечваецца пры сярэднегадавых скарасцях ветру больш за 3,5 — 4 м/с на вышыні 10 м (на Беларусі 3—3,5 м/с у паўд. ч., 4—4,5 м/с у цэнтр., 4—5 м/с зімой у цэнтр. і паўн.-зах. ч.). Патрэбнасць Беларусі ў сродках ветраэнергетыкі на бліжэйшую перспектыву ацэньваецца ў 150 шт. агульнай магутнасцю 900 кВт. Найб. мэтазгодна камбінаванае выкарыстанне энергарэсурсаў — у гібрыдных устаноўках, дзе спалучаецца выкарыстанне энергіі ветру з энергіяй сонца, бія- і арган. паліва і інш.

Літ.:

Энергия ветра: Оценка технич. и экон. потенциала: Пер. с англ. М., 1982;

Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. 2 изд. М., 1983.

Ю.Дз.Ільюхін, У.М.Сацута.

т. 4, с. 130

А́РКТЫКА,

паўночная палярная вобласць Зямлі, якая ўключае паўн. ўскраіны Еўразіі і Паўн. Амерыкі (акрамя паўд. часткі Грэнландыі і п-ва Лабрадор), амаль увесь Паўн. Ледавіты акіян з астравамі (акрамя Усх. і Паўд. Нарвежскага мора) і прылеглыя часткі Атлантычнага і Ціхага акіянаў. Паўд. мяжа на сушы суадносіцца з паўд. мяжой зоны тундры (ізатэрма 10 °C самага цёплага месяца — ліп. ці жніўня). Пл. 27 млн. км² (часам мяжой Арктыкі лічаць лінію Паўн. палярнага круга, тады пл. Арктыкі 21 млн. км²). У Паўн. Амерыцы найб. плошчы займаюць невысокія (выш. 400—700 м) узгоркавыя пласкагор’і (Арктычнае плато і інш.). Самыя высокія горы на У Грэнландыі (3700 м, г. Гунб’ёрн), Бафінавай Зямлі і в-ве Элсміра. У рэльефе сушы Еўразіі пераважаюць раўніны. Месцамі ўчасткі гор (горы Быранга на п-ве Таймыр). Многія астравы ўкрыты ледавікамі; пл. ледавікоў Арктыкі 2 млн. км². Карысныя выкапні: каменны і буры вугаль, лігніт, каменная соль, руды каляровых металаў. У мацерыковай ч. многа рэк, якія замярзаюць на 8—10 месяцаў, невял. азёры (воз. Таймыр). У Паўн. Ледавітым ак. вылучаюць шэльф (глыб. 200—300 м), заняты ўскраіннымі морамі (Бафіна, Бофарта, Чукоцкім, Усх.-Сібірскім, Лапцевых, Карскім, Баранцавым, Грэнландскім) і а-вамі мацерыковага паходжання (Канадскі Арктычны Архіпелаг, Новасібірскія а-вы, Паўн. Зямля, Новая Зямля, Зямля Франца-Іосіфа, архіпелаг Шпіцберген і інш.), і дно — глыбакаводную частку, абмежаваную з Пд краем шэльфа Еўразіі і Паўн. Амерыкі. Пл. каля 5,3 млн. км², найб. глыб. 5527 м (упадзіна Літке). Падводныя хр. Ламаносава, Гакеля і Мендзялеева падзяляюць дно на падводныя катлавіны Канадскую, Макарава, Амундсена, Нансена і інш. Працяглая палярная ноч, нізкія значэнні радыяц. балансу (пры адмоўных сярэдніх т-рах студз. ад -30 да -34 °C, ліп. каля 0 °C), фарміраванне Арктычнага антыцыклону, інтэнсіўная цыкланічная дзейнасць спрыяюць існаванню дрэйфуючага ледавіковага покрыва шматгадовых (пакавых) ільдоў. Ледавітасць марскіх акваторый Арктыкі каля 11 млн. км² зімой і каля 8 млн. км² летам. Цыркуляцыя водаў і льдоў вызначаецца водаабменам з Атлантычным і Ціхім акіянамі. Салёнасць 30—32%о. Скорасць дрэйфу лёду і пастаянных цячэнняў 2—4 км за суткі. Панаванне арктычных паветраных масаў, арктычнага клімату, наяўнасць шматгадовай мерзлаты абумовілі існаванне ландшафтаў ледзяных пустыняў, хмызняковай тундры (карлікавая бяроза, вярба, багун) і арктычных пустыняў зоны на прымітыўных арктычных глебах. Жывёльны свет: белы мядзведзь, пясец, паўн. алень, аўцабык; з птушак — белая сава, тундравая курапатка, рагаты жаваранак, «птушыныя кірмашы» (гагі, гусі, казаркі, тундравы лебедзь). У водах Арктыкі 70 відаў фітапланктону і каля 80 розных формаў зоапланктону. У морах — маржы і цюлені. Прамысловыя рыбы: селядзец, траска, пікша, марскі акунь і інш.

У 1937 у раёне полюса была арганізавана першая сав. дрэйфуючая ст. «Паўночны полюс» пад кіраўніцтвам І.Дз.Папаніна. Вялікая роля ў асваенні Арктыкі належыць Паўн. марскому шляху. У сучасным міжнар. праве замацаваны падзел Арктыкі на 5 сектараў у адпаведнасці з паўн. граніцамі Расіі, ЗША (Аляска), Канады, Даніі (Грэнландыя) і Нарвегіі, бакавыя межы — мерыдыяны, вяршыня — Паўн. полюс. Усе землі і астравы ў межах кожнага сектара ўваходзяць у склад тэр. прылеглых дзяржаў.

Літ.:

Арикайнен Л.И. Сквозь льды Арктики. М., 1982;

Яго ж. Во льдах Североамериканской Арктики. Л., 1989.

В.Ю.Панасюк.

т. 1, с. 480

ГЕАХРАНАЛО́ГІЯ (ад геа... + храналогія),

геалагічнае летазлічэнне, вучэнне аб узросце і храналагічнай паслядоўнасці фарміравання горных парод зямной кары і геал. падзей у гісторыі Зямлі. Адрозніваюць адносную і абсалютную геахраналогію.

Адносная геахраналогія вызначае адносны ўзрост слаістых асадкавых, вулканічных (лаў) і піракластычных парод. У яе аснове прынцып паслядоўнасці напластаванняў, прапанаваны ў 17 ст. Н.Стэна (Данія), паводле якога ў непарушных асадкавых тоўшчах вышэйляжачы пласт заўсёды маладзейшы за ніжэйляжачы. Адносны ўзрост некаторых горных парод вызначаны ў канцы 18 — пач. 19 ст. У.Смітам (Вялікабрытанія) і Ж.Кюўе. Пра адносны ўзрост асадкавых тоўшчаў мяркуюць па выкапнёвых рэштках раслін і жывёл (вывучае палеанталогія). Узрост інтрузіўных і інш. неслаістых тоўшчаў вызначаюць па суадносінах са слаістымі. Паслядоўнасць напластавання горных парод даследуе стратыграфія, паводле яе даных і звестак палеанталогіі распрацавана геахраналагічная шкала, якая адлюстроўвае паслядоўнасць геал. гісторыі і развіцця жыцця на Зямлі. У гісторыі Зямлі вылучаюць 2 найб. геахраналагічныя этапы (эоны) — крыптазой і фанеразой. Крыптазойскі эон, які доўжыўся каля 4 млрд. гадоў, падзяляюць на 2 эры — архей (архейскую) і пратэразой (пратэразойскую). Фанеразойскі эон працягваўся 570 млн. гадоў, яго складаюць 3 эры — палеазойская, мезазойская і кайназойская, у якіх вылучаюць 12 перыядаў (ад кембрыйскага да чацвярцічнага). Кожны перыяд падзяляюць на 2 ці 3 эпохі (напр., ранне-, сярэдне- і познадэвонскія, міяцэнавая і пліяцэнавая ў неагенавым перыядзе), а кожную эпоху — на вякі (напр., кімерыйскі і акчагыльскі вякі пліяцэнавай эпохі). Кожнаму падраздзяленню геахраналагічнай шкалы адпавядае адзінка стратыграфічнай шкалы (эры — група, перыяду — сістэма, эпосе — аддзел, веку — ярус). Абсалютная геахраналогія (ядзерная, ізатопная, радыеметрыя) вызначае ўзрост горных парод і мінералаў у адзінках астр. часу (звычайна ў млн. гадоў); з’яўляецца часткай геахіміі. У пач. 20 ст. П.Кюры і Э.Рэзерфард прапанавалі выкарыстаць радыеактыўны распад хім. элементаў для вызначэння абс. ўзросту горных парод і мінералаў. Першыя вызначэнні паводле намнажэння свінцу ў мінералах зрабіў у 1907 амер. вучоны Б.Болтвуд (Канада). У даследаваннях па абс. геахраналогіі выкарыстоўваюць доўгажывучыя радыеактыўныя элементы пры дапушчэнні, што скорасць іх распаду на працягу гісторыі Зямлі заставалася нязменнай. Вымярэнні праводзяць па суадносінах у мінералах і горных пародах (або ў арган. рэчыве) колькасці мацярынскіх радыеактыўных элементаў і стабільных прадуктаў іх распаду. Найб. пашыраныя метады абс. геахраналогіі — свінцовы (уран-торый-свінцовы), калій-аргонавы, рубідый-стронцыевы, а таксама радыевугляродны, фторыевы і інш. Даныя абс. геахраналогіі выкарыстоўваюць для ўдасканалення геахраналагічнай і стратыграфічнай шкал. Метады абс. геахраналогіі развіваюцца, на іх выніках грунтуецца гіст. геалогія, палеагеаграфія, палеатэктоніка, планеталогія і інш. Выяўлена, што найб. стараж. пароды Зямлі маюць узрост каля 3,5 млрд. гадоў. З іх дапамогай вызначаны ўзрост Месяца, метэарытаў, розных геал. фармацый, эпох магматызму, рудаўтварэння, метамарфізму і інш.

На Беларусі метады абсалютнай геахраналогіі развіваюцца ў Ін-це геал. навук АН Беларусі з 1970-х г. Даследаванні вядуцца радыевугляродным (​¹⁴C) метадам (Л.М.Вазнячук, А.І.Зімянкоў, І.Л.Коласаў). Распрацавана геахраналогія позняга антрапагену ў межах дасягальнасці радыевугляроднага метаду (50 тыс. г.). Атрыманы датаванні ў інш. краінах (Расіі, Украіне і інш.) для горных парод тэр. Беларусі — паводле уран-свінцовага ізахроннага метаду ўзрост парод крышт. фундамента (архей — ніжні пратэразой) у межах 2580—1700 млн. гадоў, паводле калій-аргонавага метаду верхнедэвонскія вулканічныя пароды ўтварыліся 358—354 млн. г. назад, паводле глаўканітавага метаду марскія адклады ніжняга алігацэну — каля 38 млн. г. назад.

Літ.:

Геохронология СССР. Т. 1—3. Л., 1973—74;

Шкала геологического времени: Пер. с англ. М., 1985;

Найденков И.В. Проблемы геологии раннего докембрия // Літасфера. 1995. № 2.

А.С.Кручак.

т. 5, с. 126

А́ТАМ (ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67·10​⁻²⁷ да 4·10​⁻²⁵ кг. Памеры ядра (парадку 10​⁻¹⁴—10​⁻¹⁵ м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​⁻¹⁰ м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\displaystyle {\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

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

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66

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.Прандгля, 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

НЕТРАДЫЦЫ́ЙНЫЯ КРЫНІ́ЦЫ ЭНЕ́РГІІ,

узнаўляльныя крыніцы энергіі, якія не адносяцца да найб. пашыраных традыц. крыніц энергіі: цеплавых, атамных і гідраўлічных (акрамя зусім малых) электрастанцый. Н.к.э. звычайна лічаць энергію сонца, ветру, малых рэк і вадасховішчаў, біямасы, сціснутага прыроднага газу.

Геліяэнергетыка грунтуецца на выкарыстанні сонечнай радыяцыі. Існуюць розныя спосабы пераўтварэння сонечнай энергіі (цеплавы, фота- і тэрмаэлектрычны, тэрмаэмісійны) у геліяўстаноўках (гл. таксама Геліятэхніка). Найб. пашыраны выпуск і выкарыстанне геліяэнергет. абсталявання ў Швецыі, Вялікабрытаніі, Германіі. Ветразнергетыка займаецца пераўтварэннем энергіі ветру ў эл., мех. і цеплавую энергію з дапамогай ветраэнергетычных установак (ВЭУ). Яе асновай з’яўляюцца ветраэлектрычныя станцыі Найб. развіта ў ЗША, ФРГ, Індыі, Даніі. Магутнасць традыц. лопасцевых ВЭУ, што падключаны да энергасетак свету, перавышае 6000 МВт (1996). Малая гідраэнергетыка выкарыстоўвае мех. энергію воднага патоку малых рэк і вадасховішчаў пераважна для выпрацоўкі электраэнергіі (гл. Гідраэнергетыка). Будуюцца пераважна нізканапорныя гідраэлектрычныя станцыі (мікрагэс) з гідраагрэгатамі малой магутнасці. Энергія біямасы (драўніны, мясц. відаў паліва, адходаў вытв-сці і бытавых, біягазу жывёлагадоўчых комплексаў і птушкафабрык) пераўтвараецца з дапамогай катлоў у цяпло (ідзе на цеплазабеспячэнне. вытв. патрэбы), з дапамогай газагенератараў — у гаручы газ (выкарыстоўваецца як паліва ў прамысл. пячах і інш.). Тэхналогія газіфікацыі цвёрдых быт. адходаў найб. дасканала распрацавана ў ФРГ, Японіі і інш. Энергія сціснутага прыроднага газу пры яго рэдуцыраванні на газаразмеркавальных станцыях ад 30—50 атм. да ціску 3—12 атм, пад якім газ падаецца спажыўцам, можа выкарыстоўвацца для выпрацоўкі электраэнергіі з дапамогай газарасшыральных турбін. Напр., на адной з ЦЭЦ «Мосэнерга» (Расія) укараненне энергакомплексаў з турбінамі ГНПГІ «Турбагаз» дало магчымасць на кожны 1 МВт устаноўленай магутнасці дадаткова атрымліваць 8 млн. кВт гадз электраэнергіі за год.

На Беларусі найб. спрыяльны перыяд выкарыстання геліясістэм красавік—верасень, калі з 1 м² геліякалектара можна атрымаць за суткі 90 л вады з т-рай 55—60 °C. У НВА «Белсельгасмеханізацыя» распрацаваны шэраг геліяпадагравальнікаў вытв. і быт. прызначэння, у Акад. навук. комплексе «Ін-т цепла- і масаабмену» — геліякалектары з алюмінію. у Ін-це праблем энергетыкі Нац. АН даследуецца эфектыўнасць энергазберажэння пры выкарыстанні такіх геліясістэм для гарачага водазабеспячэння. Даследаванні ветраэнергет. патэнцыялу выявілі 1800 пляцовак са спрыяльнымі ветравымі патокамі (сярэднегадавая скорасць ветру 4,7—6.1 м/с). На іх перспектыўнае выкарыстанне аўтаномных ВЭУ і ветрапомпавых установак магутнасцю да 30 кВт (пераважна с.-г. прызначэння). Распрацоўваецца ветрарухавік новага тыпу — з камбінаванымі цыліндрамі замест лопасцей для работы пры нізкіх скарасцях ветру. Спраектавана і пабудавана (1998) доследна-прамысл. ВЭУ магутнасцю 60—110 кВт для характэрных на Беларусі скарасцей ветру, распрацоўваецца ротарная ВЭУ магутнасцю 250 кВт для скарасцей ветру 2—8 м/с. У малой гідраэнергетыцы найб. спрыяльныя для выкарыстання гідрарэсурсы басейна рэк Дняпро, Зах. Дзвіна, Нёман, Днестр, Вілія, Прыпяць, Зах. Буг, а таксама малых рэк і створаў у паўн. і ўсх. ч. краіны. Буд-ва ГЭС мэтазгодна на буйных (аб’ём больш за 1 млн. м³) вадасховішчах. На Вілейскім вадасховішчы працуе 1-ы блок Вілейскай ГЭС магутнасцю 1 МВт (з 1998). Магутнасць такіх ГЭС на 17 буйных вадасховішчах можа дасягнуць 6 МВт, магутнасць мікрагэс на водагасп. і меліярац. сістэмах — 1 МВт. З біямасы найб. значныя аб’ёмы драўніны (за год у катлах яе спальваюць 1—1.5 млн. м³). Асвоены выпуск газагенератараў магутнасцю 30—200 кВт для перапрацоўкі драўнінных адходаў і нізкагатунковых відаў мясц. паліва. Высокаэфектыўныя катлы выпускаюць Гомельскі з-д «Камунальнік» і Бешанковіцкі «Котламаш». Біягазу ад 275 жывёлагадоўчых комплексаў і 66 птушкафабрык краіны можна атрымліваць 1,7 млрд. м³, ад перапрацоўкі цвёрдых быт. адходаў — больш за 350 млн. м³ за год. Ўкараненне энергакомплексаў з газарасшыральнымі турбінамі на газаразмеркавальных станцыях (іх у рэспубліцы 130) можа даць электраэнергіі магутнасцю больш за 30 МВт.

Ю.Дз.Ільюхін, У.М.Сацута.

т. 11, с. 301