Verbum

ПРАСТО́РА І ЧАС у фізіцы,

фундаментальныя паняцці, якія адлюстроўваюць формы існавання і спосабы каардынацыі з’яў, працэсаў, аб’ектаў і іх станаў. Базісны прасторава-часавы аб’ект — падзея, якая вызначаецца адносна сістэмы адліку заданнем 3 прасторавых каардынат і 1 часавай каардынаты. Сувязь паміж прасторавымі і часавымі характарыстыкамі розных падзей вызначае геам. ўласцівасці прасторава-часавай разнастайнасці.

Фіз. паняцці П. і ч. ўзніклі на аснове натурфіласофскіх уяўленняў аб іх сутнасці (гл. Прастора і час у філасофіі) і прасторава-часавых уяўленняў, заснаваных на мех. практыцы аперыравання з жорсткімі і пругкімі целамі. У класічнай механіцы існуе дваістасць апісання П. і ч., дзе разам з абсалютнымі ёсць і адносныя П. і ч. Паводле Ньютана, абсалютныя П. і ч. — ідэальныя формы, якія маюць матэм. выраз, адносныя П. і ч., даступныя вымярэнню працягласці матэрыяльных аб’ектаў (у прасторы) і назіраных з’яў (у часе). Такая дваістасць у фізіцы захоўваецца да нашага часу. П. і ч. рэальных аб’ектаў у фізіцы не заўсёды супадае з П. і ч: тэарэт. (ідэальных) аб’ектаў, якія апісваюць адпаведную прадметную вобласць. У аксіёмы, што вызначаюць геаметрыю класічных П. і ч., уключаецца кінематычны пастулат — прынцып адноснасці, які сцвярджае раўнапраўнасць інерцыяльных сістэм адліку, вызначае метрычныя ўласцівасці фіз. П. і ч., а таксама абмяжоўвае выбар дапушчальных дынамічных тэорый. Прынцып адноснасці Эйнштэйна адрозніваецца ад прынцыпу адноснасці Ньютана тым, што значэнне адноснай скорасці інерцыяльнай сістэмы адліку абмежавана зверху. Матэматычна гэты прынцып фармулюецца як патрабаванне інварыянтнасці дынамічных ураўненняў фізікі адносна груп пераўтварэнняў прасторава-часавых каардынат (групы Галілея і групы Пуанкарэ адпаведна). У абодвух выпадках П. і ч. аб’ядноўваюцца ў адзіны геам. аб’ект — чатырохмерную прастору. Пры гэтым прастора-час спецыяльнай адноснасці тэорыі — Мінкоўскага прастора-час з’яўляецца чатырохмернай псеўдаэўклідавай прасторай у адрозненне ад прасторы-часу Галілея — Ньютана, якая наогул не з’яўляецца эўклідавай. У абодвух выпадках меркаванні аб аднароднасці часу і аднароднасці і ізатропнасці прасторы звязаны з захавання законамі энергіі, імпульсу і моманту імпульсу адпаведна. Дапушчальнасць бясконцасці скорасці распаўсюджвання ўзаемадзеяння ў прасторы-часе Галілея-Ньютана ўзгадняецца з уключэннем у лік ідэальных аб’ектаў ньютанаўскай механікі абсалютна цвёрдых цел і магчымасці абсалютнай (незалежнай ад выбару інерцыяльнай сістэмы адліку) сінхранізацыі нерухомых і рухомых ідэальных гадзіннікаў. Усе пункты трохмернай прасторы могуць назірацца адначасова, у якасці эталона даўжыні выбрана цвёрдае цела (парыжскі метр), вымярэнне часу заснавана на меркаванні аднолькавай працягласці аднолькавых фіз. працэсаў. Вобласць выкарыстання прасторы-часу Галілея — Ньютана абмежавана нерэлятывісцкай класічнай, квантавай і статыстычнай механікамі, а таксама электра- і магнітастатыкай. У спец. тэорыі адноснасці існуе верхняя мяжа скорасці — скорасць святла ў вакууме, аднолькавая для ўсіх сістэм адліку, і таму немагчыма абсалютная сінхранізацыя нават ідэальных гадзіннікаў, паняцце адначасовасці падзей мае сэнс адносна пэўнай інерцыяльнай сістэмы адліку, сярод ідэальных аб’ектаў няма абсалютна цвёрдых цел. За эталон даўжыні прынята адлегласць, якую праходзіць святло за адзінку часу, эталонам часу служыць велічыня, адваротная частаце святла, выпрамененага эталоннай крыніцай. Прастора-час Мінкоўскага распадаецца для кожнага назіральніка на абсалютнае мінулае, абсалютнае будучае і абсалютнае аддаленае (унутранасць і знешнасць светлавога конуса), яна выкарыстоўваецца як базавая ў рэлятывісцкай класічнай і квантавай механіках, квантавай тэорыі моцных і электраслабых узаемадзеянняў. ідэальныя аб’екты гэтых тэорый не заўсёды маюць аналагі сярод рэчаісных аб’ектаў. У агульнай тэорыі адноснасці (АТА) прынцып адноснасці пашыраецца да патрабавання каварыянтнасці ўраўненняў адносна адвольных пераўтварэнняў усіх чатырох каардынат, у якасці ідэальнага аб’екта служыць метрыка прасторы-часу, пад якой разумеюць гравітацыйнае поле, крыніцай якога з’яўляецца тэнзар энергіі — імпульсу матэрыі. У гэтым сэнсе АТА устанаўлівае залежнасць метрыкі прасторы-часу ад уласцівасцей гравітавальнай матэрыі. Прастора-час у АТА неаднародная і неізатропная, яе тапалогія можа быць сінгулярнай (гл. Сінгулярнасць). Паводле сучасных уяўленняў з гравітацыйнай сінгулярнасці ў выніку Вялікага Выбуху нарадзіўся Сусвет. Мадэль пашыральнага Сусвету належыць да ідэальных аб’ектаў фізікі, які змяняецца ў часе. Асн. ўласцівасць такіх аб’ектаў — неабарачальнасць іх дынамікі ў часе. Існуюць таксама эксперым. ўказанні на магчымую неабарачальнасць у часе некаторых працэсаў у фізіцы элементарных часціц. Даказана, што Прырода несіметрычная адносна адлюстраванняў прасторавых каардынат і аддае перавагу то левай, то правай спіральнасці. Пры тэарэт. апісанні працэсаў у мікрасвеце ці на пачатковай стадыі Вялікага Выбуху даводзіцца аперыраваць з часавымі і прасторавымі інтэрваламі, для вымярэння якіх не існуе прылад (няяўна прымаецца гіпотэза бясконцай падзельнасці П. і ч.). Разглядаюцца мадэлі з дыскрэтнай прасторай-часам, з лікам прасторава-часавых вымярэнняў, большым за 4. Існуюць струнныя мадэлі, дзе ідэальным аб’ектам служыць аднамерная струна замест пункта, які не мае вымярэнняў. Мяркуюць, што менавіта струнныя мадэлі дазволяць зрабіць агульнае апісанне гравітацыйных, моцных і электраслабых узаемадзеянняў і тым самым істотна пашырыць нашы ўяўленні аб прасторы і часе.

Літ.:

Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. 2 изд. М., 1961;

Пуанкаре А. О науке: Пер. с фр. 2 изд. М., 1990;

Минковский Г. Пространство и время // Принцип относительности. М., 1973;

Берке У. Пространство—время, геометрия, космология: Пер. с англ М., 1985;

Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени: Пер. с англ. Ижевск, 2000;

Степин В.С. Теоретическое знание. М., 2000.

Я.​А.​Талкачоў, Л.​М.​Тамільчык.

т. 13, с. 20

ЗЕНІ́Т-ТЭЛЕСКО́П,

астронама-геадэзічная прылада для вымярэння малых рознасцей зенітных адлегласцей зорак з мэтай вызначэння шыраты месца назірання (гл. Шырата геаграфічная). Складаецца з устаноўленага на азімутальнай манціроўцы рэфрактара, у факальнай плоскасці якога знаходзіцца акулярны мікрометр. Труба тэлескопа замацавана на гарыз. восі, вярчэннем вакол якой устанаўліваецца неабходная зенітная адлегласць візірнай лініі інструмента. На процілеглым баку гарыз. восі знаходзяцца процівага і круг для адліку зенітнай адлегласці. Нязменнасць нахілу трубы кантралююць дзвюма высокадакладнымі грунтвагамі. Вымярэнні на З.-т. — найб. дакладныя ў класічнай астраметрыі. Сярэдняя квадратычная хібнасць у вызначэнні шыраты ±0,001".

Я.​У.​Чайкоўскі.

т. 7, с. 62

РАДЫЁПЕЛЕНГА́ТАР,

радыёэлектронная прылада для вызначэння напрамку на крыніцу радыёвыпрамянення (радыёсігналаў). Бываюць наземныя (рухомыя і стацыянарныя), самалётныя, карабельныя. Шырока выкарыстоўваюцца ў радыёнавігацыі, радыёразведцы і інш.

Складаецца: з антэнна-фідэрнай сістэмы (для прыёму радыёхваль, што распаўсюджваюцца ад аб’екта пеленгацыі), радыёпрыёмніка з індыкатарам (дае інфармацыю аб вуглах паміж напрамкам на аб’ект пеленгацыі і асн. плоскасцямі, прынятымі за пачатак адліку), дапаможнага абсталявання. У радыёнавігацыі выкарыстоўваюць Р., якія вызначаюць азімут ці курсавы вугал перадавальнай радыёстанцыі. Ва універсальных (двухкаардынатных) Р. вымяраюць абодва вуглы, якія вызначаюць гэты напрамак; у азімутальных — адзін з іх (азімут). Да Р. адносяць таксама радыёкомпасы.

В.​Р.​Усціменка.

т. 13, с. 234

ВАГА́ ЦЕ́ЛА,

сіла, з якой цела ў полі сілы цяжару (напр., гравітацыйным полі Зямлі) уздзейнічае на апору (або падвес), што перашкаджае свабоднаму падзенню цела. Калі апора нерухомая або рухаецца раўнамерна і прамалінейна адносна інерцыяльнай сістэмы адліку, вага цела лікава роўная сіле цяжару. Вызначаецца з дапамогай спружынных (непасрэдна) або рычажных (ускосна) вагаў. Вымяраецца ў ньютанах.

З прычыны сціснутасці Зямлі і яе сутачнага вярчэння вага цела залежыць ад шыраты мясцовасці (на экватары прыблізна на 0,5% меншая, чым на полюсах). Пры паскораным руху цела вага цела залежыць ад паскарэння сістэмы, напр., калі паскарэнне супадае (па модулі і напрамку) з паскарэннем сілы цяжару, назіраецца бязважкасць.

т. 3, с. 427

ДЭНСІТО́МЕТР (ад лац. densitas шчыльнасць + ...метр),

прылада для вымярэння аптычнай шчыльнасці праяўленых фатаграфічных матэрыялаў. Д. адрозніваюць паводле прынцыпу вымярэнняў (прамы адлік і метад параўнання), характару фотапрыёмніка (вока, фотаэлемент ці фотапамнажальнік), характару выхадных даных (нерэгістравальныя і аўтаматызаваныя рэгістравальныя прылады) і па велічыні вымеранага поля (уласна Д. і мікрафатометры).

Прынцып работы Д. заснаваны на Бугера—Ламберта—Бэра законе. У прыладах прамога адліку выкарыстоўваецца 1 светлавы пучок, зыходная інтэнсіўнасць якога параўноўваецца з інтэнсіўнасцю пучка, што прайшоў праз фотаслой. Прылады, якія працуюць на прынцыпе параўнання, маюць 2 пучкі (вымяральны і параўнання) ад адной крыніцы святла, што паступаюць на 2 фотапрыёмнікі (ці па чарзе на 1). Рознасны сігнал даводзяць да нулявога ўзроўню з дапамогай пераменнага аслабляльніка святла, калібраванага па значэннях аптычнай шчыльнасці.

т. 6, с. 353

ДО́ПЛЕРА ЭФЕ́КТ,

змена частаты ваганняў (або даўжыні хвалі), якая назіраецца пры адносным руху назіральніка і крыніцы ваганняў; пры збліжэнні назіральніка і крыніцы частата прынятых ваганняў павялічваецца, пры аддаленні — памяншаецца. Тэарэтычна абгрунтаваны ў акустыцы і оптыцы К.Доплерам (1842). Наяўнасць Д.э. ў оптыцы даказана эксперыментальна А.А.Белапольскім у 1900. Выкарыстоўваецца для вызначэння скорасці руху крыніц выпрамянення ў спектраскапіі, астрафізіцы, радыё- і гідралакацыі і інш.

Д.э. выяўляецца для хвалевых і няхвалевых рухаў любой прыроды пры назіранні іх у 2 сістэмах адліку, якія рухаюцца адна адносна другой. Падвойны Д.э. — зрушэнне частаты хваль. адбітых ад рухомых цел (адбівальны аб’ект можна спачатку разглядаць як прыёмнік, а потым як перавыпрамляльнік хваль). У нестацыянарных асяроддзях (параметры асяроддзя мяняюцца ў часе) змена частаты можа адбывацца і пры нерухомых крыніцы і прыёмніку (параметрычны Дэ.).

т. 6, с. 184

ІНТЭРВА́Л (ад лац. intervallum прамежак, адлегласць),

1) перапынак (у прасторы або часе), прамежак, паўза, адлегласць паміж чым-небудзь.

2) У матэматыцы — мноства лікаў або пунктаў на прамой, размешчаных паміж двума лікамі (пунктамі) a і b. Пазначаецца (a, b), a і b — канцы І. ў яго не ўключаюцца.

3) У тэорыі адноснасці — велічыня, якая характарызуе сувязь паміж прасторавай адлегласцю і прамежкам часу, што раздзяляе 2 падзеі; «адлегласць» паміж дзвюма падзеямі ў чатырохмернай прасторы-часе. Квадрат І. Sab паміж дзвюма падзеямі A і B роўны S​²_AB = c = (∆t)​² − (∆r)​², дзе ∆t і ∆r — прамежак часу і прасторавая адлегласць паміж гэтымі падзеямі адпаведна, c — скорасць святла ў вакууме. І. Sab застаецца нязменным (інварыянтным) пры пераходзе ад адной інерцыяльнай сістэмы адліку да другой.

т. 7, с. 283

КВА́НТАВЫ ГІРАСКО́П,

прылада квантавай электронікі для выяўлення і вызначэння велічыні і знака вуглавой скорасці вярчэння або вугла павароту адносна інерцыяльнай сістэмы адліку. Дзеянне заснавана на гіраскапічных уласцівасцях часціц або хваль (атамных ядраў, электронаў, фатонаў і інш.).

Гэтыя ўласцівасці абумоўлены спінавымі (гл. Спін) і арбітальнымі момантамі мікрачасціц і інш. Карысны сігнал (ён прапарцыянальны скорасці вярчэння) узнікае за кошт прэцэсіі мех. і магн. момантаў мікрачасціц або за кошт узнікнення рознасці фаз ці частот паміж сустрэчнымі хвалямі ў вярчальным контуры. У навігацыі выкарыстоўваюць К.г. лазерныя (адчувальным элементам у іх з’яўляецца кальцавы лазер, які генерыруе 2 сустрэчныя хвалі), валаконна-аптычныя (заснаваны на выкарыстанні эфекту Саньяка — зрушэння інтэрферэнцыйных палос у вярчальным кальцавым інтэрферометры); распрацоўваюцца гіраскопы ядзерныя, электронныя, іонныя, радыеізатопныя, джозефсанаўскія і інш.

Г.​С.​Круглік.

т. 8, с. 210

ЛІ́КАВАЯ ПРАМА́Я, лікавая вось,

прамая, на якой адлюстраваны сапраўдныя лікі. Кожны такі лік адлюстроўваецца пунктам на Л.п. і тым самым устанаўліваецца ўзаемна адназначная адпаведнасць паміж мноствам сапраўдных лікаў і мноствам пунктаў на Л.п.

На прамой выбіраюць пункт O (пачатак адліку) і з правага боку ад яго — пункт E (адзінкавы пункт), адрэзак OE наз. маштабным (адзінкавым) адрэзкам. Яго даўжыня прымаецца за адзінку вымярэння даўжынь усіх адрэзкаў Л.п. Напрамак ад O да E лічыцца дадатным, ад E да O — адмоўным. Дадатны сапраўдны лік a адлюстроўваецца адрэзкам OA, узятым у дадатным напрамку і даўжыня якога роўная a адзінкавых адрэзкаў. Калі пункт A з’яўляецца адлюстраваннем ліку a, то лік a наз. дэкартавай каардынатай (ці каардынатай) пункта A.

т. 9, с. 256

ПО́ЛЯ ТЭО́РЫЯ ў матэматыцы,

раздзел алгебры, што вывучае матэм. палі (гл. Пале ў матэматыцы).

У матэматычнай фізіцы П.т. вывучае адлюстраванні мностваў каардынат прасторы і часу на адпаведныя мноствы функцый. Пры гэтым кожнаму пункту прасторы ў зададзены момант часу ставяцца ў адпаведнасць адна ці некалькі функцый — адна- ці многакампанентныя функцыі поля. Змены ў прасторы і часе функцый поля апісваюцца дыферэнцыяльнымі ўраўненнямі — ураўненнямі поля, рашэнні якіх вызначаюць выразы функцый поля. П.т. павінна задавальняць патрабаванні інварыянтнасці адносна пераўтварэнняў універсальнай сіметрыі прасторы і часу, што забяспечваецца за кошт выкарыстання функцый з пэўнымі трансфармацыйнымі ўласцівасцямі пры пераходзе ад адной інерцыяльнай сістэмы адліку да другой. У адпаведнасці з гэтым вызначаюцца скалярныя (1-кампанентныя), вектарныя (3- і 4-кампанентныя), тэнзарныя і інш. палі. З дапамогай аперацыі дыферэнцавання ўводзяцца матэм. характарыстыкі палёў — градыент (для скалярнага поля), дывергенцыя і ротар (для вектарнага поля).

А.А.Богуш.

т. 12, с. 503