Verbum

АБМЕ́ННАЕ ЎЗАЕМАДЗЕ́ЯННЕ,

спецыфічны ўзаемны ўплыў тоесных часціц, які эфектыўна праяўляецца як вынік некаторага асаблівага ўзаемадзеяння. Чыста квантавы эфект, які не мае класічнага аналага і вынікае з тоеснасці прынцыпу.

Пры сілавым узаемадзеянні паміж часціцамі сярэдняя энергія сістэмы часціц неаднолькавая ў станах, што апісваюцца хвалевымі функцыямі з рознай сіметрыяй, напр. сістэма з 2 электронаў, калі не ўлічваць іх эл. ўзаемадзеяння, характарызуецца 2 хвалевымі функцыямі φ(r₁, r₂), якія адносна перастаноўкі каардынат электронаў (r₁ ⇄ r₂) мяняюць або не мяняюць знак Станам з φ± адпавядае сярэдняя энергія ўзаемадзеяння E_± = E_k+E_a, дзе E_k — энергія электрастатычнага (кулонаўскага) узаемадзеяння электронаў, кожны з якіх знаходзіцца ў індывід, стане; E_a — т.зв. абменная энергія, што ўзнікае, калі электроны як бы абменьваюцца сваімі станамі (адсюль назва). Абменнае ўзаемадзеянне існуе ў сістэме тоесных часціц і пры адсутнасці сілавога ўзаемадзеяння (ідэальны газ тоесных часціц). Яно пачынае праяўляцца, калі сярэдняя адлегласць паміж часціцамі становіцца параўнальнай з даўжынёй хвалі дэ Бройля, мае характар адштурхоўвання для ферміёнаў (гл. Паўлі прынцып) і прыцяжэння — для базонаў. Паняццем абменнага ўзаемадзеяння карыстаюцца ў тэорыі многаэлектронных атамаў, гомеапалярнай хім. сувязі, ферамагнетызму. Тэрмін абменнае ўзаемадзеянне ўжываецца і ў ядз. фізіцы (гл. Ядзерныя сілы).

Л.М.Тамільчык.

т. 1, с. 31

ГЕНЕРА́ТАР у радыётэхніцы, прылада для атрымання (генерацыі) эл.-магн. ваганняў вызначанага віду (пэўных частаты, амплітуды, фазы, формы імпульсаў і інш.). Адрозніваюць генератар з самаўзбуджэннем (аўтагенератары; гл. ў арт. Аўтаваганні), у якіх характарыстыкі ваганняў вызначаюцца ўласцівасцямі самога генератара, і з незалежным узбуджэннем (узмацняльнікі магутнасці эл.-магн. ваганняў ад асобнага аўтагенератара). Генерацыя ажыццяўляецца пераважна за кошт энергіі крыніц пастаяннага току з дапамогай актыўных элементаў (электронных прылад) або шляхам пераўтварэння першасных эл. ваганняў у ваганні зададзенай частаты і формы (квантавы генератар, параметрычны генератар).

Паводле тыпу актыўнага элемента адрозніваюць лямпавыя генератары (напр., на генератарных лямпах), цвердацельныя (на вырашальных узмацняльніках, Гана дыёдах, транзістарах, тунэльных дыёдах), генератар з газаразраднымі прыладамі (на тыратронах), форме ваганняў, частаце, магутнасці і прызначэнні — генератар гарманічных ваганняў (гл. Гарманічныя ваганні), генератар ваганняў спец. формы, нізка-, высока- і звышвысокачастотныя, імпульсныя генератары і інш. У генератары інфранізкіх частот і ў генератары ваганняў спец. формы ўмовы генерацыі забяспечваюцца адваротнай сувяззю; генератары нізкіх і радыёчастот маюць вагальныя контуры, фільтры і інш. ланцугі з засяроджанымі элементамі, генератар звышвысокіх частот — ланцугі з размеркаванымі параметрамі (аб’ёмныя і адкрытыя рэзанатары, радыёхваляводы, палоскавыя і кааксіяльныя лініі і інш., звычайна спалучаныя з актыўнымі элементамі ў адно цэлае). Гл. таксама Генератар вымяральны, Блокінг-генератар, Мультывібратар, Свіп-генератар, Фантастрон.

П.С.Габец.

т. 5, с. 155

ГІРАСКО́П (ад гіра... + ...скоп),

сіметрычнае цвёрдае цела, якое хутка верціцца і вось вярчэння якога можа мяняць свой напрамак у прасторы. Уласцівасці гіраскопа маюць нябесныя целы, артыл. снарады, ротары турбін, вінты самалётаў, колы веласіпедаў і матацыклаў і інш. целы, якія верцяцца. Найпрасцейшы гіраскоп — дзіцячая цацка ваўчок.

Свабодны паварот восі гіраскопа ў прасторы забяспечваецца замацаваннем яго ў кольцах т.зв. карданавага падвесу, у якім восі ўнутр. і знешняга кольцаў і вось гіраскопа перасякаюцца ў адным пункце (у цэнтры падвесу). Такі гіраскоп мае 3 ступені свабоды. Калі цэнтр цяжару гіраскопа супадае з цэнтрам падвесу, гіраскоп наз. ўраўнаважаным ці свабодным, калі не — цяжкім. Вось ураўнаважанага гіраскопа ўстойліва трымае нязменны напрамак у прасторы. Пад уздзеяннем прыкладзенай да гіраскопа пары сіл яго вось прэцэсіруе (гл. Прэцэсія) і адначасова робіць нутацыйныя ваганні (гл. Нутацыя). Гіраскоп з 3 ступенямі свабоды выкарыстоўваецца пры канструяванні гіраскапічных прылад для аўтам. кіравання рухам самалётаў (гл. Аўтапілот), ракет, марскіх суднаў, тарпед і інш. Гіраскоп з 2 ступенямі свабоды выкарыстоўваецца як паказальнікі павароту, розныя віды стабілізатараў (напр., гіраскапічны заспакойвальнік — гірарама). Камбінацыя 3 гірарам з узаемна перпендыкулярнымі восямі можа служыць для прасторавай стабілізацыі рухомага аб’екта, напр., штучнага спадарожніка Зямлі. Гл. таксама Квантавы гіраскоп.

Літ.:

Булгаков Б.В. Прикладная теория гироскопов. 3 изд. М., 1976;

Новиков Л.З., Шаталов М.Ю. Механика динамически настраиваемых гироскопов. М., 1985;

Гироскопические системы. Т. 1—3. 2 изд. М., 1986—88.

А.І.Болсун.

т. 5, с. 261

ЛА́ЗЕР (англ. laser, скарачэнне ад Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation узмацненне святла вымушаным выпрамяненнем),

аптычны квантавы генератар эл.-магн. выпрамянення ў бачным, інфрачырвоным ці ультрафіялетавым дыяпазонах даўжынь хваль. Прынцып работы Л. заснаваны на ўзмацненні святла пры наяўнасці адваротнай сувязі. Выкарыстоўваецца ў навук. фіз., хім., біял. даследаваннях, прам-сці, медыцыне, экалогіі, лініях валаконна-аптычнай сувязі, для запісу, апрацоўкі, перадачы і захоўвання інфармацыі і інш., а таксама ў ваен. справе (прамянёвая зброя).

Л. мае актыўнае асяроддзе, прылады напампоўкі для ўзбуджэння рэчыва ва ўзмацняльны стан і адваротнай сувязі, якая забяспечвае шматразовае праходжанне выпрамянення праз актыўнае рэчыва. Адваротная сувязь ствараецца люстэркамі (гл. Аптычны рэзанатар) або перыядычнымі неаднастайнасцямі актыўнага рэчыва (Л. з размеркаванай адваротнай сувяззю). Паводле актыўнага рэчыва адрозніваюць газавы лазер, паўправадніковы лазер, цвердацелы лазер, вадкасны на арган. фарбавальніках, эксімерны Л. (на малекулах галагенаў з высакароднымі газамі), Л. на свабодных электронах і інш.; паводле рэжыму работы — неперарыўны і імпульсны (выпрамяняюцца адзінкавыя імпульсы ці перыядычная паслядоўнасць імпульсаў з частатой паўтарэння да 10​⁷ с​⁻¹.

На Беларусі даследаванні і распрацоўкі Л. праводзяцца ў ін-тах фізікі, электронікі, малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ, БПА і інш. Бел. вучонымі і інжынерамі створаны лазеры на арган. фарбавальніках, рэалізаваны розныя метады кіравання параметрамі лазернага выпрамянення і выкарыстання Л. ў навук. даследаваннях, медыцыне, апрацоўцы інфармацыі.

Літ.:

Степанов Б.И. Лазеры на красителях. М., 1979;

Яго ж. Лазеры сегодня и завтра. Мн., 1987;

Качмарек Ф. Введение в физику лазеров: Пер. с пол. М., 1981;

Тарасов Л.В. Лазеры действительности и надежды. М., 1985;

Войтович А.П., Севериков В.Н. Лазеры с анизотропными резонаторами. Мн., 1988.

П.А.Апанасевіч.

т. 9, с. 100

А́ТАМНЫЯ СПЕ́КТРЫ,

спектры, якія ўзнікаюць пры выпрамяненні і паглынанні фатонаў свабоднымі ці слаба ўзаемадзейнымі атамамі (атамнымі газамі, парай невял. шчыльнасці). Лінейчастыя, складаюцца з асобных спектральных ліній, кожная з якіх адпавядае пераходу электрона паміж двума адпаведнымі ўзроўнямі энергіі атама.

Спектральныя лініі характарызуюцца пэўнымі значэннямі частаты ваганняў святла ν, хвалевага ліку ν/c і даўжыні хвалі $\mathrm{\lambda }=\mathrm{c/\nu }$, дзе c — скорасць святла ў вакууме. Для найбольш простых атамных спектраў, якімі з’яўляюцца спектры атама вадароду і вадародападобных іонаў, месцазнаходжанне спектральных ліній вызначаецца па формуле: $\frac{1}{\mathrm{\lambda }}=\frac{\mathrm{\nu }}{\mathrm{c}}=\frac{{\mathrm{En}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{En}}_{\mathrm{k}}}{\mathrm{hc}}={\mathrm{RZ}}^2(\frac{1}{{{\mathrm{n}}^2}_{\mathrm{k}}}-\frac{1}{{{\mathrm{n}}^2}_{\mathrm{i}}})$ , дзе En — энергія ўзроўню, h — Планка пастаянная, R — Рыдберга пастаянная, Z — атамны нумар, n — галоўны квантавы лік. Спектральныя лініі аб’ядноўваюцца ў спектральныя серыі, адна з якіх (пры ${\mathrm{n}}_{\mathrm{k}}=2$, ${\mathrm{n}}_{\mathrm{i}}=\mathrm{3,\; 4,\; 5}$) наз. серыяй Бальмера; адкрыццё яе ў 1885 дало пачатак выяўленню заканамернасцяў у атамных спектрах. Спектры атамаў шчолачных металаў, якія маюць адзін знешні электрон, падобны да спектра атама вадароду, але зрушаны ў бок меншых частот, колькасць спектральных серый павялічана, заканамернасці ў спектрах апісваюцца больш складанымі формуламі. Атамы, у якіх дабудоўваюцца dw- і f-абалонкі (гл. ў арт. Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева), маюць найб. складаныя спектры (многа соцень і тысяч ліній).

Тэорыя атамных спектраў заснавана на характарыстыцы электронаў у атаме квантавымі лікамі n і 1 і дазваляе вызначыць магчымыя ўзроўні энергіі. Вывучаны спектры вял. колькасці нейтральных і іанізаваных атамаў, расшчапленне спектральных ліній атамаў у магнітным (Зеемана з’ява) і ў электрычным (Штарка з’ява) палях. З дапамогай атамных спектраў вызначаецца састаў рэчыва (спектральны аналіз).

Літ.:

Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскоп я. М., 1962;

Фриш С.Э. Оптические спектры атомов М.; Л., 1963;

Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М., 1977.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 2, с. 68

ЛЮМІНЕСЦЭ́НЦЫЯ (ад лац. lumen святло + -escent суфікс, які абазначае слабае дзеянне),

выпрамяненне, якое з’яўляецца залішкавым над цеплавым выпрамяненнем цела і доўжыцца на працягу часу, значна большага за перыяд светлавых ваганняў. Л. часта наз. халодным святлом (магчыма пры любой т-ры цела). У адрозненне ад раўнаважнага цеплавога выпрамянення, спектр якога не залежыць ад саставу рэчыва, а вызначаецца яго т-рай, Л. — нераўнаважнае выпрамяненне, спектр якога залежыць ад прыроды рэчыва (характэрны менавіта для дадзеных атамаў і малекул). Неабходная ўмова ўзнікнення Л. — папярэдняе паступленне энергіі ў рэчыва і паглынанне яе.

Паводле спосабу ўзбуджэння Л. адрозніваюць фоталюмінесцэнцыю (узбуджаецца святлом), катодалюмінесцэнцыю (паскоранымі электронамі), электралюмінесцэнцыю (эл. полем), хемілюмінесцэнцыю (хім. працэсамі), трыбалюмінесцэнцыю (мех. дэфармацыяй) і інш. Паводле прыроды працэсаў, што адбываюцца ў рэчыве, адрозніваюць Л. самастойную (працэсы адбываюцца ўнутры аднаго цэнтра і свячэнне настае адразу пасля ўзбуджэння), вымушаную (узбуджанае рэчыва пачынае свяціцца пасля вонкавага ўздзеяння — награвання, апрамянення) і рэкамбінацыйную (свячэнне выклікаецца рэкамбінацыяй, г.зн. злучэннем зараджаных часціц — іонаў і электронаў). Кароткачасовая Л. (10​⁻⁸—10​⁻¹⁰ с) наз. флуарэсцэнцыяй, больш працяглае «паслясвячэнне» — фасфарасцэнцыяй. Асн. характарыстыкі Л.: працягласць жыцця часціц ва ўзбуджаным стане (ад ~10​⁻¹⁰ да ~10​⁴ с); квантавы выхад (адносіны колькасці вылучаных квантаў святла да колькасці паглынутых); энергетычны выхад (ккдз); палярызацыя; спектры выпрамянення і ўзбуджэння (залежнасць інтэнсіўнасці свячэння ад даўжыні хвалі выпрамянення і ўзбуджэння). Характарыстыкі Л. маюць важнае значэнне ў люмінесцэнтным аналізе. Л. ў прыродзе (палярнае ззянне, свячэнне некаторых насякомых. мінералаў, гнілякоў) назіралася даўно, сістэматычна вывучаецца з 17 ст. Уклад у вывучэнне Л. зрабілі А.С. і Ж.Бекерзлі, У.Крукс, Ф.Ленард і інш. Многія заканамернасці Л. вызначаны фізікамі школы С.І.Вавілава (гл. Вавілава закон) і А.М.Цярэніна.

На Беларусі даследаванні па Л. праводзяцца з 1950-х г. у Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ, НДІ прыкладных фіз. праблем БДУ і інш. У 1960-я г. створаны навук. цэнтр па Л. (адзін з найбуйнейшых у СССР). Найб. значныя працы школы фізікаў па Л. на чале з Б.І.Сцяпанавым, А.Н.Сеўчанкам, М.А.Барысевічам. Распрацаваны тэорыі Л. складаных малекул і адмоўнай Л., выяўлена і вывучана з’ява стабілізацыі-лабілізацыі электронна-ўзбуджаных шмататамных малекул (гл. Стабілізацыі-лабілізацыі з’ява), даследавана Л. пары складаных малекул, Л. рэдкіх зямель, складаных малекул, уранілавых злучэнняў, малекул біял. важнасці, у т.л. хларафілу і яго аналагаў. На аснове даследаванняў па Л. створаны новыя тыпы лазераў — лазеры на растворах і на пары арган. злучэнняў.

Літ.:

Вавилов С.И. Собр. соч. Т. 1—4. М., 1952—56;

Степанов Б.И. Введение в современную оптику: Поглощение и испускание света квантовыми системами. Мн., 1991;

Борисевич Н.А. Возбужденные состояния сложных молекул в газовой фазе. М., 1967;

Саржевский А.М., Севченко А.Н. Анизотропия поглощения и испускания света молекулами. Мн., 1971.

Г.П.Гурыновіч, Б.М.Джагараў.

т. 9, с. 407

ГАДЗІ́ННІК,

прылада для вымярэння часу. Бываюць: сонечныя, вадзяныя, пясочныя, агнявыя, механічныя, электрычныя (гл. Электрычны гадзіннік), камертонныя, электронныя (гл. Кварцавы гадзіннік), атамныя (гл. Квантавы гадзіннік), наручныя, кішэнныя, настольныя, насценныя, вежавыя (напр., куранты), спецыяльныя (секундамеры, хранометры, шахматныя, праграмныя, радыёмаячныя, падводныя і інш.). Да «прылад часу» адносяць таксама таймер, рэле часу, хранограф і інш. У астр. даследаваннях выкарыстоўваюцца гадзіннікі астранамічныя.

Сонечныя гадзіннікі вядомы з 3-га тыс. да н.э. (Стараж. Вавілон), наз. гноман. Мелі стрыжань ці пласціну, цень ад якіх падала на канічны або плоскі цыферблат. У Вавілоне выкарыстоўвалі і вадзяны гадзіннік — пасудзіну са шкалой, у якую раўнамерна паступала (або з якой выцякала) пэўная колькасць вады за пэўныя адрэзкі часу. Такія гадзіннікі былі пашыраны ў стараж. Егіпце, Іудзеі, Грэцыі, Кітаі і інш. Каля 150 да н.э. грэч. механік Ктэсібій стварыў вадзяны паплаўковы гадзіннік — прататып гадзінніка, што выкарыстоўваўся да 18 ст. Сонечныя гадзіннікі (у т. л. ў выглядзе вял. збудаванняў) выкарыстоўвалі ў абсерваторыях Усходу і Індыі амаль да 17 ст. Пераносныя сонечныя гадзіннікі былі пашыраны ў Еўропе ў 16 ст. У 1736 у Нясвіжы (Беларусь) напісаны на лац. мове курс пра выраб сонечных гадзіннікаў розных канструкцый. Пясочны гадзіннік рабілі з дзвюх (часам цэлай сістэмы) лейкападобных пасудзін, праз звужэнне паміж якімі высыпаўся пясок. Яго шырока выкарыстоўвалі ў мараплаўстве (т.зв. «карабельныя склянкі»), у медыцыне (ім карыстаюцца і цяпер). Для адліку больш працяглых прамежкаў часу служылі (асабліва ў Кітаі) агнявыя гадзіннікі. Гэта былі лямпы з пэўнай колькасцю алею (маглі гарэць суткамі), канструкцыі (напр., спіралі) з пруткоў спец. саставу (маглі раўнамерна гарэць месяцамі), спец. свечкі з меткамі. Звесткі пра механічныя гадзіннікі вядомы з візантыйскіх рукапісаў 578. Першы мех. вежавы гадзіннік пабудаваны ў Мілане ў 1335, у Расіі — у 1404 (на Спаскай вежы Крамля). У 14 ст. створаны мех. гадзіннік са шпіндэльным спускам (меў дакладнасць ходу 0,5 гадз за суткі). Такія гадзіннікі былі надзейныя і праіснавалі да канца 19 ст. Каля 1510 замест гір упершыню ўжыта спружына і створаны кішэнны мех. гадзіннік (Германія). У 1675 у Англіі вынайдзены кручковы механізм — разнавіднасць анкернага спускавога механізма (гл. Анкер), які выкарыстоўваюць і ў цяперашніх ходзіках. Вынаходнік Х.Гюйгенс стварыў мех. гадзіннік з маятнікавым (1657, гл. Маятнік) і балансірным (1675, гл. Балансір) рэгулятарам, з анкерна-якарным спускам (1659). Гадзіннік з біметал. балансірам сканструяваў І.П.Кулібін (1767). З 2-й пал. 19 ст. стаў пашыраны свабодны анкерны ход, які выкарыстоўваецца і ў сучасных наручных і кішэнных гадзінніках. З канца 17 ст. ў кішэнных гадзінніках устанаўліваюць мінутныя стрэлкі, з 1760 — і секундныя. У канцы 19 — пач. 20 ст. ў Швейцарыі створаны матэрыялы (інвар — для маятнікаў, элінвар — для спіралей), якія практычна ліквідавалі тэмпературныя ўздзеянні на ход мех. гадзіннікаў. У пач. 20 ст. з’явіліся электрагадзіннікавыя сістэмы. У 1920—60-я г. распрацаваны асабліва дакладныя гадзіннікі: камертонныя (у іх выкарыстоўваецца эфект ваганняў камертона), кварцавыя (ваганне кварцавай пласціны), атамны (ваганне атамаў); іх дакладнасць адпаведна 10​⁻¹, 10​⁻⁴, 10​⁻⁸ с/сут. Сучасныя мех. гадзіннікі маюць: рухавік (спружына, гіра), сістэму колаў, ход або спускавы механізм, рэгулятар, механізмы заводкі і стрэлачны; могуць мець прыстасаванні, якія паказваюць даты месяца і дні тыдня, проціўдарныя, аўтам. падзавод і інш.

На Беларусі унікальным помнікам сярэдневяковай тэхнікі з’яўляецца вежавы гадзіннік касцёла езуітаў у Гродне, створаны ў 2-й пал. 17 ст. Гэта найстарэйшы маятнікавы гадзіннік з вядомых на тэр. СНД. У яго механізме выкарыстаны анкерны ход, які ажыццяўляецца пад дзеяннем грузу (60 кг), што апускаецца з вышыні 15 м за 36 гадз. Першая ў Рас. імперыі гадзіннікавая ф-ка пабудавана ў 1789 у в. Беражань Горацкага павета (гл. Беражанская гадзіннікавая мануфактура). Масавая вытв-сць наручных гадзіннікаў у СССР пачалася ў 1930, на Беларусі — у 1956 (гл. Мінскі гадзіннікавы завод «Прамень»). З 1975 мінскі з-д «Электроніка» выпускае электронныя наручныя гадзіннікі з лічбавай індыкацыяй на вадкіх крышталях; СКБ «Няміга» распрацоўвае гэтыя гадзіннікі і ажыццяўляе іх серыйнае асваенне; электронныя гадзіннікі выпускае таксама пінскі з-д «Камертон» (з-ды і бюро ўваходзяць у НВА «Інтэграл»). Дэталі да гадзіннікаў пастаўляе Віцебскі з-д гадзіннікавых дэталей.

Літ.:

Пипуныров В.Н. История часов с древнейших времен до наших дней. М., 1982;

Завельский Ф.С. Время и его измерение. 5 изд. М., 1987;

Шполянский В.А., Чернягин Б.М. Электрические приборы времени. М., 1964;

Мясников Л.Л., Булыгин А.С. Атомные часы и система времени. Л., 1972.

У.М.Сацута.

т. 4, с. 420