Verbum

МА́ТРЫЦА РАССЕ́ЯННЯ, S-матрыца,

сукупнасць велічынь (матрыца), якая апісвае пераходы квантавамех. сістэм з аднаго стану ў другі пры іх узаемадзеянні (рассеянні); квантавамех. аператар. Абазначаецца S_fi; звязвае хвалевыя функцыі Ψ_i пачатковага і Ψ_f канчатковага станаў: Ψ_f= S_fi Ψ_i. Уведзена ням. фізікам В.​Гейзенбергам (1943).

М.р. разглядаецца як аператар эвалюцыі сістэмы ад бясконца аддаленага мінулага да бясконца аддаленага будучага ў базісе фіз. станаў, калі ўзаемадзеянне, што выклікала адпаведны пераход сістэмы, можна не ўлічваць. Дыяганальныя элементы М.р. апісваюць пругкія працэсы (пругкае рассеянне), недыяганальныя — няпругкія працэсы (рэакцыі з ператварэннем і нараджэннем часціц). Квадрат модуля элемента М.р. вызначае імавернасць адпаведнага працэсу, а сума імавернасцей працэсаў па магчымых каналах рэакцыі роўная 1 (умова унітарнасці М.р.). М.р. мае інфармацыю аб паводзінах сістэмы, калі вядомы лікавыя значэнні яе элементаў і іх аналітычныя ўласцівасці. Напр., асаблівыя пункты (полюсы) М.р. адпавядаюць звязаным станам сістэмы з дыскрэтнымі ўзроўнямі энергіі. Вызначэнне М.р. — асн. задача квантавай механікі і квантавай тэорыі поля.

Літ.:

Берестецкий В.Б. Динамические свойства элементарных частиц и теория матрицы рассеяния // Успехи физ. наук. 1962. Т. 76, вып. 1.

А.​А.​Богуш.

т. 10, с. 206

ГІ́НЗБУРГ (Віталь Лазаравіч) (н. 4.10.1916, Масква),

расійскі фізік-тэарэтык. Акад. Рас. АН (1966, чл.-кар. з 1953). Чл. акадэмій і навук. т-ваў інш. краін. Скончыў Маскоўскі ун-т (1938). З 1940 у Фіз. ін-це Рас. АН. Навук. працы па фізіцы элементарных часціц, тэорыі выпрамянення, крышталяоптыцы, тэорыі кандэнсаваных асяроддзяў, радыёфізіцы, фізіцы плазмы, гама- і радыёастраноміі, астрафізіцы касм. прамянёў, праблемах высокатэмпературнай звышправоднасці і інш. Пабудаваў квантавую тэорыю эфекту Чаранкова—Вавілава (1940), прапанаваў фенаменалагічную тэорыю сегнетаэл. з’яў (1945), прадказаў пераходнае выпрамяненне (разам з І.​М.​Франкам; 1945), распрацаваў паўфенаменалагічныя тэорыі звышправоднасці (разам з Л.​Д.​Ландау; 1950) і звышцякучасці (разам з Л.​П.​Пітаеўскім; 1958). Даследаваў праблемы квазараў, пульсараў, нейтронных зорак, чорных дзір, эксперым. праверкі агульнай тэорыі адноснасці і інш. Удзельнічаў у работах па стварэнні тэрмаядзернай зброі ў СССР. Ленінская прэмія 1966, Дзярж. прэмія СССР 1953, Вял. залаты медаль імя М.​В.​Ламаносава Рас. АН 1995.

Тв.:

Распространение электромагнитных волн в плазме. М., 1967;

О теории относительности: Сб. ст. М., 1979;

Теоретическая физика и астрофизика. М., 1987;

О физике и астрофизике. 2 изд. М., 1992.

Літ.:

Андреев А.Р. и др. В.​Л.​Гинзбург // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166. № 10.

М.​М.​Касцюковіч.

т. 5, с. 250

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

ПЛАТО́НАЎ (Уладзімір Пятровіч) (н. 1.12.1939, в. Стайкі Аршанскага р-на Віцебскай вобл.),

бел. матэматык. Акад. Нац. АН Беларусі (1972, чл.-кар. 1969). Акад. Рас. АН (1987). Замежны чл. Індыйскай АН (1993). Д-р фіз.-матэм. н. (1967), праф. (1968). Засл. дз. нав. Беларусі (1982). Скончыў БДУ (1961), дзе і працаваў. У 1971—92 у Ін-це матэматыкі АН Беларусі (з 1977 дырэктар). Адначасова ў 1987—92 прэзідэнт АН Беларусі, у 1988—91 старшыня Камітэта па Дзярж. прэміях Беларусі, у 1987—92 гал. рэдактар часопіса «Даклады АН БССР». З 1991 у Ін-це перспектыўных даследаванняў (Прынстан, ЗША). З 1992 у ЗША, Канадзе. Навук. працы па алгебры, алг. геаметрыі, лінейных групах, тапалагічнай алгебры. Распрацаваў агульны метад даследавання лінейных груп, прыведзеную К-тэорыю. Вырашыў праблемы Кнезера—Тытса, Танака—Арціна, праблему рацыянальнасці для групавых алг. мнагастайнасцей над лакальнымі і глабальнымі палямі. Ленінская прэмія 1978. Прэмія Ленінскага камсамола 1968.

Тв.:

Проблема сильной аппроксимации и гипотеза Кнезера—Титса для алгебраических групп // Изв. АН СССР. Сер. мат. 1969. Т. 33, № 6;

Проблема Таннака—Артина и приведенная К-теория // Там жа. 1976. Т. 40, № 2;

Алгебраические группы и теория чисел. М., 1991 (разам з А.​С.​Рапінчуком).

Літ.:

В.​П.​Платонов // Успехи мат. наук. 1990. Т. 45, вып. 3.

т. 12, с. 415

НЬЮ́ТАНА ЗАКО́НЫ МЕХА́НІКІ,

тры законы, на якіх грунтуецца класічная механіка. З’яўляюцца вынікам абагульнення даследаванняў Г.Галілея, Р.Гука, К.Гюйгенса, І.Ньютана і інш.

Сфармуляваны І.​Ньютанам (1687) у наступным выглядае. 1-ы закон: «Кожнае цела працягвае ўтрымлівацца ў сваім стане спакою або раўнамернага і прамалінейнага руху, пакуль і паколькі яно не вымушаецца прыкладзенымі сіламі змяніць гэты стан». 2-і закон: «Змена колькасці руху (імпульсу) прапарцыянальная прыкладзенай рухальнай сіле і адбываецца ў напрамку той прамой, уздоўж якой гэтая сіла дзейнічае». 3-і закон: «Дзеянню заўсёды ёсць роўнае і процілеглае процідзеянне, інакш, узаемадзеянне двух цел адно на аднаго паміж сабой роўныя і накіраваны ў процілеглыя бакі». Паводле сучасных уяўленняў пад целам трэба разумець матэрыяльны пункт, а яго рух разглядаць адносна інерцыяльнай сістэмы адліку. Матэм. фармулёўка 2-га закону: ${\displaystyle d\overrightarrow{p}/dt=\overrightarrow{F}}$ , дзе ${\displaystyle \overrightarrow{p}=m\overrightarrow{v}}$ — імпульс, m — маса і $\overrightarrow{v}$ — скорасць матэрыяльнага пункта, t — час, $\overrightarrow{F}$ — раўнадзейная ўсіх сіл, што дзейнічаюць на матэрыяльны пункт. Н.з.м. выконваюцца для ўсіх макрацел, якія рухаюцца са скарасцямі, значна меншымі за скорасць святла ў вакууме. Рух мікрааб’ектаў (атамаў і малекул) падпарадкоўваецца законам квантавай механікі. Н.з.м. разам з сусветнага прыцягнення законам адыгралі важную ролю ў станаўленні фізічнай карціны свету.

Літ.:

Льоцци М. История физики: Пер. с итал. М., 1970. С. 128—133;

Гинзбург В.Л. К трехсотлетию «Математических начал натуральной философии» Исаака Ньютона // Успехи физ. наук. 1987. Т. 151, вып. 1.

А.​І.​Зубаў.

т. 11, с. 397

А́ТАМНАЯ ФІ́ЗІКА,

раздзел фізікі, прысвечаны вывучэнню будовы і ўласцівасцяў атамаў, а таксама элементарных працэсаў, у якіх яны ўдзельнічаюць. У шырокім сэнсе атамная фізіка (субатамная фізіка) — фізіка мікраскапічных з’яў, якім характэрна перарыўнасць рэчыва і электрамагнітнага выпрамянення і якія падпарадкоўваюцца квантавым законам (гл. Элементарныя часціцы, Атам, Малекула, Фатон).

Гіпотэза, што матэрыя складаецца з атамаў як найменшых непадзельных і нязменных часціц, узнікла ў Стараж. Грэцыі ў 5—33 ст. да нашай эры. Дасканалыя ўяўленні пра атамістычную будову рэчыва склаліся значна пазней. У сярэдзіне 19 ст. дакладна вызначаны паняцці малекулы і атама. У канцы 19 ст. адкрыты электрон, рэнтгенаўскія прамяні і радыеактыўнасць, што дало магчымасць устанавіць складаную будову атама. Сучасную ядз. мадэль атама прапанаваў Э.​Рэзерфард у 1911. Гэта мадэль і квантавыя ўяўленні М.​Планка, А.​Эйнштэйна і інш. далі магчымасць Н.​Бору ў 1913 стварыць першую квантавую тэорыю атама і яго спектраў (гл. Бора тэорыя). У 1923 Л. дэ Бройль выказаў ідэю пра хвалевыя ўласцівасці часціц рэчыва, што было пацверджана эксперыментальна ў доследах па дыфракцыі электронаў у 1927 (гл. Дыфракцыя часціц).

Тэарэтычныя асновы атамнай фізікі закладзены ў 1925—28 працамі В.​Гайзенберга, Э.​Шродынгера, М.​Борна, П.​Дзірака і інш., у выніку чаго ўзніклі квантавая механіка і квантавая электрадынаміка. На гэтай аснове дадзена тлумачэнне вял. колькасці мікраскапічных з’яў і прадказаны шэраг эфектаў на атамна-малекулярным узроўні (гл. Атамныя спектры, Вымушанае выпрамяненне, Зонная тэорыя, Фотаэфект). Для апісання ўласцівасцяў элементарных часціц і іх узаемадзеянняў створана квантавая тэорыя поля. Развіццё атамнай фізікі прывяло да карэннага перагляду асн. уяўленняў і паняццяў фізікі мікраскапічных з’яў і ўзнікнення новых галін ведаў і тэхн. дастасаванняў, напрыклад квантавай электронікі, мікраэлектронікі, фізікі цвёрдага цела. На Беларусі даследаванні па атамнай фізіцы і сумежных навуках праводзяцца з канца 1950-х г. у ін-тах фіз. і фізіка-тэхн. профілю АН, БДУ, Бел. політэхн. акадэміі і інш.

Літ.:

Зубов В.П. Развитие атомистических представлений до начала XIX века. М. 1965;

Хунд Ф. История квантовой физики Киев, 1980;

Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики: Пер. с англ. М. 1985;

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

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 67

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