Verbum

МА́ЯТНІК,

цвёрдае цела, здольнае пад уздзеяннем прыкладзеных сіл вагацца вакол нерухомага пункта ці восі. Ваганні могуць адбывацца пад дзеяннем сілы цяжару, калі вось М. не супадае з цэнтрам цяжару цела, або пад дзеяннем сіл пругкасці, што ўзнікаюць пры дэфармацыях сціскання-расцяжэння і кручэння.

Адрозніваюць матэматычны маятнік (напр., невял. масіўны груз на доўгім нерасцяжным падвесе), фізічны маятнік (маса цела размеркавана па ўсёй даўжыні падвеса), а таксама спружынны М. (груз, падвешаны на спружыне, здольнай да дэфармацыі сціскання-расцяжэння) і круцільны М. (дыск, падвешаны на лёгкім стрыжні, здольным да дэфармацыі кручэння). Пры гарманічных ваганнях цыклічная частата ω і перыяд Τ = 2π / ω ваганняў М. вызначаюцца інертнымі і пругкімі ўласцівасцямі сістэмы. Напр., для спружыннага М. ω​² = k/m, дзе k — каэфіцыент жорсткасці спружыны, m — маса грузу; для круцільнага М. ω​² = D/I, дзе D — модуль кручэння падвеса (гл. Модулі пругкасці), I — момант інерцыі дыска. Уласцівасці М. выкарыстоўваюцца ў розных прыладах для вызначэння часу, момантаў інерцыі, паскарэння свабоднага падзення і інш. дынамічных характарыстык мех. сістэм.

А.І.Болсун.

т. 10, с. 243

ГА́МА-ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ (γ-выпрамяненне),

караткахвалевае эл.-магн. выпрамяненне з даўжынёй хвалі, меншай за 2·10​⁻¹⁰ м. Узнікае пры распадзе радыеактыўных ядраў (гл. Радыеактыўнасць), тармажэнні хуткіх зараджаных часціц у рэчыве (гл. Тармазное выпрамяненне), сінхратронным выпрамяненні, а таксама пры анігіляцыі электронна-пазітронных пар і ў інш. ядз. рэакцыях. З прычыны кароткай даўжыні хвалі ў гама-выпрамяненні выразныя карпускулярныя ўласцівасці (гл. Комптана эфект, Фотаэфект), хвалевыя (дыфракцыя, інтэрферэнцыя) выражаны слаба.

Асн. характарыстыка гама-выпрамянення — энергія асобнага γ-кванта E_γ = hν, дзе h — Планка пастаянная, ν — частата выпрамянення. Пры пераходзе ядра атама з узбуджанага стану з энергіяй E_i у больш нізкі энергет. стан E_k выпрамяняецца γ-квант з энергіяй E_γ = E_i = E_k E_γ = E_i — E_k. У выніку гэтага гама-выпрамянення ядраў мае лінейчасты спектр. Натуральныя радыеактыўныя крыніцы даюць гама-выпрамяненню з энергіяй да некалькіх мегаэлектронвольтаў (МэВ), у ядз. рэакцыях атрымліваюцца γ-кванты з энергіяй да дзесяткаў Мэв, а пры тармазным выпрамяненні — да соцень Мэв і больш. Гама-выпрамяненне — адно з найбольш пранікальных выпрамяненняў (пранікальнасць залежыць ад энергіі γ-квантаў і шчыльнасці рэчыва).

Гама-выпрамяненне выкарыстоўваецца для выяўлення дэфектаў у вырабах і дэталях (гл. Дэфектаскапія), экспрэснага колькаснага вызначэння волава ў рудах, стэрылізацыі харч. прадуктаў, гаматэрапіі злаякасных пухлін і інш.

А.І.Болсун.

т. 5, с. 8

ЛЯ́МПА ЗВЫШВЫСОКАЧАСТО́ТНАЯ,

электравакуумная прылада для ўзмацнення і генерыравання звышвысокачастотных эл.-магн. ваганняў (частата больш за 300 МГц). Выкарыстоўваецца ў электроніцы і радыётэхніцы (гл. Звышвысокачастотная тэхніка).

Паводле прынцыпу работы, фіз. працэсаў у лямпе і механізма пераўтварэння энергіі Л.з. падзяляюцца на 4 класы. Да 1-га адносяць лямпы з сеткавым кіраваннем, якія ад нізкачастотных лямпаў адрозніваюцца спец. канструкцыяй, што забяспечвае малы ўплыў міжэлектродных ёмістасцей і індуктыўнасцей вывадаў. 2-і клас складаюць Л.з. О-тыпу, дзе выкарыстоўваецца мадуляцыя электронаў па скорасці і наступная іх фазавая групоўка ў працяглых лінейных сістэмах. Да іх адносяць клістрон, лямпу адваротнай хвалі О-тыпу, лямпу бягучай хвалі О-тыпу. 3-і клас — лямпы М-тыпу, дзе працэсы фазавай групоўкі і пераўтварэння энергіі адбываюцца ў перакрыжаваных пастаянных эл. і магн. палях. Бываюць лямпы з катодам у прасторы ўзаемадзеяння (напр., магнетрон) і катодам па-за межамі гэтай прасторы (напр., лямпа адваротнай хвалі М-тыпу, лямпа бягучай хвалі М-тыпу). Да 4-га класа адносяць Л.з. з перыядычнымі электроннымі патокамі, дзе выкарыстоўваецца ўзаемадзеянне вінтавых, спіралізаваных, трахаідальных і інш. электронных патокаў з незапаволенымі эл.-магн. хвалямі ў гладкасценных эл.-дынамічных сістэмах, напр., мазер на цыклатронным рэзанансе, лазер на свабодных электронах, гіратрон, пеніятрон.

Літ.:

Кураев А.А. Сверхвысокочастотные приборы с периодическими электронными потоками. Мн., 1971;

Кураев А.А., Байбурин В.Б., Ильин Е.М. Математические модели и методы оптимального проектирования СВЧ приборов. Мн., 1990.

А.А.Кураеў.

т. 9, с. 423

ГУК,

ваганні часцінак пругкага асяроддзя (газападобнага, вадкага або цвёрдага), якія распаўсюджваюцца ў ім у выглядзе хваль; пругкія хвалі малой інтэнсіўнасці. У залежнасці ад частаты ваганняў адрозніваюць чутныя гукі (частата ад 16 Гц да 20 кГц; выклікаюць гукавыя адчуванні пры ўздзеянні на органы слыху чалавека), інфрагук (умоўна ад 0 да 16 Гц), ультрагук (ад 20 кГц да 1 ГГц) і гіпергук (больш за 1 ГГц; верхняя мяжа вызначаецца атамна-малекулярнай будовай асяроддзя). Гук вывучаецца ў акустыцы.

Гук можа ўзнікаць у выніку розных працэсаў, што выклікаюць узбурэнне асяроддзя (мясц. змена ціску або мех. напружання ад раўнаважнага значэння, лакальныя зрушэнні часцінак ад стану раўнавагі). У газападобных і вадкіх асяроддзях распаўсюджваюцца падоўжныя хвалі, скорасць якіх вызначаецца сціскальнасцю і шчыльнасцю асяроддзя (гл. Скорасць гуку); у цвёрдых целах акрамя падоўжных могуць распаўсюджвацца папярочныя і паверхневыя акустычныя хвалі са скарасцямі, якія вызначаюцца пругкімі канстантамі і шчыльнасцю (гл. Фанон). У некат. выпадках назіраецца дысперсія гуку (гл. Дысперсія хваль), абумоўленая фіз. працэсамі ў рэчыве, а таксама хваляводным характарам распаўсюджвання ў абмежаваных аб’ёмах. Пры распаўсюджванні гуку маюць месца звычайныя для ўсіх тыпаў хваль з’явы інтэрферэнцыі, дыфракцыі, затухання (гл. Паглынанне гуку). Калі памер перашкод ці неаднароднасцей асяроддзя вялікі (у параўнанні з даўжынёй хвалі), распаўсюджванне падпарадкоўваецца законам геаметрычнай акустыкі. Пры распаўсюджванні гукавых хваль вял. амплітуды адбываюцца паступовае скажэнне формы гарманічнай хвалі і набліжэнне яе да ўдарнай і інш. эфекты (гл. Нелінейная акустыка, Кавітацыя). Гук выкарыстоўваецца для сувязі і сігналізацыі (напр., у водным асяроддзі гэта адзіны від сігналаў для сувязі, навігацыі і лакацыі; гл. Гідраакустыка), нізкачастотны гук — пры даследаваннях зямной кары, ультрагук — у кантрольна-вымяральных мэтах (напр., у дэфектаскапіі), для актыўнага ўздзеяння на рэчыва (ультрагукавая ачыстка, мех. апрацоўка, зварка, рэзка і інш.), высокачастотны гук (асабліва гіпергук) — пры даследаваннях у фізіцы цвёрдага цела.

П.С.Габец, А.Р.Хаткевіч.

т. 5, с. 522

МУТА́ЦЫІ (ад лац. mutatio змяненне, змена),

раптоўныя, натуральныя або выкліканыя штучна спадчынныя змены генетычнага матэрыялу, якія прыводзяць да змены прыкмет арганізма. Уласцівы ўсім формам жыцця. Бываюць прамыя (іх праяўленне прыводзіць да адхілення прыкмет дзікага тыпу) і зваротныя (поўнасцю або часткова аднаўляецца дзікі тып); генератыўныя (адбываюцца ў палавых клетках і перадаюцца наступным пакаленням), саматычныя (адбываюцца ў інш. клетках арганізма і перадаюцца ў спадчыну пры вегетатыўным размнажэнні), ядзерныя (закранаюць храмасомы ядра), цытаплазматычныя (закранаюць генет. матэрыял у арганоідах клеткі — мітахондрыях, пластыдах і інш.). У залежнасці ад характару змен у генет. матэрыяле адрозніваюць М.: кропкавыя, інсерцыі, храмасомныя перабудовы (аберацыі) і М. са зменай колькасці храмасом. Кропкавыя М. — устаўкі ці выпадзенні і змены пары нуклеатыдаў ДНК (або нуклеатыду РНК); яны зменьваюць функцыю некат. генаў. Інсерцыі — устаўкі малекул ДНК у ген, прыводзяць да яго інактывацыі або да моцнага палярнага эфекту. Храмасомныя перабудовы ўзнікаюць у выніку рэкамбінацыі негамалагічных участкаў генет. матэрыялу. Змены колькасці храмасом у клетках арганізма бываюць кратныя (поліплаідыя, гаплаідыя) і не кратныя гаплоіднаму набору (анеўплаідыя). Часта М. таксама падзяляюць на генныя (усе кропкавыя М.), храмасомныя і геномныя (змена колькасці храмасом). У залежнасці ад фенатыпічных праяўленняў адрозніваюць М. марфал., біяхім., лятальныя, дамінантныя, рэцэсіўныя і інш. Індуцыраваныя М. ўзнікаюць ад выкліканага ўздзеяннем мутагенаў парушэння нармальных працэсаў рэдуплікацыі, рэкамбінацыі, рэпарацыі або разыходжання носьбітаў генет. інфармацыі. Спантанныя М. ўзнікаюць як памылкі пры ўзнаўленні генет. матэрыялу (рэдуплікацыя не адбываецца з абс. дакладнасцю, а працэсы рэпарацыі не бываюць абс. эфектыўныя). Іх частата генетычна абумоўлена ў кожнага віду і падтрымліваецца на аптымальным узроўні. Большасць М. шкодныя — мутантны ген можа выклікаць спадчыннае захворванне, выродлівасць або гібель арганізма, што развіваецца. Генныя М., якія паляпшаюць уласцівасці, узнікаюць рэдка. Яны Даюць матэрыял Для натуральнага і штучнага адбору і з’яўляюцца неабходнай умовай эвалюцыі ў прыродзе і селекцыі карысных форм раслін, жывёл і мікраарганізмаў.

Літ.:

Щербаков В.К. Мутации в эволюции и селекции растений. М., 1982;

Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. М., 1989.

Р.Г.Заяц.

т. 11, с. 40

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