Verbum

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

ВА́КУУМ (ад лац. vacuum пустата) у тэхніцы, стан разрэджанага газу пры цісках, значна меншых за атмасферны. Паводзіны газу ў вакуумных прыстасаваннях вызначаюцца суадносінамі паміж даўжынёй свабоднага прабегу l малекул або атамаў і памерам d, характэрным для дадзенай прылады ці працэсу (напр., адлегласць паміж сценкамі сасуда, дыяметр трубаправода, адлегласць паміж электродамі). У залежнасці ад суадносін l і d адрозніваюць вакуум нізкі (пры l), сярэдні (пры l ≈ d) і высокі (пры l ≫ d). Пры яшчэ меншых цісках вакуум называюць звышвысокім, калі ў 1 см³ застаецца ўсяго некалькі дзесяткаў малекул (пры атм. ціску ў 1 см³ іх ​^~10​¹⁹).

У вакуумных прыладах і ўстаноўках з d ≈ 10 см нізкаму вакууму адпавядае вобласць ціскаў вышэй за 100 Па, сярэдняму — ад 100 да 0,1 Па, высокаму — ад 0,1 да 10​^-6 Па, звышвысокаму — ніжэй за 10​^-6 Па. Уласцівасці газу ў нізкім вакууме вызначаюцца частымі сутыкненнямі паміж малекуламі газу, цячэнне газу вязкаснае, гал. роля ў праходжанні току належыць іанізацыі малекул. У высокім вакууме ўласцівасці газу вызначаюцца сутыкненнямі яго малекул са сценкамі сасуда, ток праходзіць толькі пры наяўнасці эмісіі электронаў і іонаў электродамі. Уласцівасці газу ў сярэднім вакууме прамежкавыя. Звышвысокі вакуум вызначаецца паводзінамі ў вакууме паверхняў цвёрдых цел. Ствараецца і падтрымліваецца вакуум вакуумнымі помпамі, вентылямі, клапанамі і інш. прыстасаваннямі і прыладамі (гл. Вакуумная тэхніка)-, вымяраецца вакуумметрамі. Выкарыстоўваецца вакуум ў вакуумнай металургіі, пры вакуумаванні бетону і сталі, вакуум-фармаванні вырабаў з тэрмапластаў, стварэнні вакуумных пакрыццяў і інш.

У.М.Сацута.

т. 3, с. 464

ЗВЫШВЫСОКАЧАСТО́ТНАЯ ТЭ́ХНІКА,

галіна навукі і тэхнікі, якая вывучае і выкарыстоўвае ўласцівасці эл.-магн. хваль у дыяпазоне ад 300 МГц да 3000 ГГц. У залежнасці ад тыпу вырашальных задач сістэмы і прылады З.т. падзяляюць на інфармацыйныя (радыёсувязь, тэлебачанне, радыёлакацыя, радыёнавігацыя і інш.) і энергетычныя (прамысл. тэхналогіі, быт. прылады, мед., біял. і хім. абсталяванне, перадача энергіі і інш.). Прылады і сістэмы З.т. выкарыстоўваюцца ў навук. даследаваннях па радыёспектраскапіі, фізіцы цвёрдага цела, ядз. фізіцы, радыёастраноміі, у апаратуры і абсталяванні ваен. прызначэння і інш.

ЗВЧ хвалі па сваіх уласцівасцях набліжаюцца да светлавых, што дазваляе выкарыстоўваць іх для накіраванай перадачы сігналаў. У дыяпазоне ЗВЧ да 10 ГГц страты ў атмасферы Зямлі нязначныя, а хвалі з частатой больш за 30 МГц праходзяць праз іанасферу без адбіцця. Таму ЗВЧ дыяпазон выкарыстоўваецца для далёкай і блізкай (спадарожнікавай) касм. сувязі, даследаванняў радыёвыпрамянення Сонца і інш. касм. аб’ектаў. Перыяд ЗВЧ ваганняў сувымерны з часам пралёту электронаў у міжэлектроднай прасторы звычайных электравакуумных прылад, што вымагае выкарыстанне ў апаратуры ЗВЧ іх спец. тыпаў (клістронаў, магнетронаў, лямпаў бягучай хвалі, мазераў на цыклатронным рэзанансе, гіраконаў і інш.), а таксама паўправадніковых прылад (тунэльных, лавінапралётных, Гана дыёдаў, ЗВЧ транзістараў і інш.). Пашыраны спец. лініі перадачы (напр., дыэл. і поўныя хваляводы прамавугольнага, круглага ці інш. сячэння, палоскавыя, шчылінныя ці кампланарныя лініі), а таксама фільтры ЗВЧ, накіраваныя адгалінавальнікі, цыркулятары, рэзанатары (як вагальныя сістэмы). У ЗВЧ дыяпазоне можна размясціць значна большую колькасць каналаў сувязі, чым на больш нізкіх частотах, што дазваляе ажыццяўляць многаканальную тэлеф., радыё- і тэлевізійную сувязь.

Літ.:

Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т. 2. 2 изд. М., 1972;

Кураев А.А. Мощные приборы СВЧ: Методы анализа и оптимизации параметров. М., 1986.

А.А.Кураеў.

т. 7, с. 41

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

ВАЛЕ́НТНАСЦЬ

(ад лац. valentia сіла),

здольнасць атама хім. элемента ўтвараць пэўную колькасць хімічных сувязяў з інш. атамамі. Паняцце «валентнасць» увёў англ. хімік Э.Франкленд (1853). Велічыня валентнасці атама хім. элемента вызначаецца колькасцю атамаў вадароду (прынята лічыць аднавалентным), якія ён далучае пры ўтварэнні гідрыдаў (злучэнні з вадародам). Напр., атам хлору далучае 1 атам вадароду (хлорысты вадарод HCl), атам кіслароду — 2 атамы (вада H₂O), таму валентнасць хлору і кіслароду ў гэтых злучэннях адпаведна 1 і 2. Паняцце «валентнасць» атрымала развіццё ў квантава-хім. тэорыі хім. сувязі. Паводле гэтай тэорыі велічыня валентнеасці атама (спін-валентнасць) вызначаецца колькасцю электронных пар, якія фарміруюцца пры ўтварэнні хім. сувязяў паміж дадзеным і інш. атамамі за кошт абагульнення іх электронаў з няспаранымі спінамі. Электроны атама, якія могуць удзельнічаць у фарміраванні агульных электронных пар, наз. валентнымі (электроны вонкавых электронных слаёў). У атамах элементаў з недабудаваным перадапошнім слоем (напр., у атамаў жалеза Fe, марганцу Mn, вальфраму W) валентнымі могуць быць і некаторыя электроны гэтага слоя. Многія элементы маюць пераменную валентнасць (напр., у серавадародзе H₂S, аксідах SO₂ і SO₃ валентнасць серы адпаведна 2, 4, 6).

Валентнасць вызначаецца толькі колькасцю кавалентных сувязяў. Для злучэнняў з іоннай сувяззю выкарыстоўваецца паняцце акіслення ступень, якая колькасна роўная валентнасці, але дадаткова характарызуецца дадатным ці адмоўным знакам. У комплексных злучэннях і іонных крышталях каардынацыйны лік атамаў (іонаў) перавышае велічыню спін-валентнасці, таму карыстаюцца паняццем каардынацыйнай валентнасці, якая колькасна роўная суме спін-валентнасці і колькасці атамаў (іонаў), дадаткова звязаных з валентнанасычаным атамам. Напр., у комплексным злучэнні гексафтораалюмінат (III) натрыю Na₃[AlF₆] спін-валентнасць атама алюмінію 3, ступень акіслення +3, але пры ўтварэнні злучэння з AlF₃ і NaF атам валентнанасычанага Al дадаткова хімічна звязваецца з 3 іонамі F​^-, таму каардынацыйная валентнасць алюмінію ў гэтым злучэнні 6. Гл. таксама Комплексныя злучэнні, Малекула, Крышталі.

Літ.:

Чаркин О.П. Проблемы теории валентности, химической связи, молекулярной структуры. М., 1987.

В.В.Свірыдаў.

т. 3, с. 479

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

АХО́ВА АД РАДЫЕАКТЫ́ЎНЫХ ВЫПРАМЯНЕ́ННЯЎ,

сукупнасць фіз. і хім. сродкаў аховы арганізма, накіраваных на стварэнне бяспечных умоў працы персаналу і пражывання насельніцтва пры магчымым уздзеянні радыеактыўнага выпрамянення. Уключае: ахову ад вонкавага выпрамянення «закрытых» крыніц (радыеактыўныя прэпараты, ядз. рэактары, рэнтгенаўскія і паскаральныя ўстаноўкі і інш.); ахову біясферы ад забруджвання радыеактыўнымі рэчывамі «адкрытых» радыеактыўных крыніц (адходы ядз. прам-сці, прадукты выпрабаванняў ядз. зброі і выкідаў прадпрыемствамі атамнай прам-сці, работа з «адкрытымі» радыеактыўнымі прэпаратамі і інш.).

Ахова ад вонкавага выпрамянення мае на мэце аслабленне выпрамянення пры яго ўзаемадзеянні з рэчывам асяроддзя: для паглынання альфа- і бэта-часціц дастаткова аркуша паперы, гумавых пальчатак, адзення ці слоя паветра таўшч. 8—9 см; для паглынання электронаў — некалькіх мм алюмінію, плексігласу або шкла; для паглынання гама-квантаў — матэрыялы, якія ўключаюць элементы з вял. атамнымі нумарамі (вальфрам, свінец, жалеза і інш.), для нейтронаў — водазмяшчальныя рэчывы (парафін, гідрыды металаў, бетон і інш.). Каб знізіць пранікальную здольнасць другаснага выпрамянення (напр., жорсткага зыходнага гама-выпрамянення, тармазнога выпрамянення пры паглынанні бэта-часціц), дадаткова ўжываюць літый або бор. Ахова ад вонкавага апрамянення праводзіцца з улікам спектральнага складу іанізавальнага выпрамянення, магутнасці яго крыніц, адлегласці, на якой знаходзіцца абслуговы персанал, і працягласці знаходжання ў сферы ўздзеяння выпрамянення. Ахоўныя прыстасаванні падзяляюцца на суцэльныя, частковыя, ценявыя і паасобныя (ахоўныя сцены, перакрыцці падлогі і столі, дзверы, назіральныя вокны, кантэйнеры і інш.). Ахова біясферы прадугледжвае спец. захады па зніжэнні канцэнтрацыі радыеактыўных рэчываў у вадзе і паветры да гранічна дапушчальных канцэнтрацый (пастаянна ўдакладняюцца і пераглядаюцца; гл. Дозы выпрамянення). Уздзеянне радыеактыўных рэчываў, што трапляюць у арганізм чалавека і жывёлы, зніжаюць пры дапамозе радыеахоўных рэчываў, якія ўводзяць у арганізм перад ці на працягу ўздзеяння іанізавальнай радыяцыі. Іх умоўна падзяляюць на сродкі агульнабіял. дзеяння, якія павышаюць натуральную радыерэзістэнтнасць — агульную супраціўляльнасць арганізма (вадкія экстракты і настойкі элеўтэракоку калючага, жэньшэню, лімонніку кітайскага, лагахілусу, вітаміны, гармоны, каферменты, вітамінна-амінакіслотныя комплексы, некат. мікраэлементы і антыбіётыкі, біястымулятары) і спецыфічныя радыеахоўныя рэчывы — радыепратэктары, якія ствараюць умовы штучнай радыерэзістэнтнасці. Да іх належаць пераважна рэчывы сінт. паходжання, увядзенне якіх за некалькі мінут ці гадзін перад апрамяненнем у арганізм чалавека і жывёлы паніжае ўздзеянне іанізавальнага выпрамянення. Найбольш эфектыўныя індалілалкіламіны і серазмяшчальныя злучэнні (напр., амінаалкілтыяфасфаты, пептыды і адпаведныя ім дысульфіды, серазмяшчальныя амінакіслоты, дытыякарбаматы, вытворныя тыязалідзіну). Яны выкарыстоўваюцца ў асноўным для індывід. засцярогі арганізма ад вонкавага апрамянення ў надзвычайных абставінах (аварыйныя, ваен. ўмовы) і для пераважнай аховы нармальных тканак пры прамянёвай тэрапіі злаякасных пухлін. Найбольш эфектыўныя сумесі з радыепратэктараў, якія валодаюць рознымі механізмамі ахоўнага дзеяння.

Ва ўстановах, дзе праводзяцца работы з крыніцамі іанізавальных выпрамяненняў, ажыццяўляецца дазіметрычны і радыеметрычны кантроль. Пры рабоце з «закрытымі» крыніцамі робяць замеры індывід. дозаў для ўсіх відаў апрамянення, перыядычны кантроль магутнасцяў дозаў на рабочых месцах і ў сумежных памяшканнях. Пры правядзенні работ з вял. крыніцамі ўстанаўліваюць прылады з аўтам. сігналізацыяй. Пры наяўнасці «адкрытых» крыніц дадаткова кантралююць колькасць радыеактыўных рэчываў у паветры рабочых памяшканняў, забруджанне рабочых паверхняў, абсталявання, рук і адзення працуючых, радыеактыўнасць сцёкавых водаў і паветра, што выдаляецца ў атмасферу. У выпадках буйнамаштабных аварый на АЭС (накшталт Чарнобыльскай) прадугледжваюцца паэтапныя мерапрыемствы: першачарговыя — укрыццё, эвакуацыя і ўвядзенне стабільнага ёду насельніцтву ў першыя дні пасля аварыі; перасяленне, абмежаванні на ўжыванне харч. прадуктаў з забруджаных тэрыторый, дэзактывацыйныя работы і рэкультывацыя с.-г. угоддзяў і інш.

Літ.:

Владимиров В.Г., Красильников И.И., Арапов О.В. Радиопротекторы: структура и функция. Киев, 1989;

Beir V. Health effects of exposure to low levels of ionizing radiation. Washington, 1990.

т. 2, с. 147