Verbum

МЮО́НЫ, мю-мезоны,

нестабільныя зараджаныя элементарныя часціцы, якія маюць спін ½, час жыцця 2,2∙10​⁻⁶ с і масу прыкладна ў 207 разоў большую за масу электрона; адносяцца да лептонаў. Адмоўна зараджаны (μ​⁻) і дадатна зараджаны (μ​⁺) М. з’яўляюцца антычасціцамі адзін аднаго.

Эксперыментальна выяўлены ў касм. праменях амер. фізікамі К.​Андэрсанам і С.​Недэрмаерам (1936—37). Асн. крыніцы М. — распад піонаў і каонаў (гл. Мезоны), якія інтэнсіўна нараджаюцца пры сутыкненнях адронаў, працэс нараджэння пар μ​⁻ μ​⁺ фатонамі высокіх энергій, распады гіперонаў, «зачараваных» часціц і інш. Па сваіх уласцівасцях ва ўсіх вядомых узаемадзеяннях μ​⁻ паводзіць сябе аналагічна электрону, ад якога адрозніваецца толькі масай (μ — е-універсальнасць). Слабае ўзаемадзеянне М. выклікае іх распад на электрон (ці пазітрон) і адпаведнае нейтрына, што вызначае час жыцця М. у вакууме. У рэчыве павольныя М. страчваюць энергію на іанізацыю атамаў і могуць спыняцца. Пры гэтым μ​⁻ прыцягваецца ядром атама і ўтвараецца мезаатам, а μ​⁺ далучае да сябе электрон і ўтвараецца мюоній.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 11, с. 62

ПАТЭНЦЫЯ́Л у фізіцы,

характарыстыка фіз. сілавых палёў (эл., магн., гравітацыйных), а таксама палёў вектарных фіз. велічынь (напр., поля скарасцей у вадкасці). Ідэя П. напанавана прапанавана Ж.Л.Лагранжам (1775) і П.С.Лапласам (1782), тэорыя створана незалежна Дж.Грынам (1828) і К.Ф.Гаўсам (1840).

Для вектарнага поля $\overrightarrow{a}=\overrightarrow{a}\text{(}x,y,z\text{)}$ , зададзенага ў пункце з каардынатамі x, y, z, П. (патэнцыяльнай функцыяй) з’яўляецца такая скалярная функцыя U = U(x, y, z), што $\overrightarrow{a}=gradU$ (гл. Градыент); у гэтым выпадку вектарнае поле $\overrightarrow{a}$ наз. патэнцыяльным. Часам П. наз функцыю φ(x, y, z) = −U(x, y, z). П. выкарыстоўваецца для апісання узаемадзеяння часціцы з полем і адшукання фіз. палёў па зададзеных размеркаваннях іх крыніц (гл. Поля тэорыя). П. электрастатычны — энергетычная характарыстыка электрастатычнага поля. Вызначаецца формулай φ = W/q, дзе W — патэнцыяльная энергія ўзаемадзеяння эл. зараду q з электрастатычным полем, напружанасць якога $\overrightarrow{E}=-grad\mathrm{\phi }$ . П. вызначаецца з дакладнасцю да адвольнай пастаяннай (найб. важнае значэнне мае рознасць патэнцыялаў). Адзінка П. электрастатычнага ў СІ — вольт.

А.​І.​Болсун.

т. 12, с. 186

ВАКУУММЕ́ТР,

прылада для вымярэння ціску газаў, ніжэйшага за атмасферны. Падзяляюцца на абсалютныя (напр., вадкасныя, дэфармацыйныя, кампрэсійныя) і адносныя (радыеметрычныя, цеплавыя, іанізацыйныя). Кожны тып вакуумметра разлічаны на вымярэнні ў пэўных межах ціску. Выкарыстоўваюцца ў энергетыцы, электроніцы, вакуумнай металургіі, хім. і харч. прам-сці.

Абсалютныя вакуумметры вымяраюць ціск непасрэдна; іх паказанні не залежаць ад роду газу. У вадкасных вакуумметрах вымераны ціск (рознасць ціскаў) ураўнаважваецца ціскам слупа вадкасці. Дзеянне кампрэсійных вакуумметраў заснавана на Бойля—Марыёта законе У рэфармацыйных вакуумметрах ціск вымяраецца па дэфармацыі адчувальнага элемента (сільфон, мембрана і інш.). Адносныя вакуумметры вымяраюць фіз. велічыні, залежныя ад ціску газу; градуіруюцца па абсалютных узорных вакуумметрах; іх паказанні залежаць ад роду газу. Прынцып дзеяння радыеметрычных вакуумметрах заснаваны на радыеметрычным эфекце, цеплавых — на цеплаабмене напаленай металічнай ніці, іанізацыйных — на вымярэнні сілы іоннага току; крыніца іанізацыі — паток электронаў ад напаленага катода, α- або β-часціцы.

М.​І.​Дудо.

т. 3, с. 465

ГАЛІЛЕ́Я ПЕРАЎТВАРЭ́ННІ,

пераўтварэнні каардынат і часу рухомай часціцы пры пераходзе ад адной інерцыйнай сістэмы адліку (ІСА) да іншай у класічнай механіцы.

Для дзвюх ІСА K (x, y, z) і K′ (x′, y′, z′), якая рухаецца адносна K з пастаяннай скорасцю $\overrightarrow{u}$ уздоўж восі Ox, Галілея пераўтварэнні маюць выгляд: ${\displaystyle \mathrm{x}\text{′}=\mathrm{x}-\mathrm{ut}}$ , ${\displaystyle \mathrm{y}\text{′}=\mathrm{y}}$ , ${\displaystyle \mathrm{z}\text{′}=\mathrm{z}}$ , ${\displaystyle \mathrm{t}\text{′}=\mathrm{t}}$ , дзе x, y, z і x′, y′, z′ — каардынаты, t і t′ — моманты часу ў сістэмах K і K′ адпаведна. Такім чынам, у класічнай механіцы прамежкі часу паміж пэўнымі падзеямі і адлегласці паміж фіксаванымі пунктамі аднолькавыя ва ўсіх ІСА. З Галілея пераўтварэнняў вынікае закон складання скарасцей ${\displaystyle \overrightarrow{v}\text{′}=\overrightarrow{v}-\overrightarrow{u}}$ , а таксама аднолькавасць паскарэнняў ${\displaystyle (\overrightarrow{a}\text{′}=\overrightarrow{a})}$ ва ўсіх ІСА. Апошняе з улікам пастаянства масы прыводзіць да інварыянтнасці ўраўненняў класічнай механікі ва ўсіх ІСА, што і з’яўляецца матэм. абгрунтаваннем Галілея прынцыпу адноснасці. Пры скарасцях руху, блізкіх да скорасці святла ў вакууме, Галілея пераўтварэнні замяняюцца Лорэнца пераўтварэннямі.

А.​І.​Болсун.

т. 4, с. 461

ЛАНЦУГО́ВАЯ Я́ДЗЕРНАЯ РЭА́КЦЫЯ,

ядзерная рэакцыя, у якой часціцы, што выклікаюць яе, утвараюцца як прадукты гэтай рэакцыі. Звязана з вял. энергавыдзяленнем (каля 200 МэВ на кожны акт дзялення ядра урану ці плутонію) і праходзіць з удзелам павольных ці хуткіх нейтронаў. Выкарыстоўваецца як крыніца энергіі (гл. Ядзерны рэактар), на ёй заснаваны прынцып работы ядзернай зброі.

Адзіная вядомая Л.я.р. — рэакцыя дзялення урану і некаторых трансуранавых элементаў пад уздзеяннем нейтронаў — здзейснена Э.Фермі (1942) з дапамогай уран-графітавага рэактара. Суправаджаецца выдзяленнем некалькіх нейтронаў, якія ў сваю чаргу могуць захоплівацца нераздзеленымі ядрамі і выклікаць іх дзяленне. Характарыстычная велічыня Л.я.р — каэфіцыент размнажэння k, які вызначаецца ўсярэдненымі лікамі актаў дзялення ў паслядоўных звёнах ланцуга. Самападтрымная рэакцыя магчыма толькі пры к>1; маса дзялільнага рэчыва для здзяйснення такой рэакцыі наз. крытычнай; яе велічыня залежыць ад формы і ізатопнага складу гэтага рэчыва і вагаецца ад соцень грамаў да соцень тон. Рухомыя стрыжні з матэрыялу, які добра паглынае павольныя нейтроны, дазваляюць зрабіць Л.я.р. кіравальнай.

Э.​А.​Рудак.

т. 9, с. 126

ПРАПАРЦЫЯНА́ЛЬНЫ ЛІЧЫ́ЛЬНІК,

газаразрадная прылада для рэгістрацыі іанізавальных выпрамяненняў, выхадны сігнал якой прапарцыянальны энергіі зарэгістраванай часціцы.

Зараджаная часціца пры праходжанні праз газ, які запаўняе П.Л., стварае на сваім шляху іон-электронныя пары, лік якіх залежыць ад энергіі, страчанай часціцай у газе. У адрозненне ад іанізацыйнай камеры анодная нітка П.л. мае малую таўшчыню (да 0,1 мм і менш), у выніку чаго электроны паблізу ад яе набываюць энергію, дастатковую для другаснай іанізацыі і на анод прыходзіць лавіна электронаў. Паводле энергет. раздзялення П.л. пераўзыходзіць сцынтыляцыйны лічыльнік, але саступае паўправадніковаму дэтэктару, аднак у адрозненне ад яго дазваляе працаваць у вобласці энергій, меншых за 1 кэВ У фізіцы высокіх энергій пашыраны прапарцыянальныя камеры, што налічваюць некалькі дзесяткаў тысяч П.л., далучаных да ЭВМ, якая запамінае і апрацоўвае інфармацыю. П.л. выкарыстоўваюцца ў ядз. фізіцы, фізіцы касм. прамянёў, астрафізіцы, тэхніцы, медыцыне, геалогіі і інш.

т. 13, с. 14

КВА́НТАВАЯ МЕХА́НІКА, хвалевая механіка,

тэорыя, якая ўстанаўлівае спосаб апісання і законы руху мікрачасціц (электронаў у атаме, атамаў у малекуле, нуклонаў у ядрах і інш.). Дае магчымасць апісаць структуру атамаў і зразумець іх спектры, устанавіць прыроду хім. сувязі, растлумачыць перыяд. сістэму элементаў і г.д. З’яўляецца тэарэт. асновай атамнай і ядз. фізікі, фізікі цвёрдага цела.

Мікрааб’ектам уласціва своеасаблівая дваістасць: у залежнасці ад умоў яны могуць паводзіць сябе як часціцы ці як хвалі (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Таму тэарэт. апісанне мікраскапічных з’яў патрабуе аб’яднання ўзаемна несумяшчальных фіз. характарыстык, чаго нельга ажыццявіць у межах класічнай фізікі ўнутрана несупярэчлівым спосабам (гл. Дапаўняльнасці прынцып). Пры гэтым немагчыма адначасовае выкарыстанне некаторых фіз. велічынь, напр., каардынат і імпульсу часціцы. Для мікрачасціцы не мае сэнсу, напр., такое паняцце, як рух уздоўж траекторыі; усе тэарэт. сцвярджэнні адносна выніку пэўных узаемадзеянняў маюць імавернасны характар.

К.м. ўзнікла як развіццё ўяўленняў М.Планка (1900) адносна квантавання дзеяння, А.Эйнштэйна (1905, 1916) пра карпускулярныя ўласцівасці святла (гл. Планка закон выпрамянення), напаўкласічнай мадэлі атама Н.Бора (1913, гл. Бора тэорыя), ідэі Л. дэ Бройля адносна хвалевых уласцівасцей мікрачасціц (гл. Хвалі дэ Бройля). Фундаментальнае развіццё К.м. атрымала ў працах В.Гайзенберга (1925), Э.Шродынгера і П.Дзірака (1926). Паводле К.м. ўсю інфармацыю пра фіз. стан мікрасістэмы змяшчае хвалевая функцыя. Яна вызначае размеркаванне імавернасці для розных фіз. велічынь, якія характарызуюць сістэму (становішча ў прасторы, імпульс, энергія і г.д.; М.Борн, 1926). Кожнай класічнай фіз. велічыні ў К.м. адпавядае пэўны аператар, уласныя значэнні якога супадаюць з назіральнымі значэннямі фіз. велічыні (гл. Аператары). Магчымыя станы сістэмы апісваюцца адпаведнымі ўласнымі функцыямі. У залежнасці ад таго, дыскрэтную ці неперарыўную паслядоўнасць утвараюць уласныя значэнні аператара, адпаведная фіз. велічыня з’яўляецца квантаванай ці неквантаванай (гл. Квантаванне). Калі аператары 2 фіз. велічынь (L і M) не камутуюць, г. зн. што вынік дзеяння аператараў L і M на хвалевую функцыю Ψ залежыць ад парадку іх дзеяння $\text{(}\hat{L}\hat{M}\mathrm{\Psi }\ne \hat{M}\hat{L}\mathrm{\Psi }\text{)}$ , то рэалізацыя такіх станаў мікрасістэмы, у якіх адпаведныя фіз. велічыні адначасова мелі б пэўнае значэнне, немагчыма; найперш гэта датычыць аператараў каардынат і імпульсу (гл. Неазначальнасцей суадносіны). Камутатыўнасць аператараў пэўных фіз. велічынь з аператарам энергіі азначае, што гэтыя фіз. велічыні з цягам часу не мяняюцца, г. зн. з’яўляюцца інтэграламі руху. Асн. інтэграл руху ў К.м. — энергія. Для дакладнага вызначэння стану мікрасістэмы неабходна ведаць энергію і інш. ўзаемна камутатыўныя інтэгралы руху, якімі, напр., для часціцы ў полі цэнтральных сіл з’яўляюцца квадрат моманту імпульсу і адна з яго праекцый. Калі інтэгралы руху маюць дыскрэтны спектр, стан сістэмы вызначаецца з дапамогай квантавых лікаў.

Прадказанні К.м. пераходзяць у адпаведныя вынікі класічнай механікі, калі для фіз. сістэмы велічыні размернасці дзеяння становяцца значна большымі, чым пастаянная Планка h (гл. Адпаведнасці прынцып). Абагульненне асн. ідэй К.м. на выпадак, калі энергія руху часціц параўнальная з энергіяй спакою (гл. Адноснасці тэорыя), дало магчымасць прадказаць існаванне антычасціц, стварыць тэорыю ўласнага моманту колькасці руху (гл. Спін) і інш. К.м. з’яўляецца мех. тэорыяй, таму не можа паслядоўна разглядаць працэсы паглынання святла і эл.-магн. выпрамянення. Яна дае набліжаныя метады разліку, дастатковыя для патрэб атамнай і часткова ядз. фізікі. Паслядоўную тэорыю ўзаемадзеяння фатонаў з электрычна зараджанымі часціцамі дае квантавая электрадынаміка. Ураўненні К.м. даюць магчымасць дакладна вылічыць магчымыя ўзроўні энергіі (гл. Шродынгера ўраўненне) мікрасістэмы, а таксама імавернасць пераходаў паміж імі. Гл. таксама Квантавая тэорыя поля, Абменнае ўзаемадзеянне.

На Беларусі работы па К.м. пачаты ў 1930-я г. ў БДУ (Ф.​І.​Фёдараў), у пасляваен. гады вядуцца пераважна ў БДУ і Ін-це фізікі Нац. АН Беларусі.

Літ.:

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Пер. с англ. Вып. 8—9. М., 1966—67;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989;

Борисоглебский Л.А. Квантовая механика. 2 изд. Мн., 1988.

Л.​М.​Тамільчык.

т. 8, с. 208

ДЫФУ́ЗІЯ (ад лац. diffusio распаўсюджванне, расцяканне, рассейванне),

перанос рэчыва за кошт цеплавога руху часціц (малекул, атамаў і інш.) у адна- ці шматкампанентным газавым або кандэнсаваным асяроддзі; узаемнае пранікненне рэчываў, якія мяжуюць адно з адным. Адбываецца пры наяўнасці градыента канцэнтрацыі і вядзе да раўнамернага размеркавання рэчыва па ўсім аб’ёме сістэмы.

Д. ўласціва газам, вадкасцям і цвёрдым целам. Працякае з рознай скорасцю (найб. хутка ў газах), што абумоўлена характарам цеплавога руху. Дыфундзіраваць могуць завіслыя часцінкі прымесей (з прычыны броўнаўскага руху) і часціцы самога асяроддзя (самадыфузія), хім. састаў якога застаецца нязменны. Узнікае і пры адсутнасці градыента канцэнтрацыі: пад уплывам градыента т-ры (тэрмадыфузія), пры ўздзеянні знешняга эл. поля (электрадыфузія) ці градыента ціску (барадыфузія). Вызначае механізм і кінетыку хім. рэакцый, шматлікіх фіз.-хім. працэсаў і з’яў (мембранных, выпарэння, гарэння, крышталізацыі і інш); з’яўляецца асновай многіх працэсаў жыццядзейнасці жывёл і раслін (Д. кіслароду з лёгкіх у кроў, паглынанне пажыўных рэчываў, усмоктванне прадуктаў стрававання з кішэчніка і інш.), тэхнал. аперацый (гомагенізацыі сплаваў, зваркі металаў, дублення скуры і футра, афарбоўкі валокнаў і інш).

Літ.:

Овчинников А.А., Тимашев С.Ф., Белый А.А. Кинетика диффузионно-контролируемых химических процессов. М., 1986;

Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах. М., 1987.

У.​С.​Камароў.

т. 6, с. 304

ДАЗІМЕТРЫ́ЧНЫЯ ПРЫЛА́ДЫ,

сістэмы, устаноўкі і прылады для рэгістрацыі і вымярэння іанізавальных выпрамяненняў і актыўнасці іх крыніц. Маюць дэтэктар (паглынае энергію выпрамянення; гл. Дэтэктары ядзерных выпрамяненняў), вымяральнае прыстасаванне (вымярае велічыню радыяцыйных эфектаў) і выхадную прыладу (стрэлачныя прылады, самапісцы, эл.-мех. лічыльнікі, гукавыя ці светлавыя сігналізатары і інш.). У залежнасці ад віду кантролю падзяляюць на 6 груп.

Да 1-й групы адносяць прылады для вымярэння магутнасці дозы рэнтгенаўскага γ-выпрамянення і патокаў нейтронаў з дапамогай іанізацыйных камер або сцынцыляцыйных дэтэктараў, да 2-й — прылады для вымярэння патокаў α- і β-часціц з забруджаных паверхняў з дапамогай сцынцыляцыйных дэтэктараў, прапарцыянальных лічыльнікаў з паветр. запаўненнем (α-часціцы) і β-лічыльнікаў, да 3-й — устаноўкі для вымярэння забруджанасці паветра актыўнымі газамі, аэразолямі і інш. з дапамогай іанізацыйных камер, да 4-й — радыеметрычныя ўстаноўкі для вымярэння абсалютнай актыўнасці проб вады і прадуктаў харчавання з дапамогай газанапоўненых і сцынцыляцыйных дэтэктараў, да 5-й — апаратура для вымярэння індывідуальных доз γ-выпрамянення і нейтронаў з дапамогай касет з фотаплёнкамі або малых іанізацыйных камер, да 6-й — устаноўкі, якія маюць вял. сцынцыляцыйныя дэтэктары, для вымярэння натуральнага γ-выпрамянення чалавека, вызначэння наяўнасці β- і γ-актыўных рэчываў. Многія тыпы Д.п. выпускаюць прадпрыемствы Беларусі.

А.​В.​Берастаў.

т. 6, с. 9

ЛІНЕ́ЙНЫ ПАСКАРА́ЛЬНІК,

паскаральнік зараджаных часціц (электронаў, пазітронаў, пратонаў, іонаў), у якім траекторыі часціц блізкія да прамых ліній. Адрозніваюць Л.п. высакавольтныя (электрастатычныя), індукцыйныя, рэзанансныя і калектыўныя. Найб. пашыраны Л.п. электронаў з энергіяй 45 ГэВ. Л.п. электронаў і пазітронаў дазваляюць эфектыўна пераўтвараць пачатковую энергію пры сутыкненні 2 пучкоў у т. зв. калайдэры. Выкарыстоўваюцца для фіз. даследаванняў, у дэфектаскапіі, матэрыялазнаўстве, медыцыне, для іоннай імплантацыі, пры радыяцыйна-хім. апрацоўцы матэрыялаў, стэрылізацыі прадуктаў і інш.

У высакавольтных Л.п. часціцы паскараюцца пастаянным эл. полем паміж электродамі, крыніцай напружання служаць высакавольтныя выпрамнікі, Ван-дэ-Граафа генератары і інш.; у індукцыйных — эрс электрамагнітнай індукцыі, якая ствараецца кольцападобным імпульсным магн. полем; у рэзанансных — пераменным эл. ВЧ-полем; у калектыўных — уласнымі эл.-магн. палямі часціц, што ўзнікаюць пры ўзаемадзеянні адной групы зарадаў з другой або з эл.-магн. хваляй, з плазмай. Л.п. ў параўнанні з цыклічнымі адрозніваюцца магчымасцю атрымання пучкоў паскораных часціц павышанай інтэнсіўнасці і шчыльнасці, прастатой вываду пучка, адсутнасцю тармазнога выпрамянення часціц. Апошняе асабліва важна для паскарэння электронаў і пазітронаў да вельмі высокіх энергій. Таму паскаральнікі гэтых часціц для фіз. даследаванняў праектуюцца толькі лінейныя. У цыклічных паскаральніках цяжкіх часціц (пратонаў, іонаў) Л.п. выкарыстоўваюцца як інжэктары-перадпаскаральнікі.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 9, с. 267