Verbum

АСЦЫЛЯ́ТАР (ад лац. oscillare вагацца) гарманічны, сістэма, што выконвае механічныя (матэм. маятнік), электрамагнітныя (вагальны контур) або інш. ваганні, пры якіх патэнцыяльная энергія прапарцыянальная квадрату адхілення ад стану раўнавагі. Па ліку ступеняў свабоды адрозніваюць лінейныя, 2-, 3-мерныя і інш. Класічны асцылятар — часціца масай m, што вагаецца каля стану ўстойлівай раўнавагі, дзе яе патэнцыяльная энергія u мае мінімум. Пры гэтым пераменная сіла, што дзейнічае на часціцу, $\mathrm{F}=-\frac{\partial \mathrm{u}}{\partial \mathrm{x}}=-\mathrm{k}\mathrm{x}$ , дзе k — пастаянная, x — зрушэнне ад стану раўнавагі. Пры малых зрушэннях x рух часціцы апісваецца лінейным ураўненнем гарманічнага вагання, калі зрушэнні x не малыя — нелінейным ураўненнем і асцылятар наз. ангарманічны. Квантавы асцылятар апісваецца Шродынгера ўраўненнем, у якім патэнцыяльная энергія $\mathrm{E}=-\frac{\mathrm{k}{\mathrm{x}}^2}{2}$ . Адрозненні квантавага асцылятара ад класічнага: дыскрэтны набор значэнняў энергіі і найменшая магчымая энергія не роўная нулю (гл. Нулявая энергія). Паняцце асцылятара шырока выкарыстоўваюць у тэарэт. фізіцы, у тым ліку для апісання працэсаў эл.-магн. выпрамянення.

т. 2, с. 63

ВЫРАДЖЭ́ННЕ ў квантавай механіцы, уласцівасць некаторых фізічных велічынь, што апісваюць фіз. сістэму (атам, малекулу і інш.), мець аднолькавае значэнне для розных станаў сістэмы. Колькасць станаў сістэмы, якім адпавядае адно і тое ж значэнне пэўнай фіз. велічыні, наз. кратнасцю выраджэння дадзенай фіз. велічыні. Напр., калі не ўлічваць эл.-магн. і слабыя ўзаемадзеянні («выключыць» іх), то ўласцівасці пратона і нейтрона будуць аднолькавыя і іх можна разглядаць як 2 станы адной часціцы (нуклона), якія адрозніваюцца толькі эл. зарадам.

Найб. важнае выраджэнне ўзроўняў энергіі: сістэма мае пэўнае значэнне энергіі, але пры гэтым можа быць у розных станах. Напр., свабодная часціца мае бясконцакратнае выраджэнне энергіі: энергія вызначаецца модулем імпульсу, а напрамак імпульсу можа быць любым. Пры руху часціцы ў знешнім сілавым полі выраджэнне можа поўнасцю або часткова здымацца, напр., у магн. полі выяўляецца залежнасць энергіі ад напрамку магн. моманту часціцы: пры ўзаемадзеянні з полем часціцы атрымліваюць дадатковую энергію і ўзроўні энергіі «расшчапляюцца» (гл. Зеемана з’ява). Расшчапленне ўзроўняў энергіі часціц у знешнім эл. полі гл. ў арт. Штарка з’ява.

Л.М.Тамільчык.

т. 4, с. 319

ГЕПАТЫ́Т ІНФЕКЦЫ́ЙНЫ, Боткіна хвароба,

вострая інфекц. хвароба чалавека з пераважным пашкоджаннем печані. Узбуджальнікі гепатыту інфекцыйнага — РНК-змяшчальныя вірусы A, C, E, D (дэльта-агент, які складаецца з антыгену і малекулы РНК) і ДНК-змяшчальны вірус B (часціца Дэйна). Адрозніваюць гепатыт інфекцыйны — A і E, якім характэрны фекальна-аральны механізм перадачы (харч. прадукты, вада, быт. кантакты), і парэнтэральныя (сываратачныя) гепатыт інфекцыйны — B, C і D, што перадаюцца пры пераліваннях крыві ці сывараткі. Крыніца інфекцыі — хворыя на гепатыт і вірусаносьбіты.

У арганізме чалавека вірусы пранікаюць ў лімфатычныя вузлы, потым у кроў з наступнай генералізацыяй інфекцыі (першасная вірусемія) і інтэнсіўным размнажэннем іх у печані («гепатагенная фаза»). З печані вірусы трапляюць у кроў, што значна павялічвае аб’ёмы вірусеміі (другасная стадыя) і абумоўлівае хвалепадобнае цячэнне, абвастрэнні і рэцыдывы хваробы. Інкубацыйны перыяд пры гепатыце інфекцыйным — 20—45, пры парэнтэральным — 60—160 сутак. У пераджаўтушны перыяд (1—2 тыдні) пры гепатыце інфекцыйным назіраецца страта апетыту, ірвота, адчуванне цяжару ў падмышачнай вобласці, пры парэнтэральным — болі ў суставах і мышцах. Іншы раз гепатыт інфекцыйны пачынаецца з жаўтухі, якая напачатку ахоплівае склеры, паднябенне, потым скуру. Прыкметы хваробы: павялічаная печань, магчымы сверб скуры, парушэнне сну, галаўныя болі, мача цёмная, кал ахалічны. Жаўтушны перыяд цягнецца 2—4 тыдні. Лячэнне: спец. рэжым і харчаванне, вітаміны, кіслародатэрапія і інш.

П.Л.Новікаў.

т. 5, с. 165

ЛАНЦУГО́ВЫЯ ХІМІ́ЧНЫЯ РЭА́КЦЫІ,

хімічныя рэакцыі, у якіх узнікненне прамежкавай актыўнай часціцы (атама, свабоднага радыкала, іона) і яе рэгенерацыя (узнаўленне) у кожным элементарным акце рэакцыі выклікаюць вялікую колькасць (ланцуг) пераўтварэнняў зыходных рэчываў у прадукты рэакцыі. Тыповыя Л.х.р. — тэрмічны крэкінг, піроліз, акісленне, радыкальная полімерызацыя, галагеніраванне.

Л.х.р. складаецца з некалькіх элементарных стадый: зараджэнне ланцуга (ініцыіраванне) — утварэнне актыўных часціц (АЧ), якое адбываецца, напр., у выніку дысацыяцыі малекул; працяг ланцуга — узаемадзеянне АЧ з зыходнымі рэчывамі, якое прыводзіць да ўтварэння малекул прадукту рэакцыі і новых АЧ; абрыў ланцуга («знікненне» АЧ) у выніку рэкамбінацыі свабодных радыкалаў, узаемадзеяння АЧ са сценкамі пасудзін ці з інгібітарамі. Адрозніваюць Л.х.р. неразгалінаваныя і разгалінаваныя. У неразгалінаваных на кожную АЧ, якая расходуецца пры працягу ланцуга, узнікае адна актыўная часціца, напр., рэакцыя хларыравання вадароду. Пры ініцыіраванні ўтвараецца свабодны атам хлору (Cl), які ўзаемадзейнічае з малекулай вадароду H₂(Cl+H₂ → HCl+H) з утварэннем малекулы хлорыстага вадароду HCl і свабоднага атама вадароду, які ўзаемадзейнічае з малекулай Cl₂(H+Cl₂ → HCl+Cl), і г.д. У разгалінаваных Л.х.р. на адну АЧ, расходаваную пры працягу ланцуга, узнікае некалькі АЧ (2 і больш), адна з іх працягвае першы ланцуг, а інш. пачынаюць новыя, што прыводзіць да разгалінавання. Калі скорасць разгалінавання меншая за скорасць знікнення АЧ, разгалінаваная Л.х.р. адбываецца ў стацыянарным рэжыме. Пры нестацыянарным рэжыме (скорасць знікнення АЧ меншая за скорасць разгалінавання) агульная скорасць ланцуговага працэсу імкліва ўзрастае. Пераход да нестацыянарнага рэжыму адбываецца скачком і разглядаецца як самазагаранне рэакцыйнай сумесі ці ланцуговы выбух. Значны ўклад у развіццё тэорыі Л.х.р. М.М.Сямёнава і С.Н.Хіншэлвуда. Гл. таксама Кінетыка хімічная.

Літ.:

Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. 2 изд. М., 1958;

Яго ж. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения. М., 1969.

Дз.І.Мяцеліца.

т. 9, с. 127

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 $\overrightarrow{k}=\frac{1}{\mathrm{\lambda }}\overrightarrow{n}$ , 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 $\overrightarrow{\mathrm{p}}=\mathrm{h}\overrightarrow{\mathrm{k}}$ , 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 $\mathrm{\rho }=\frac{1}{\mathrm{8\pi }}({\mathrm{E}}^2+{\mathrm{H}}^2)$ . 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 $\mathrm{N}=\frac{\mathrm{\rho }}{h\mathrm{\nu }}$ , 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

А́ТАМ

(ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67·10​^-27 да 4·10​^-25 кг. Памеры ядра (парадку 10​^-14—10​^-15 м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​^-10 м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

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

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66