Verbum

МА́СА ў фізіцы,

фізічная велічыня, якая вызначае інертныя і гравітацыйныя ўласцівасці цела; адна з асн. характарыстык матэрыяльных аб’ектаў.

У класічнай механіцы, дзе скорасці цел (v) значна меншыя за скорасць святла (c) у вакууме (v≪c), М., якая ўваходзіць у другі закон Ньютана (гл. Ньютана законы механікі) наз. інертнай, a М., вызначаная з Сусветнага прыцягнення закона — гравітацыйнай. Эксперыментальна ўстаноўлена, што інертная і гравітацыйная М. з вял. дакладнасцю супадаюць і іх можна лічыць адной і той жа фіз. велічынёй. У гэтым набліжэнні М. з’яўляецца таксама мерай колькасці рэчыва і адытыўнай велічынёй, таму выконваецца масы захавання закон. У рэлятывісцкай механіцы (v~c) поўная энергія цела вызначаецца формулай $E=m{c}^2/\sqrt{1-v^2/c^2}$ , а яго імпульс $\overrightarrow{p}=m\overrightarrow{v}/\sqrt{1-v^2/c^2}$ , адкуль вынікае ўзаемасувязь паміж велічынямі E і p: E​²/c​²−p​² = m​²c​². З гэтай формулы можна выразіць велічыню m — інварыянтную М. (ці проста М.), якая вызначае энергію спакою цела E₀ = mc​² і ўваходзіць у законы класічнай механікі. У рэлятывісцкім выпадку М. ізаляванай сістэмы цел з цягам часу не мяняецца, аднак яна не роўная суме М. цел гэтай сістэмы (гл. Дэфект мас). Прынята лічыць, што М. элементарнай часціцы вызначаецца звязанымі з ёй эл.магн., ядз. і інш. палямі, аднак колькаснай тэорыі, якая тлумачыла і давала б магчымасць вызначыць дыскрэтны спектр М. элементарных часціц, не існуе. Адзінка М. ў СІ — кілаграм, М. атамаў і малекул вымяраецца ў атамных адзінках масы, М. элементарных часціц — у М. электрона або ў атамных адзінках энергіі.

Літ.:

Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике: Пер. с англ. М., 1967;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 2. Теория поля. 7 изд. М., 1988.

А.​І.​Болсун, В.​К.​Гронскі.

т. 10, с. 162

МЕТА́ЛЫ (лац. metallum ад грэч. metallon шахта, руднік),

простыя рэчывы, якія ў звычайных умовах маюць характэрныя, метал., уласцівасці — высокую эл. праводнасць і цеплаправоднасць, адмоўны тэмпературны каэф. эл. праводнасці, здольнасць добра адбіваць эл.-магн. хвалі (бляск, непразрыстасць), пластычнасць. У цвёрдым стане М. — крышт. рэчывы з металічнай сувяззю. У тэхніцы да М. адносяць таксама сплавы на іх аснове (гл. Металазнаўства).

Да М. адносяць 86 са 109 элементаў перыяд. сістэмы. Паводле становішча ў перыяд. сістэме адрозніваюць М. галоўных (a) і пабочных (b) падгруп, ці непераходныя і пераходныя. У непераходных М. адбываецца запаўненне знешніх s- і p-электронных абалонак (напр., шчолачныя металы), у пераходных — запаўненне размешчаных бліжэй да ядра d- і f-абалонак (гл. Пераходныя элементы). Паводле тэхн. класіфікацыі адрозніваюць чорныя (жалеза і яго сплавы) і каляровыя М., якія ўмоўна падзяляюць на некалькі груп: лёгкія металы, цяжкія (свінец, цынк і інш.), тугаплаўкія металы, высакародныя металы, рэдказямельныя М. (гл. Рэдказямельныя элементы), радыеактыўныя М. (гл. Радыеактыўныя элементы) і інш. Хім. ўласцівасці М. абумоўлены электроннай будовай атамаў, якія лёгка аддаюць знешнія (валентныя) электроны, таму ў хім. рэакцыях яны звычайна з’яўляюцца аднаўляльнікамі. М. ўтвараюць асн. аксіды і гідраксіды, многія замяшчаюць вадарод у к-тах. У прыродзе ў свабодным стане трапляюцца рэдка, звычайна ў выглядзе злучэнняў (аксідаў, сульфідаў і інш.). Здабычай М. з руд займаецца металургія. Ступень выкарыстання М. абумоўлена практычнай каштоўнасцю яго ўласцівасцей, а таксама прыроднымі запасамі (распаўсюджанасцю ў зямной кары) і цяжкасцямі атрымання. Здольнасць М. да ўзаемнага растварэння з утварэннем пры крышталізацыі цвёрдых раствораў і інтэрметалідаў (гл. Металіды) дазваляе атрымліваць мноства сплаваў з разнастайным спалучэннем уласцівасцей. У тэхніцы М. выкарыстоўваюць выключна ў выглядзе сплаваў як найважнейшыя канстр. матэрыялы.

Літ.:

Венецкий С.И. Рассказы о металлах. 4 изд. М., 1985;

Гелин Ф.Д., Чаус А.С. Металлические материалы. Мн., 1999.

Г.​Г.​Паніч.

т. 10, с. 307

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

О́ПТЫКА (ад грэч. optike навука аб зрокавым успрыманні),

раздзел фізікі, які вывучае заканамернасці выпрамянення, распаўсюджвання і ўзаемадзеяння з рознымі аб’ектамі эл.-магн. выпрамянення бачнага, ультрафіялетавага і інфрачырвонага дыяпазонаў даўжынь хваль.

О. — адна са старажытнейшых навук, цесна звязаная з патрэбамі практыкі на ўсіх этапах развіцця. Прамалінейнасць распаўсюджвання святла была вядома ў Месапатаміі за 5 тыс. г. да н.э. і выкарыстоўвалася ў Стараж. Егіпце пры буд. работах. Піфагор (6 ст. да н.э.) меў блізкі да сучаснага пункт гледжання, што целы становяцца бачнымі з-за выпрамянення імі пэўных часцінак. Арыстоцель (4 ст. да н.э.) меркаваў, што святло ёсць узбуджэнне асяроддзя паміж аб’ектам і вокам, у школе яго сучасніка Платона сфармуляваны важнейшыя законы геаметрычнай оптыкі. Эўклід (3 ст. да н.э.) разглядаў узнікненне аптычных відарысаў пры адбіцці ад люстэркаў. Хвалевая оптыка пачала развівацца ў 17 ст. пасля прац Р.Гука і К.Гюйгенса, якія далі першыя хвалевыя тлумачэнні (аналагічныя тлумачэнням акустычных хваль) многім законам О. Святло разглядалася як імгненная перадача ціску з дапамогай «эфіру». Аднак прамалінейнае распаўсюджванне і палярызацыя святла не знайшлі тлумачэння з пазіцый хвалевых аналогій святла і гуку, што прывяло І.Ньютана да развіцця карпускулярных уяўленняў. Святло разглядалася ім як паток карпускул — часцінак, падобных да пругкіх шарыкаў. Карпускулярныя і хвалевыя тэорыі святла развіваліся і надалей і напераменна дамінавалі ў навуцы. Развіццё сучаснай О. звязана з працамі Т.Юнга, А.​Ж.​Фрэнеля, Д.Ф.Араго (з’явы інтэрферэнцыі, дыфракцыі і прамалінейнага распаўсюджвання святла растлумачаны з хвалевых пазіцый), М.Фарадэя (выяўлена ўзаемасувязь паміж аптычнымі і эл. з’явамі, 1846), Дж.К.Максвела (устаноўлена эл.-магн. прырода святла, 1865), П.М.Лебедзева (ціск святла, 1899), А.Р.Сталетава (фотаэфект, 1888—90), Х.А.Лорэнца (электронная тэорыя святла і рэчыва, 1896), М.Планка (гіпотэза квантаў, 1900) і інш. Барацьба двух пунктаў гледжання на прыроду святла прывяла да сінтэзу абодвух уяўленняў (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Доследы А.І.​Л.​Фізо і А.А.Майкельсана прывялі да стварэння спец. адноснасці тэорыі.

Тэарэт. аснова апісання аптычных з’яў — Максвела ўраўненні для вектараў эл. і магн. напружанасцей светлавога поля ў матэрыяльным асяроддзі. Пры рашэнні канкрэтных аптычных задач карыстаюцца рознымі мадэлямі і набліжэннямі, а таксама ўяўленнямі і прынцыпамі, многія з якіх устаноўлены да адкрыцця эл.-магн. прыроды святла. На аснове законаў геам. оптыкі вырашаюцца пытанні асвятлення аб’ектаў і памяшканняў (гл. Святлатэхніка), распаўсюджвання святла ў аптычных прыладах, у т. л. ў воку, пераносу энергіі з дапамогай светлавых патокаў і інш. Шэраг задач фотаметрыі вырашаецца з улікам заканамернасцей успрымання чалавечым вокам святла і яго асобных колеравых складальных. Такія заканамернасці вывучае фізіялагічная О., якая цесна змыкаецца з біяфізікай і псіхалогіяй, даследуе зрокавы аналізатар (ад вока да кары галаўнога мозга) і механізмы зроку. Фізічная оптыка вывучае праблемы, звязаныя з прыродай святла і светлавых з’яў. Папярочнасць эл.-магн. хваль вынікае з эксперым. даследаванняў дыфракцыі святла, інтэрферэнцыі святла, палярызацыі святла і распаўсюджвання яго ў анізатропных асяроддзях (гл. Оптыка анізатропных асяроддзяў, Крышталяоптыка). Хвалевая оптыка вывучае сукупнасць з’яў, дзе выяўляецца хвалевая прырода святла. Паводле яе прынцыпаў светлавое поле ў любым пункце ўяўляе сабой суму хваль, якія прыйшлі з інш. пунктаў, і складанне адбываецца з улікам іх амплітуд, фаз і палярызацый. Уплыў асяроддзя на светлавое поле ўлічваецца з дапамогай паказчыка пераламлення, каэфіцыента паглынання (ці ўзмацнення), а таксама тэнзараў дыэл. і магн. пранікальнасцей. Разам з развіццём атамна-малекулярных уяўленняў аб структуры рэчыва развівалася малекулярная оптыка, у межах якой аптычныя параметры асяроддзя вызначаюцца на аснове ўліку рэакцыі (водгуку) элементаў яго мікраструктуры (атамаў, малекул і інш.) на ўздзеянне светлавога поля. У выніку ўстанаўліваецца іх залежнасць ад частот і сіл асцылятараў квантавых пераходаў часцінак асяроддзя, іх шчыльнасці і характарыстык узаемадзеяння паміж імі, часу рэлаксацыі розных працэсаў і інш. Па выніках аптычных вымярэнняў выяўляецца інфармацыя аб мікраструктуры асяроддзяў і працэсах, што працякаюць у іх (гл. Спектраскапія). Пасля стварэння лазераў працэсы распаўсюджвання светлавых патокаў у асяроддзі разглядаюцца з пазіцый нелінейнай оптыкі. Выпрамяненне святла адбываецца пры пераходах часцінак рэчыва (атамаў, малекул, іонаў і інш.) з узроўняў з больш высокай энергіяй на энергетычна больш нізкія ўзроўні (спантанна ці вымушана; гл. Вымушанае выпрамяненне, Лазерная фізіка). Паглынанне наадварот — з больш нізкіх узроўняў на больш высокія. У гэтых працэсах выяўляецца квантавая прырода святла, яго фатонная структура. У нялазерных крыніцах святла выпрамяненне спантаннае і такія пераходы ў розных часцінках адбываюцца незалежна адзін ад аднаго, што выяўляецца ў малых кагерэнтнасці і монахраматычнасці, а таксама ў адсутнасці рэзка выражанай накіраванасці выпрамянення. Аптычнае выпрамяненне цеплавых крыніц (Сонца, зоркі, полымя, лямпы напальвання і інш.) з’яўляецца часткай іх цеплавога выпрамянення. Свячэнне, выкліканае інш. фактарамі (не цеплавымі), наз. люмінесцэнцыяй. Праходжанне святла праз асяроддзі суправаджаецца яго рассеяннем на неаднастайнасцях і флуктуацыях іх структуры (гл. Оптыка рассейвальных асяроддзяў, Рассеянне святла), выклікае розныя фіз. (напр., награванне, фоталюмінесцэнцыю, фотаэфект, іанізацыю атамаў і малекул), хім. (гл. Фотахімія, Фатаграфія, Фотабіялогія), мех. (напр., тармажэнне ці паскарэнне часцінак, іх захоп) і інш. з’явы і працэсы. Аптычныя з’явы і метады даследаванняў выкарыстоўваюцца для рашэння навук. і практычных задач. Напр., з дапамогай вока чалавек атрымлівае асн. аб’ём інфармацыі аб навакольным свеце, у т. л. запісанай на розных носьбітах (кнігі, фотаздымкі, відэадыскі, касеты). Карэкцыя зроку, павелічэнне яго далёкасці і раздзяляльнай здольнасці праводзяцца з дапамогай розных аптычных прылад (акуляры, біноклі, тэлескопы, мікраскопы). Развіццё тэхнікі асвятлення, удасканаленне крыніц святла, сродкаў запісу, счытвання, перадачы і захоўвання інфармацыі, аптычных метадаў даследаванняў, вывучэння будовы і хім. саставу рэчыва, апрацоўкі матэрыялаў, у т. л. з дапамогай лазернай тэхнікі, і інш. абумоўлена паглыбленнем ведаў аб законах распаўсюджвання святла і яго ўзаемадзеяння з рэчывам, а таксама развіццём і ўдасканаленнем аптычных прылад.

На Беларусі даследаванні ў галіне О. пачаты ў канцы 1940-х г. у БДУ, праводзяцца таксама ў Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі, Ін-це прыкладной оптыкі, Аддзеле аптычных праблем інфарматыкі Нац. АН, БПА, Гомельскім і Гродзенскім ун-тах і інш. Асн. кірункі даследаванняў: распрацоўка і стварэнне новых лазерных сістэм, вывучэнне заканамернасцей узаемадзеяння лазернага выпрамянення з рознымі асяроддзямі, выкарыстанне лазераў у біялогіі, медыцыне і прамысл. тэхналогіях, распрацоўка апаратуры для лазернага зандзіравання і авіякасм. спектраметрыравання і інш. У Мінску выдаецца міжнар. часопіс «Журнал прикладной спектроскопии».

Літ.:

Федоров Ф.И. Оптика анизотропных сред. Мн., 1958;

Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М., 1962;

Иванов А.П. Оптика рассеивающих сред. Мн., 1969;

Борн М., Вольф Э. Основы оптики: Пер. с англ. 2 изд. М., 1973;

Ландсберг Г.С. Оптика. 5 изд. М., 1976;

Апанасевич П.А. Основы теории взаимодействия света с веществом. Мн., 1977;

Степанов Б.И. Введение в современную оптику. [Т. 1—4]. Мн., 1989—91.

П.​А.​Апанасевіч.

т. 11, с. 442

ГА́ЗАВЫ ЛА́ЗЕР,

лазер з газападобным актыўным рэчывам. Актыўнае рэчыва (газ) змяшчаецца ў аптычны рэзанатар або прапампоўваецца праз яго. Інверсія заселенасці ўзроўняў энергіі (гл. Актыўнае асяроддзе) дасягаецца ўзбуджэннем атамаў дапаможнага рэчыва (напр., гелій, азот) і рэзананснай перадачай узбуджэння атамам рабочага рэчыва (неон, вуглякіслы газ). Паводле тыпу актыўнага рэчыва адрозніваюць атамарныя, іонныя і малекулярныя газавыя лазеры. Атрымана генерацыя пры выкарыстанні 44 актыўных атамарных асяроддзяў, іх іонаў з рознай ступенню іанізацыі, а таксама больш за 100 малекул і радыкалаў у газавай фазе. Газавыя лазеры маюць больш высокую монахраматычнасць, стабільнасць, кагерэнтнасць і накіраванасць выпрамянення ў параўнанні з лазерамі інш. тыпаў. Выкарыстоўваюцца ў метралогіі, галаграфіі, медыцыне, аптычных лініях сувязі, матэрыялаапрацоўцы (рэзка, зварка), лакацыі, фіз. даследаваннях, звязаных з атрыманнем і вывучэннем высокатэмпературнай плазмы і інш.

Для ўзбуджэння актыўнага рэчыва газавыя лазеры выкарыстоўваюць электрычныя разрады ў газах, пучкі зараджаных часціц, аптычную, хім. і ядз. пампоўку, цеплавое ўзбуджэнне, а таксама газадынамічныя метады і метады перадачы энергіі ў газавых сумесях. Найб. пашыраным атамарным газавым лазерам з’яўляецца гелій-неонавы лазер (магутнасць генерацыі да 100 мВт), які мае найвышэйшую стабільнасць параметраў генерацыі, надзейнасць і даўгавечнасць. Найб. магутная генерацыя іонных газавых лазераў атрымана на іонах аргону (да 500 Вт у неперарыўным рэжыме). Малекулярныя лазеры з’яўляюцца найб. магутнымі, напр. газавы лазер на вуглякіслым газе мае магутнасць да 1 МВт у неперарыўным рэжыме.

Першы газавы лазер на сумесі неону і гелію створаны ў 1960 амер. фізікамі А.​Джаванам, У.​Р.​Бенетам і Д.​Эрыятам. На Беларусі распрацоўкай і даследаваннем газавых лазераў займаюцца ў ін-тах фізікі, цепла- і масаабмену, фіз.-тэхн., малекулярнай і атамнай фізікі АН, НДІ прыкладных фіз. праблем пры БДУ, Гродзенскім ун-це і БПА.

Літ.:

Войтович А.П. Магнитооптика газовых лазеров. Мн., 1984;

Орлов Л.Н. Тепловые эффекгы в активных средах газовых лазеров. Мн., 1991;

Солоухин Р.И., Фомин Н.А. Газодинамические лазеры на смешении. Мн., 1984.

Л.​М.​Арлоў.

т. 4, с. 426

МАТЭ́РЫЯ (лац. materia рэчыва),

філасофская катэгорыя, якая абазначае аб’ектыўнае (незалежнае ад чалавечай свядомасці) існаванне свету; сукупнасць разнастайных аб’ектаў і з’яў, а таксама іх уласцівасцей і адносін паміж імі. Паняцце «М.» ўзнікла ў стараж. філасофіі (грэч., кіт. і інш.), азначала пэўны першасны пачатак усіх рэчаў і з’яў, але ў той жа час не атаясамлівалася з ніводнай з іх. Побач з роляю субстрату ўсіх матэрыяльных аб’ектаў М. надзялялася і некаторымі фундаментальнымі ўласцівасцямі: працягласцю, рухам, інертнасцю, існаваннем у часе і інш. Т.ч., ужо ў старажытнасці сфарміраваўся акрэслены погляд на М. як на нешта вечнае, нязменнае, непадзельнае. Яскравым увасабленнем гэтага погляду з’явілася вучэнне Дэмакрыта аб атамах, якія адпавядалі найб. характэрным рысам першасных матэрыяльных элементаў і ў гэтай якасці ўдзельнічалі ў пабудове ўсіх матэрыяльных аб’ектаў і з’яў; разнастайнасць апошніх тлумачылася колькасцю атамаў і спосабамі іх спалучэння. Атамістычны погляд на М. трымаўся ў філасофіі і прыродазнаўчых навуках на працягу тысячагоддзяў і быў абвергнуты толькі на мяжы 19 і 20 ст. на падставе дасягненняў фізікі, якая даказала і факт падзельнасці атама, і бясконцасць М. Гэта датычыць і інш. вучэнняў, якія абапіраліся на палажэнне аб існаванні нейкай рэчыўнай субстанцыі, з якой пачынаецца М. ва ўсіх яе канкрэтных праявах і формах. Сучаснае навук. разуменне М. падкрэслівае адзіную істотную яе рысу — уласцівасць быць аб’ектыўнай рэчаіснасцю і існаваць незалежна ад чалавечай свядомасці; пры гэтым катэгорыя М. не звязваецца з уяўленнямі аб яе ўнутр. структуры. У розных філас. інтэрпрэтацыях (матэрыялізм і ідэалізм) паняцці М. і свядомасці выступаюць у якасці антыподаў у залежнасці ад таго, чаму надаецца першаснае значэнне: М. або абсалютызаванай чалавечай свядомасці (духу). У рэчаіснасці М. і свядомасць чалавека ўзаемазвязаны: прызнанне першаснасці М., напр., не дае падстаў да адмаўлення актыўнасці чалавечага духу. Быццё М. адбываецца ў акрэсленых усеагульных формах, якімі выступаюць прастора і час. Матэрыяльныя аб’екты падпарадкоўваюцца прынцыпу сістэмнай арганізацыі і аб’ядноўваюцца ў шматлікія прыродныя, касм., сац. сістэмы. М. можа існаваць таксама ў выглядзе рэчыва і фізічнага поля.

Літ.:

Энгельс Ф.​Анты-Дзюрынг. Мн., 1952;

Ленін У.І. Матэрыялізм і эмпірыякрытыцызм // Тв. Т. 14. (Полн. собр. соч. Т. 18);

Мелюхин С.Т. Материя в ее единстве, бесконечности и развитии. М., 1966.

В.​Л.​Боўш.

т. 10, с. 214

НІ́ЗКІЯ ТЭМПЕРАТУ́РЫ.

крыягенныя тэмпературы, тэмпературы ніжэй за 120 К. Т-ры. меншыя за 0,3 К, адносяць да звышнізкіх. Пры Н.т., асабліва блізкіх да абсалютнага нуля, цеплавы рух атамаў рэчыва памяншаецца і пачынаюць праяўляцца яго квантавыя ўласцівасці (напр., звышправоднасць, звышцякучасць). Пры Н.т. стан цвёрдага рэчыва разглядаецца як упарадкаваны, што дазваляе апісваць яго ўласцівасці з дапамогай квазічасціц. Кандэнсаваны (вадкі або цвёрды) стан рэчыва пры Н.т. вывучае фізіка нізкіх тэмператур. Эфекты, што праяўляюцца пры Н.т., выкарыстоўваюць у касм. матэрыялазнаўстве, крыябіялогіі, крыяэлектроніцы і інш.

Атрыманне Н.т. заснавана на звадкаванні газаў у спец. устаноўках — звадкавальніках, дзе моцна сціснуты газ пры расшырэнні да звычайнага ціску ахаладжаецца і кандэнсуецца (паводле Джоўля—Тамсана эфекту). Як холадаагенты выкарыстоўваюць паветра, азот, неон, вадарод, гелій (т-ра кіпення Т_н = 4,2 К). Для падтрымання Н.т. Т_н холадаагента павінна быць пастаяннай пад атм. ціскам, для чаго выкарыстоўваюць спец. тэрмастаты. Адпампоўваннем газу, што выпараецца, з герметызаванай пасудзіны памяншаюць ціск над вадкасцю і гэтым зніжаюць т-ру яе кіпення. Так дасягаюцца Н.т.: ад 77 да 63 К пры дапамозе вадкага азоту, ад 27 да 24 К — вадкага неону, ад 20 да 14 К — вадкага вадароду, ад 4,2 да 1 К — вадкага гелію. Пры больш нізкіх т-рах вадкія газы цвярдзеюць і страчваюць ахаладжальныя якасці (за выключэннем ізатопа гелію ​⁴Не, які застаецца вадкім амаль да абс. нуля). Метадам адыябатычнага размарожвання парамагнітных солей дасягаюць т-ры 10​⁻³ К, гэтым жа метадам з выкарыстаннем ядзернага парамагнітнага рэзанансу ў сістэме атамных ядраў дасягнута т-ра 10​⁻⁶ К. Т-ры парадку 10​⁻³ К атрымліваюць таксама больш зручным метадам — растварэннем вадкага ​³Не у вадкім ​⁴Не. Вымярэнне Н.т. да 1 К ажыццяўляюць газавым тэрмометрам. У дыяпазоне 0,3—5,2 К нізкатэмпературная тэрмаметрыя засн. на залежнасці ціску насычаных пароў гелію ад т-ры. У практычнай тэрмаметрыі выкарыстоўваюць пераважна тэрмометры супраціўлення.

На Беларусі даследаванні з выкарыстаннем Н.т. вядуцца з 1964 у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, з 1980-х г. — у Цэнтры крыягенных даследаванняў пры гэтым ін-це (В.​І.​Гасцішчаў, С.​Я.​Дзям’янаў і інш.), а таксама ў інш. ін-тах Нац. АН, БДУ.

Літ.:

Лоунасмаа О.В. Принципы и методы получения температур ниже 1 К: Пер. с англ. М., 1977;

Капица П.Л. Физика и техника низких температур: Науч. тр. М., 1989;

Вепшек Я. Измерение низких температур электрическими методами: Пер. с чеш. М. 1980.

С.​Я.​Дзям’янаў.

т. 11, с. 331

АГРАХІ́МІЯ (ад агра... + хімія),

агранамічная хімія, навука пра хім. працэсы ў глебе і раслінах, жыўленне раслін, выкарыстанне ўгнаенняў і сродкаў хім. меліярацыі глебаў; аснова хімізацыі сельскай гаспадаркі. Грунтуецца на дасягненнях аграноміі і хіміі.

Пачала фарміравацца ў 2-й пал. 18 — пач. 19 ст. Адзін з заснавальнікаў аграхіміі франц. вучоны Ж.​Бусенго. Развіццё ў Расіі звязана з працамі М.​І.​Афоніна, А.​Ц.​Болатава, А.​А.​Нартава, М.​Г.​Паўлава і інш., у замежжы — шведскага хіміка І.​Валерыуса, ням. Ю.​Лібіха і А.​Тэера. У галіне аграхіміі працавалі Дз.​І.​Мендзялееў (першыя доследы па вывучэнні эфектыўнасці ўгнаенняў), К.​А.​Ціміразеў, П.​А.​Костычаў, Дз.​М.​Пранішнікаў (заснавальнік аграхім. школы; распрацаваў тэорыю азотнага жыўлення раслін, навук. асновы фасфарытавання глеб) і інш. Вынікі аграхім. даследаванняў выкарыстоўваюцца пры распрацоўцы пытанняў аховы земляў, ажыццяўленні папераджальных мер барацьбы з забруджваннем глебы.

На Беларусі першыя аграхім. даследаванні праведзены ў Горы-Горацкай земляробчай школе (вывучэнне эфектыўнасці гною), на Беняконскай с.-г. (выкарыстанне лубіну на зялёнае ўгнаенне) і Мінскай балотнай (дзеянне ўгнаенняў на тарфяных глебах) доследных станцыях. Як самаст. навука развіваецца з 1920-х г.: распрацоўка асноў вапнавання глебаў і вывучэнне дзеяння ўгнаенняў на розных глебах і культурах (А.​К.​Кедраў-Зіхман, Р.​І.​Пратасеня, І.​Р.​Уласенка, І.​К.​Шпілеўскі, В.​І.​Штэмпель, В.​С.​Рубанаў, У.​М.​Пілько, Р.​Т.​Вільдфлуш, З.​П.​Ганчарова, Б.​Б.​Бельскі), распрацоўка рацыянальных спосабаў выкарыстання сідэратаў (Я.​К.​Аляксееў) і торфу як угнаення. Н.-д. работа па праблемах аграхіміі вядзецца ў Бел. НДІ глебазнаўства і аграхіміі, які стаў метадычным цэнтрам па кіраўніцтве Дзярж. аграхім. службай і геагр. сеткай доследаў з угнаеннямі, а таксама ў н.-д. ін-тах земляробства і кармоў, меліярацыі і лугаводства, пладаводства, агародніцтва, бульбы, Бел. с.-г. акадэміі, Гродзенскім с.-г. ін-це, аддзелах аграхіміі абл. доследных станцый. Распрацаваны тэарэт. асновы і спосабы выкарыстання ўгнаенняў пад запланаваны ўраджай з улікам уласцівасцяў глебаў і біял. асаблівасцяў культур. Вывучаецца аграхімія глебаў і жыўлення раслін з дапамогай мечаных атамаў (С.​Н.​Іваноў). Складаюцца дэталёвыя планы выкарыстання ўгнаенняў для палёў і культур кожнай гаспадаркі рэспублікі, размяркоўваюцца фонды мінер. угнаенняў і вапны, робяцца прагнозы ўраджайнасці с.-г. культур, разлікі планавай і фактычнай акупнасці ўгнаенняў (Т.​Н.​Кулакоўская, І.​М.​Багдзевіч, Л.​П.​Дзяткоўская, Р.​У.​Васілюк). З 1980-х г. роля аграхіміі ў рашэнні праблем сельскай гаспадаркі нязмерна вырасла. Інтэнсіўныя тэхналогіі вырошчвання с.-г. культур у многім базіруюцца на рацыянальным выкарыстанні ўгнаенняў і інш. хім. сродкаў, што патрабуе распрацоўкі аптымальных рэжымаў жыўлення раслін, новых формаў угнаенняў і спосабаў іх прымянення.

Літ.:

Новое в повышении плодородия почв. Мн., 1988;

Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных угодий Республики Беларусь. Ч. 1—2. Мн., 1992.

П.​І.​Шкурынаў.

т. 1, с. 85

ЛЮМІНЕСЦЭ́НЦЫЯ (ад лац. lumen святло + -escent суфікс, які абазначае слабае дзеянне),

выпрамяненне, якое з’яўляецца залішкавым над цеплавым выпрамяненнем цела і доўжыцца на працягу часу, значна большага за перыяд светлавых ваганняў. Л. часта наз. халодным святлом (магчыма пры любой т-ры цела). У адрозненне ад раўнаважнага цеплавога выпрамянення, спектр якога не залежыць ад саставу рэчыва, а вызначаецца яго т-рай, Л. — нераўнаважнае выпрамяненне, спектр якога залежыць ад прыроды рэчыва (характэрны менавіта для дадзеных атамаў і малекул). Неабходная ўмова ўзнікнення Л. — папярэдняе паступленне энергіі ў рэчыва і паглынанне яе.

Паводле спосабу ўзбуджэння Л. адрозніваюць фоталюмінесцэнцыю (узбуджаецца святлом), катодалюмінесцэнцыю (паскоранымі электронамі), электралюмінесцэнцыю (эл. полем), хемілюмінесцэнцыю (хім. працэсамі), трыбалюмінесцэнцыю (мех. дэфармацыяй) і інш. Паводле прыроды працэсаў, што адбываюцца ў рэчыве, адрозніваюць Л. самастойную (працэсы адбываюцца ўнутры аднаго цэнтра і свячэнне настае адразу пасля ўзбуджэння), вымушаную (узбуджанае рэчыва пачынае свяціцца пасля вонкавага ўздзеяння — награвання, апрамянення) і рэкамбінацыйную (свячэнне выклікаецца рэкамбінацыяй, г.зн. злучэннем зараджаных часціц — іонаў і электронаў). Кароткачасовая Л. (10​⁻⁸—10​⁻¹⁰ с) наз. флуарэсцэнцыяй, больш працяглае «паслясвячэнне» — фасфарасцэнцыяй. Асн. характарыстыкі Л.: працягласць жыцця часціц ва ўзбуджаным стане (ад ~10​⁻¹⁰ да ~10​⁴ с); квантавы выхад (адносіны колькасці вылучаных квантаў святла да колькасці паглынутых); энергетычны выхад (ккдз); палярызацыя; спектры выпрамянення і ўзбуджэння (залежнасць інтэнсіўнасці свячэння ад даўжыні хвалі выпрамянення і ўзбуджэння). Характарыстыкі Л. маюць важнае значэнне ў люмінесцэнтным аналізе. Л. ў прыродзе (палярнае ззянне, свячэнне некаторых насякомых. мінералаў, гнілякоў) назіралася даўно, сістэматычна вывучаецца з 17 ст. Уклад у вывучэнне Л. зрабілі А.С. і Ж.Бекерэлі, У.Крукс, Ф.​Ленард і інш. Многія заканамернасці Л. вызначаны фізікамі школы С.І.Вавілава (гл. Вавілава закон) і А.М.Цярэніна.

На Беларусі даследаванні па Л. праводзяцца з 1950-х г. у Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ, НДІ прыкладных фіз. праблем БДУ і інш. У 1960-я г. створаны навук. цэнтр па Л. (адзін з найбуйнейшых у СССР). Найб. значныя працы школы фізікаў па Л. на чале з Б.І.Сцяпанавым, А.Н.Сеўчанкам, М.А.Барысевічам. Распрацаваны тэорыі Л. складаных малекул і адмоўнай Л., выяўлена і вывучана з’ява стабілізацыі-лабілізацыі электронна-ўзбуджаных шмататамных малекул (гл. Стабілізацыі-лабілізацыі з’ява), даследавана Л. пары складаных малекул, Л. рэдкіх зямель, складаных малекул, уранілавых злучэнняў, малекул біял. важнасці, у т. л. хларафілу і яго аналагаў. На аснове даследаванняў па Л. створаны новыя тыпы лазераў — лазеры на растворах і на пары арган. злучэнняў.

Літ.:

Вавилов С.И. Собр. соч. Т. 1—4. М., 1952—56;

Степанов Б.И. Введение в современную оптику: Поглощение и испускание света квантовыми системами. Мн., 1991;

Борисевич Н.А. Возбужденные состояния сложных молекул в газовой фазе. М., 1967;

Саржевский А.М., Севченко А.Н. Анизотропия поглощения и испускания света молекулами. Мн., 1971.

Г.​П.​Гурыновіч, Б.​М.​Джагараў.

т. 9, с. 407

МАГНЕТЫ́ЗМ (ад грэч. magnētis магніт),

сукупнасць з’яў, звязаных з асаблівай формай узаемадзеяння паміж эл. токамі, токамі і магнітамі (целамі з магнітным момантам) і паміж магнітамі; раздзел фізікі, які вывучае гэтае ўзаемадзеянне і ўласцівасці рэчываў (магнетыкаў), у якіх яно праяўляецца.

Магн. ўзаемадзеянне цел перадаецца праз магнітнае поле, якое з’яўляецца адной з форм існавання электрамагнітнага поля. Нягледзячы на непарыўную сувязь паміж эл. і магн. з’явамі, магн. з’явы прынцыпова адрозніваюцца ад электрычных з-за адсутнасці ў прыродзе адасобленых магн. полюсаў (магн. зарадаў; гл. Манаполь магнітны). Крыніца эл. поля — эл. зарад, магн. поля — рухомы эл. зарад (электрычны ток), пераменнае (віхравое) эл. поле або элементарныя часціцы з адметным ад нуля ўласным магн. момантам. М. атамаў, малекул і макраскапічных цел вызначаецца ў канчатковым выніку М. элементарных часціц (у асн. магн. момантам электронаў). У залежнасці ад характару ўзаемадзеяння часціц-носьбітаў магн. моманту адрозніваюць М. рэчываў з атамным магн. парадкам (ферамагнетызм, ферымагнетызм, антыферамагнетызм) і М. слабаўзаемадзейных часціц (парамагнетызм, дыямагнетызм). Магн. ўласцівасці рэчываў, макраскапічныя праяўленні іх М. тлумачацца на аснове законаў квантавай механікі, разглядаюцца ў рамках тэорыі эл.-магн. поля, тэрмадынамікі і статыстычнай фізікі. М. праяўляецца ва ўсіх фізіка-хім. працэсах, што адбываюцца ў рэчыве. Магн. палі ёсць у зорак, Сонца, некат. планет Сонечнай сістэмы, у касм. прасторы. Яны ўплываюць на рух зараджаных часціц, вызначаюць многія астрафіз. і геамагн. з’явы (сонечныя ўспышкі, зямныя магн. буры і г.д.). Магн. ўласцівасці рэчываў шырока выкарыстоўваюцца ў электра- і радыётэхніцы, вылічальнай тэхніцы і тэлемеханіцы, аўтаматыцы, прыладабудаванні, марской і касм. навігацыі і інш.

З’ява М. вядома са старажытнасці. З 12 ст. ў Еўропе пачаў шырока выкарыстоўвацца магн. компас. Вучэнне пра М. развівалі У.Гільберт, Р.Дэкарт, Ф.Эпінуе, Ш.Кулон. У 1820 Х.К.Эрстэд адкрыў магн. поле эл. току, А.М.Ампер устанавіў законы магн. ўзаемадзеяння токаў. У 1830-я г. К.Гаўс і В.Вебер развілі матэм. тэорыю геамагнетызму (гл. Зямны магнетызм). Грунтоўную трактоўку з’яў М. на аснове ўяўленняў аб рэальнасці эл.-магн. поля даў М.Фарадэй, які ў 1831 адкрыў электрамагнітную індукцыю. У 1872 Дж.Максвел стварыў агульную тэорыю эл.-магн. з’яў (гл. Максвела ўраўненні). Уласцівасці фера- і парамагнетыкаў вывучалі А.Р.Сталетаў (1872) і П.Кюры (1895). У 1905 П.Ланжэвэн пабудаваў тэорыю дыямагнетызму, у 1925 С.​Гаўдсміт і Дж.​Уленбек адкрылі спін і М. электрона. У 1930-я г. пабудавана квантавамех. тэорыя магн. уласцівасцей свабодных электронаў (В.Паўлі, Л.Д.Ландау). Развіццё фізікі магн. з’яў прывяло да сінтэзавання новых магнітных матэрыялаў (ферытаў для ВЧ- і ЗВЧ-прыстасаванняў, высокакаэрцытыўных злучэнняў, празрыстых ферамагнетыкаў і інш.).

На Беларусі даследаванні па фізіцы магн. з’яў праводзяцца ў Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН Беларусі, БДУ, Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі і інш.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Маттис Д. Теория магнетизма: Введение в изучение кооперативных явлений: Пер. с англ. М., 1967;

Браун У.Ф. Микромагнетизм: Пер. с англ. М., 1979.

А.​І.​Болсун, У.​М.​Сацута.

т. 9, с. 476