Verbum

НЕЛІНЕ́ЙНАЯ О́ПТЫКА,

раздзел оптыкі, які вывучае распаўсюджванне магутных светлавых пучкоў у рэчыве з улікам нелінейнай залежнасці аптычных характарыстык асяроддзя ад напружанасці эл. і магн. палёў светлавых хваль. З’явы Н.о. выкарыстоўваюцца для змены частаты, накіраванасці і інш. параметраў светлавых патокаў, а таксама для вывучэння многіх характарыстык рэчываў і працэсаў.

Існаванне нелінейных аптычных з’яў адзначыў С.І.Вавілаў (1923); у 1926 ім (разам з В.​Л.​Лёўшыным) выяўлена змяншэнне паглынання святла уранавым шклом пры павелічэнні інтэнсіўнасці святла. Інтэнсіўнае развіццё Н.о. пачалося пасля стварэння лазераў. Да з’яў Н.о. належаць: генерацыя святла з кратнымі, сумарнымі і рознаснымі частотамі; вымушаныя камбінацыйнае, цеплавое і інш. рассеянні; многафатонныя пераходы; прасвятленне ці зацямненне асяроддзя; самафакусіроўка або самадэфакусіроўка патокаў святла, уздзеянне адных светлавых патокаў у рэчыве на другія і інш. Генерацыя гармонік і святла з сумарнымі (ці рознаснымі) частотамі, а таксама вымушаныя рассеянні выкарыстоўваюцца для змены частаты лазернага выпрамянення; прасвятленне асяроддзя — для кіравання працягласцю лазерных імпульсаў шляхам змен страт рэзанатара і фазавай сінхранізацыі яго ўласных ваганняў; двух- (ці больш) фатоннае паглынанне і генерацыя гармонік — у прыладах для вымярэння працягласці імпульсаў і карэляцыйных функцый лазерных патокаў святла.

На Беларусі даследаванні па Н.о. распачаты ў 1956 у Ін-це фізікі Нац. АН пад кіраўніцтвам Б.І.Сцяпанава і праводзяцца ў розных ін-тах Нац. АН і ун-тах.

Літ.:

Бломберген Н. Нелинейная оптика: Пер. с англ. М., 1966;

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

П.​А.​Апанасевіч.

т. 11, с. 280

АПРАМЯНЕ́ННЕ АРГАНІ́ЗМА,

прыроднае або штучнае ўздзеянне выпрамяненняў на жывы арганізм. У натуральных умовах жывыя істоты апраменьваюцца інфрачырвоным (цеплавое апрамяненне), бачным і ультрафіялетавым сонечным святлом, а таксама касм. прамянямі і іанізоўным выпрамяненнем зямнога паходжання (гл. Фон радыеактыўны). Пры штучным апрамяненні арганізма часцей скарыстоўваюць іанізавальныя, ультрафіялетавыя, ультравысокачастотныя выпрамяненні. Адрозніваюць апрамяненне арганізма татальнае (усяго цела) і лакальнае (частковае), вострае (за кароткі прамежак часу) і хранічнае, або пралангаванае (працяглае), аднаразовае і фракцыянаванае (сумарная доза паступае часткамі, з рознымі прамежкамі часу), вонкавае і ўнутранае (ад радыеактыўных рэчываў, што трапілі ў арганізм). Па даных Навук. к-та ААН па дзеянні атамнай радыяцыі (НКДАР ААН; 1988) сярэднія дозавыя нагрузкі насельніцтва Зямлі ў пераліку на гадавыя эфектыўныя эквівалентныя дозы апрамянення складаюць у мілізівертах (мЗв): ад натуральных крыніц радыяцыі зямнога паходжання пры ўнутр. апрамяненні 1,325, пры вонкавым 0,35; касмічнага паходжання 0,3 і 0,015 адпаведна; ад крыніц, якія выкарыстоўваюцца ў медыцыне, 0,4; ад радыеактыўных ападкаў 0,02; ад атамнай энергетыкі 0,001. На тэр., што пацярпелі ад буйных радыяц. катастроф (напр., Кыштымская 1957, Расія; Чарнобыльская 1986, і інш.), пасляаварыйныя дозавыя нагрузкі на арганізм значна адрозніваюцца ад сярэдніх. Напр., праз 5 гадоў пасля Чарнобыльскай катастрофы на Гомельшчыне гадавая эфектыўная эквівалентная доза апрамянення складала (мЗв): у Брагіне 2,5, Ветцы 3,1, Буда-Кашалёве 1,3, Карме 2. У «Каталог дозаў апрамянення насельніцтва Рэспублікі Беларусь» (1992) занесена 3326 нас. пунктаў, дзе шчыльнасць забруджвання цэзіем-137 складала 15—40 Кі/км² і сумарныя гадавыя эквівалентныя дозы да 2—3 мЗв. Гл. таксама Біялагічнае дзеянне іанізавальных выпрамяненняў.

т. 1, с. 433

РАДЫЁАСТРАНО́МІЯ,

раздзел астраноміі, які вывучае нябесныя целы па іх радыёвыпрамяненні. Узнікненне Р. звязана з адкрыццём радыёвыпрамянення нашай Галактыкі на хвалі 14,7 м (1931, амер. радыёінж. К.​Янскі). Паводле аб’ектаў даследавання Р. падзяляюць на галактычную (вывучае аб’екты нашай Галактыкі) і пазагалактычную. Аб’ектамі даследавання з’яўляюцца Сонца (гл. Радыёвыпрамяненне Сонца), міжпланетнае асяроддзе, міжзорнае асяроддзе. Метадамі Р. адкрыты новыя віды крыніц касм. эл.-магн. выпрамянення: у нашай Галактыцы — рэшткі звышновых зорак (напр., Крабападобная туманнасць), пульсары, вобласці вадароду HII і інш., пазагалактычныя — радыёгалактыкі, квазары, а таксама рэліктавае выпрамяненне.

Касм. радыёвыпрамяненне даследуюць пры дапамозе радыётэлескопаў, высокая адчувальнасць і раздзяляльная здольнасць якіх перавышаюць магчымасці аптычных тэлескопаў. На аснове буйных радыётэлескопаў створана глабальная радыёінтэрферэнцыйная сетка (раздзяленне вышэй за 0,001"). Дыяпазон наземных радыёастр. назіранняў вызначаецца празрыстасцю зямной атмасферы (даўж. хваль ад 1 мм да 30 м); для радыётэлескопаў на ШСЗ гэты дыяпазон значна шырэйшы. Вымяральнай велічынёй у Р. з’яўляецца прырашчэнне колькасці выпрамянення пры навядзенні радыётэлескопа на аб’ект. Радыёвыпрамяненне касм. аб’ектаў вызначаецца механізмам выпрамянення, умовамі генерацыі і распаўсюджвання радыёхваль, энергіяй выпраменьвальных часціц і магн. поля. Неперарыўнае выпрамяненне касм. крыніц абумоўлена сінхратронным і цеплавым механізмам (гл. Сінхратроннае выпрамяненне, Цеплавое выпрамяненне), выпрамяненне ў вузкіх лініях — пераходамі паміж узроўнямі энергіі атамаў і малекул. Устаноўлена, што працяглыя кампаненты крыніц радыёвыпрамянення, звязанага з радыёгалактыкамі, — гэта намагнічаныя воблакі разрэджанага газу, напоўненыя касмічнымі прамянямі. Р. мае практычнае дастасаванне ў навігацыі, пасіўнай лакацыі, антэннай тэхніцы і інш. Гл. таксама Радыёлакацыйная астраномія.

Літ.:

Галактическая и внегалактическая радиоастрономия: Пер. с англ. М., 1976;

Матвеенко Л.И. Радиоастрономия. М., 1977 (Астрономия. Т. 13);

Апушкинский Г.П. Методы радиоастрономии. Л., 1979.

А.​А.​Шымбалёў.

т. 13, с. 230

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

РАДЫЁЛАКА́ЦЫЯ (ад радыё... + лакацыя),

знаходжанне і распазнаванне аб’ектаў, вызначэнне іх каардынат і інш. характарыстык з дапамогай радыёхваль; галіна навукі і тэхнікі. Сродкі і метады Р. выкарыстоўваюцца ў ваен. справе (у ППА і інш.), марской, паветр. і касм. навігацыі, метэаралогіі, астраноміі (Р. нябесных цел, у т. л. Сонца, Месяца, планет, метэораў), пры разведцы карысных выкапняў і інш.

Засн. на здольнасці фіз. цел (аб’ектаў) адбіваць, выпраменьваць і перавыпраменьваць радыёхвалі. Іх можна зарэгістраваць прыёмнікам і атрымаць патрэбную інфармацыю. Ажыццяўляецца з дапамогай радыёлакацыйных станцый (РЛС), сістэм і комплексаў. Найб. пашырана актыўная Р. з зандзіруючымі сігналамі, якія выпраменьваюцца антэннай сістэмай перадатчыка РЛС, адбіваюцца ад аб’екта і часткова ўлоўліваюцца прыёмнікам гэтай жа РЛС. Адлегласць да аб’екта вызначаюць па часе праходжання радыёсігналу да аб’екта і назад, напрамак (пеленг) — па арыентацыі накіраванай антэны. Калі аб’ект рухаецца адносна РЛС, частата радыёхвалі, адбітай аб’ектам, у адпаведнасці з Доплера эфектам змяняецца адносна частаты зандзіруючай радыёхвалі. Па рознасці гэтых частот вызначаюць скорасць перамяшчэння аб’екта. Пры Р. з актыўным адказам сігналы, пасланыя РЛС, рэтрансліруюцца радыёпрыстасаваннем, размешчаным на аб’екце (прыёмна-перадавальнай радыёстанцыяй). Пры пасіўнай радыёлакацыі выкарыстоўваецца ўласнае (цеплавое) выпрамяненне аб’екта ў дыяпазоне радыёхваль або выпрамяненне радыёпрыстасавання (радыёперадатчыка), размешчанага на аб’екце. Пры многапазіцыйнай Р. (т. зв. разнесеная сістэма) радыёсігналы, пасланыя адной РЛС і адбітыя аб’ектам, прымаюцца другой РЛС, што знаходзіцца ў інш. зоне прасторы (адлегласць паміж перадавальнай і прыёмнай РЛС можа змяняцца). Прынцыпы работы і апаратура радыёлакацыйных сістэм падобныя, як у гідралакацыі і радыёнавігацыі. Р. выкарыстоўвае складаныя зандзіруючыя сігналы і лічбавыя метады апрацоўкі інфармацыі для траекторных і картаграфічных вымярэнняў, здымкі мясцовасці, радыёкіравання рухомымі аб’ектамі і інш.

Літ.:

Теоретические основы радиолокации. М., 1970;

Справочник по радиолокации: Пер. с англ. Т. 1—4. М., 1976—79.

В.​І.​Вараб’ёў.

т. 13, с. 233

АТМАСФЕ́РА (ад грэч. atmos пара + сфера) Зямлі, газавая абалонка вакол Зямлі, якая ўтрымліваецца яе прыцяжэннем, верціцца разам з ёю і забяспечвае жыццядзейнасць расліннага і жывёльнага свету. Маса атмасферы каля 5,15×10​¹⁵ т (адна мільённая доля масы Зямлі). Палавіна яе заключана ў слоі да 5 км, 90% — да 16 км, вышэй за 100 км — толькі мільённая частка. Выразнай верхняй мяжы не існуе, атмасфера паступова пераходзіць у касм. прастору (гл. Космас). За фіз. мяжу прымаюць выш. 1000—1200 км, тэарэтычная мяжа — 42 тыс. км, дзе цэнтрабежная сіла вярчэння Зямлі ўраўнаважваецца яе прыцяжэннем. З вышынёй мяняюцца фіз. ўласцівасці атмасферы: ціск, шчыльнасць, т-ра. Ціск атмасферы на ўзр. м. на 1 см² 1013,25 гПа, на выш. 5 км ён змяншаецца на ½. Залежнасць ціску ад вышыні выражаецца бараметрычнай формулай. Шчыльнасць паветра на ўзр. м. 1,27—1,30 кг/м³, на паверхні Зямлі ў Еўропе ў сярэднім 1,25 кг/м³, на выш. 20 км 0,087 кг/м³, на выш. 750 км менш за 10-13 кг/м³. Т-ра характарызуецца больш складанай залежнасцю ад вышыні.

Будова. Атмасфера мае выразную слаістую структуру. У аснову падзелу пакладзена вертыкальнае размеркаванне т-ры, паводле якога вылучаюць сферы і слаі-паўзы паміж імі. Ніжняя частка атмасферы — трапасфера, знаходзіцца над паверхняй Зямлі да выш. 8—10 км у палярных, 16—18 км у экватарыяльных шыротах. Характарызуецца паніжэннем т-ры з вышынёй каля 6,5 °C на 1 км. Пераходнаму слою (таўшчынёй ад соцень метраў да 2 км) паміж трапасферай і стратасферай — трапапаўзе — уласціва ізатэрмія. Стратасфера распасціраецца да 50 км, у ніжняй частцы яе т-ра пастаянная, з выш. 25—30 км павышаецца ў сярэднім на 0,3 °C на 100 м (у азанасферы). Паміж стратасферай і мезасферай размяшчаецца стратапаўза, у якой т-ра блізкая да 0 °C. У мезасферы (да выш. 80 км) т-ра зніжаецца на 0,35 °C на 100 м вышыні (да -90 °C), развіваецца канвекцыя (вертыкальнае перамешванне), утвараюцца серабрыстыя воблакі. У мезасферы адзначаецца іанізацыя часцінак газу. Мезапаўза знаходзіцца на выш. 80—85 км, ёй уласціва ізатэрмія ці слабае зніжэнне т-ры. Вышэй размешчана тэрмасфера (да 800—1000 м), дзе т-ра зноў рэзка павышаецца за кошт паглынання прамога сонечнага выпрамянення і дасягае 1500—2000 °C. Тэрмасфера адпавядае іанасферы, дзе паветра моцна іанізаванае ў выніку дысацыяцыі малекул газаў пад уздзеяннем ультрафіялетавай, рэнтгенаўскай і карпускулярнай радыяцыі, што з’яўляецца прычынай высокай т-ры, палярных ззянняў, свячэння атмасферы. Знешняя атмасфера — экзасфера, дзе адбываецца дысіпацыя газаў, іх часцінкі (пераважна атамы вадароду) рассейваюцца ў касм. прасторы і ўтвараюць карону Зямлі.

Састаў. Атмасфера паветра — сумесь газаў з дамешкам завіслых цвёрдых і вадкіх часцінак. Паводле хім. саставу вылучаюць гамасферу (да 90—100 км) з нязменнымі суадносінамі асн. газаў і гетэрасферу, дзе стан газаў і іх суадносіны вельмі зменлівыя. У сухім паветры гамасферы азот складае 78%, кісларод — 21, аргон — 0,9, вуглякіслы газ — 0,03%, астатняе — крыптон, ксенон, неон, гелій, вадарод, азон, ёд, радон, метан, аміяк і інш. Сучасны састаў атмасферы спрыяльны для жыцця на Зямлі: кісларод служыць для дыхання жывых арганізмаў, вуглякіслы газ — для стварэння арган. рэчываў раслін у працэсе фотасінтэзу. У фіз. працэсах, якія адбываюцца ў атмасферы, найб. актыўныя вадзяная пара, азон, вуглякіслы газ і атм. аэразолі. Вадзяная пара канцэнтруецца ў ніжніх слаях трапасферы (ад 0,1—0,2% у палярных шыротах да 3% у экватарыяльных), з вышынёй яе колькасць памяншаецца (на выш. 1,5—2 км на 50%), у нязначнай колькасці ёсць да выш. 15—20 км. Азон затрымлівае асн. частку ультрафіялетавага выпрамянення Сонца, гібельнага для ўсяго жывога на Зямлі. Канцэнтруецца ў азанасферы. Вуглякіслы газ здольны паглынаць даўгахвалевае выпрамяненне Зямлі і ствараць парніковы эфект атмасферы. Колькасць вуглякіслага газу павялічваецца ў сувязі з узмацненнем антрапагеннага ўздзеяння на атмасферу (мяркуюць, што да 2000 г. яго будзе 0,0375%). Атмасферныя аэразолі (завіслыя ў паветры цвёрдыя і вадкія часцінкі) таксама затрымліваюць цеплавое выпрамяненне паверхні Зямлі і ўплываюць на бачнасць у атмасферы. Прымеркаваныя да прыземных слаёў, частка іх пранікае ў стратасферу, дзе на выш. 15—20 км утвараецца аэразольны слой Юнге.

У гетэрасферы павялічваецца колькасць лёгкіх газаў, адбываецца дысацыяцыя малекул паветра і значная іанізацыя. Выразная змена стану газаў атмасферы адбываецца на выш. 100—210 км, дзе пераважае атамарны кісларод над малекулярнымі азотам і кіслародам. На выш. 500 км малекулярнага кіслароду практычна няма, вышэй за 600 км пераважае гелій, на выш. ад 2 да 20 тыс. км пашырана вадародная карона Зямлі. З верхняй часткай атмасферы звязаны радыяцыйныя паясы Зямлі: унутраны на выш. 500—1600 км і вонкавы, утвораныя электронамі з высокай энергіяй.

Паветраныя плыні. Вынікам неаднароднасці т-ры атмасферы па вертыкалі і нераўнамернага награвання палярных і экватарыяльных шырот, сухазем’я і мора з’яўляецца сістэма буйнамаштабных працэсаў — агульная цыркуляцыя атмасферы. Да яе належаць плыні ніжняй часткі трапасферы: пастаянныя — пасаты і сезонныя — мусоны, заходні перанос паветраных мас, канвекцыя, цыклоны і антыцыклоны і інш. Паблізу трапапаўзы, дзе існуе кантрастнасць т-ры, а таксама ў азонавым слоі на выш. 20—25 км утвараюцца магутныя струменныя плыні. Скорасць ветру ў верхняй стратасферы дасягае 100—150 м/сек. У тэрмасферы яна павялічваецца, тут адбываюцца прыліўныя рухі пад уздзеяннем Месяца і Сонца. Рухомасць атмасферы надае ёй ролю рэгулятара цеплаабмену Зямлі з космасам, радыяцыйнага і воднага балансу. Працэсы ўзаемадзеяння атмасферы і акіяна істотна ўплываюць на клімат Зямлі. Атмасфера мае электрычнае поле, якое фарміруецца пад уздзеяннем адмоўнага электрычнага поля Зямлі.

Паходжанне. Сучасная зямная атмасфера мае другаснае паходжанне, яна ўтварылася пасля ўзнікнення Зямлі ў выніку ўзаемадзеяння працэсу дэгазацыі з пародамі літасферы. Састаў атмасферы зменьваўся на працягу ўсёй гісторыі Зямлі, у т. л. і пад уплывам дзейнасці чалавека. Вылучаюць 2 асн. этапы — бескіслародны (2 млрд. гадоў назад) і кіслародны; маса кіслароду значна павялічылася ў фанеразоі пасля з’яўлення расліннасці на сушы.

Вывучэнне атмасферы пачалося ў антычны час. Навука пра атмасферу — метэаралогія сфарміравалася ў 19 ст. Для назіранняў за атмасферай створана сетка метэаралагічных станцый і пастоў, выкарыстоўваюцца метады вертыкальнага зандзіравання атмасферы, радыёлакацыя, пеленгацыя, самалёты, аўтам. аэрастаты, спец. судны, ракеты і метэаралагічныя спадарожнікі. У Беларусі назіранне за атмасферай праводзіцца на метэастанцыях гідраметэаралагічнай службы, у прамысл. цэнтрах вывучаюць і прагназіруюць ступені тэхнагеннага забруджвання; праводзяцца даследаванні радыенукліднага забруджвання атмасферы пасля катастрофы на Чарнобыльскай АЭС.

Літ.:

Атмосфера: Справ. Л., 1991;

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. М., 1988.

Г.​В.​Валабуева.

т. 2, с. 74