Verbum

ЛА́ЗЕРНАЯ СПЕКТРАСКАПІ́Я,

раздзел аптычнай спектраскапіі, заснаваны на выкарыстанні ўласцівасцей лазернага выпрамянення. Выкарыстоўваецца ў фізіцы, біялогіі, хіміі, экалогіі для вывучэння структуры, стану і ўласцівасцей рэчыва, часціц і працэсаў.

Узнікла ў 1960-я г. на мяжы спектраскапіі і квантавай электронікі. Метады Л.с. выкарыстоўваюць з’явы нелінейнага ўзаемадзеяння лазернага выпрамянення з рэчывам (двух ці больш фатоннае, а таксама насычанае і наведзенае паглынанне, працэсы кагерэнтнага рассеяння, шматфатоннага змешвання і інш.). Л.с. характарызуецца высокімі адчувальнасцю, спектральнай, прасторавай і часавай раздзяляльнай здольнасцю, дазваляе вывучаць спектральныя характарыстыкі, замаскіраваныя неаднародным пашырэннем спектральных ліній ці палос, даследаваць рэчыва ва ўзбуджаным стане, праводзіць даследаванні адзінкавых атамаў і малекул.

На Беларусі даследаванні па праблемах Л.с. праводзяцца ў Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ, Гомельскім і Гродзенскім ун-тах і інш.

Літ.:

Летохов В.С., Чеботаев В.П. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. М., 1975;

Проблемы современной оптики и спектроскопии. Мн., 1980;

Ахманов С.А., Коротеев Н.И. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света. М., 1981;

Лазерная пикосекундная спектроскопия и фотохимия биомолекул. М., 1987.

В.​А.​Арловіч.

т. 9, с. 101

НЕЛІНЕ́ЙНАЯ АКУ́СТЫКА,

галіна акустыкі, якая вывучае гукавыя ваганні і хвалі настолькі высокай інтэнсіўнасці, што ўзнікае ўзаемадзеянне паміж палямі гукавога і інш. паходжання.

Пры распаўсюджванні магутнага гукавога выпрамянення наглядаюцца скажэнне формы хвалі і ўзнікненне ўдарных хваль, змена спектра і ўзнікненне хваль камбінацыйных частот, дадатковае паглынанне і своеасаблівае насычэнне інтэнсіўнасці, прамянёвы ціск, акустычнае цячэнне вадкасцей і інш. Характэрная асаблівасць нелінейных эфектаў — іх залежнасць ад амплітуды хвалі. Для апісання гэтых з’яў Н.а. зыходзіць з нелінейных ураўн. механікі суцэльных асяроддзяў. Пры ўліку затухання хваль Н.а. карыстаецца вынікамі тэрмадынамікі неабарачальных працэсаў і статыстычнай механікі. Пры мікраскапічным апісанні акустычныя хвалі і цеплаабмен разглядаюцца як розныя выяўленні аднаго працэсу (мех. ваганняў) і Н.а. зліваецца з малекулярнай і квантавай акустыкай, асабліва ў дыяпазоне ультрагукавых частот. Прыклады спецыфічных нелінейных эфектаў — ціск гукавога выпрамянення, акустычная кавітацыя. Узаемадзеянне акустычных і эл.-магн. хваль адначасова вывучаецца Н.а. і нелінейнай оптыкай.

Літ.:

Такер Дж., Рэмптон В. Гиперзвук в физике твердого тела: Пер. с англ. М., 1975;

Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М., 1984.

А.​Р.​Хаткевіч.

т. 11, с. 280

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

РАДЫЁСПЕКТРАСКАПІ́Я,

раздзел спектраскапіі, які вывучае спектры паглынання рэчывам радыёхваль высокачастотнага дыяпазону. Паглынанне абумоўлена квантавымі пераходамі магн. момантаў электронаў (гл. Электронны парамагнітны рэзананс) і ядзер (гл. Ядзерны магнітны рэзананс) атамаў рэчыва, эл. квадрупольных момантаў ядзер (гл. Ядзерны квадрупольны рэзананс) ці вярчальных момантаў малекул у газах (гл. Вярчальныя спектры).

Пачаткам развіцця Р. з’явілася стварэнне ў 1940-я г. тэхн. сродкаў генерацыі і метадаў выкарыстання радыёхваль дэцы-, санты- і міліметровага дыяпазонаў, а таксама адкрыццё заканамернасцей іх паглынання рэчывам. Выкарыстоўваюць у фізіцы, хіміі, біялогіі, тэхніцы для даследавання ўнутр. структуры і атамна-малекулярнай дынамікі цвёрдых цел, вадкасцей і газаў, кінетыкі і механізму хім. і біяхім. рэакцый, вызначэння структуры і канфігурацыі малекул, структуры прымесей і дэфектаў, вымярэння магн. палёў, т-ры, ціску, для неразбуральнага кантролю матэрыялаў і вырабаў, а таксама ў медыцыне для атрымання дыягнастычных здымкаў унутр. органаў (гл. Тамаграфія).

На Беларусі метады Р. развіваюцца і выкарыстоўваюцца пры навук. даследаваннях у Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі Нац. АН, БДУ і інш.

Літ.:

Таунс Ч., Шавлов А. Радиоспектроскопия: Пер. с англ. М., 1959;

Абрагам А. Ядерный магнетизм: Пер. с англ. М., 1963;

Физические основы квантовой радиофизики. Л., 1985.

П.​А.​Апанасевіч.

т. 13, с. 235

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

ПРУ́ГКІЯ ХВА́ЛІ,

механічныя ўзбурэнні, якія распаўсюджваюцца ў пругкім асяроддзі. Узнікаюць пры землетрасеннях, выбухах, ударах. Разнавіднасці П.х. — гукавыя хвалі і ультрагукавыя хвалі.

У вадкасцях і газах існуюць пераважна падоўжныя хвалі разрэджання-сціскання (часцінкі асяроддзя зрушваюцца ў напрамку распаўсюджання). У ізатропных цвёрдых целах, якія маюць пругкасць зруху, існуюць падоўжныя і папярочныя хвалі (часцінкі асяроддзя зрушваюцца ў напрамках, перпендыкулярных да распаўсюджання). У анізатропных асяроддзях (крышталях) П.х. падоўжна-папярочныя (часцінкі зрушваюцца ўздоўж трох узаемна перпендыкулярных напрамкаў, якія не супадаюць з напрамкам распаўсюджання). Паблізу паверхні цвёрдага асяроддзя могуць існаваць паверхневыя акустычныя хвалі. У абмежаваных цвёрдых целах (пласцінках, стрыжнях) узнікаюць т.зв. нармальныя П.х. — камбінацыя падоўжных і Папярочных хваль. На мяжы асяроддзяў П.х. адбіваюцца і пераламляюцца. Пры гэтым у цвёрдым асяроддзі ўзнікаюць і падоўжныя і папярочныя П.х. На перашкодах можа адбывацца дыфракцыя хваль і іх рассеянне. З-за ўнутр. трэння (вязкасці) і цеплаправоднасці асяроддзя П.х. затухаюць з адлегласцю (гл. Паглынанне хваль). Пры вял. амплітудах хваль іх узаемадзеянне з асяроддзем становіцца нелінейным. П.х. ўлічваюцца пры тэхн. разліках падмуркаў, станкоў, турбін, самалётаў, караблёў, пры рашэнні геафіз. задач (распаўсюджанне П.х. ад землетрасенняў, зрухаў зямной кары), пры кантролі ядз. выпрабаванняў.

Літ.:

Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М., 1965;

Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М., 1984.

А.​Р.​Хаткевіч.

т. 13, с. 47

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

НЕПТУ́Н,

восьмая па парадку ад Сонца планета Сонечнай сістэмы, знак . Адкрыты ў 1846 ням. астраномам І.​Гале паводле тэарэт. прадказанняў У.Ж.Левер’е і Дж.К.Адамса.

Сярэдняя адлегласць ад Сонца 4504,4 млн. км. Перыяд абарачэння вакол Сонца 164,788 года, вакол восі 16 гадз 6 мін. Экватарыяльны дыяметр 49 528 км. Нахіл экватара да плоскасці арбіты 29°. Маса 1,03∙10​²⁶ кг (17,22 масы Зямлі). сярэдняя шчыльн. 1640 кг/м³. Унутраныя ​²/₃ часткі Н. складаюцца з сумесі літага каменю, вады. вадкага аміяку і метану; вонкавая трэць — з сумесі нагрэтых газаў (вадароду, гелію. метану) і пары вады. Састаў атмасферы: метан, вадарод, гелій Нетры Н. вылучаюць вял. колькасць энергіі. Атрымлівае ад Сонца ў 2.5 раза менш энергіі, чым Уран; т-ра атмасферы Н. (каля 214 °C) амаль такая ж, як ва Урана. Адна з гіпотэз існавання ўнутр. крыніц энергіі — эвалюцыйнае сцісканне планеты. Простым вокам Н. не бачны (яго бляск каля 7,8 візуальнай зорнай велічыні). Паглынанне чырвоных прамянёў атмасферным метанам абумоўлівае сіні колер планеты. Мае 8 спадарожнікаў (гл. Спадарожнікі планет). Выяўлена 5 кольцаў на адлегласці ад 41,9 тыс. да 62.9 тыс. км ад цэнтра планеты, якія складаюцца з пылу. Большасць звестак пра Н. атрымана пры дапамозе аўтаматычнай міжпланетнай станцыі «Вояджэр».

Літ.:

Тейфель В.Г. Уран и Нептун — далекие планеты-гиганты. М., 1982;

Гребеников Е.А., Рябов Ю.А. Поиски и открытия планет. 2 изд. М., 1984;

Уипл Ф.Л. Семья Солнца: Пер. с англ. М., 1984.

А.​А.​Шымбалёў.

т. 11, с. 289

ВАЛАКО́ННАЯ О́ПТЫКА,

раздзел оптаэлектронікі, які вывучае распаўсюджванне святла і перадачу інфармацыі па валаконных святлаводах і займаецца распрацоўкай апаратуры. Вылучылася ў самаст. кірунак у 1950-я г. ў сувязі з развіццём выліч. тэхнікі, кабельнага тэлебачання, сістэм аптычнай сувязі, мед. тэхнікі (зонды), стварэннем квантавых узмацняльнікаў, лазераў і інш.

Па святлаводах светлавыя сігналы перадаюцца з адной паверхні (тарца святлавода) на другую (выхадную) як сукупнасць элементаў відарыса, кожны з якіх перадаецца па сваёй святловядучай жыле. Стрыжань святлавода мае паказчык пераламлення святла, большы за абалонку, таму на мяжы стрыжня і абалонкі адбываецца шматразовае поўнае ўнутранае адбіццё святла, якое распаўсюджваецца па святлаводзе з малымі стратамі. Калі дыяметр святлавода большы за даўжыню хвалі (мнатамодавыя святлаводы), распаўсюджванне святла падпарадкоўваецца законам геаметрычнай оптыкі, у больш тонкіх валокнах (парадку даўжыні хвалі; аднамодавыя святлаводы) — законам хвалевай оптыкі. Святлаводы бываюць жорсткія (аднажыльныя, шматжыльныя) і ў выглядзе жгутоў з рэгулярнай укладкай валокнаў. Якасць відарыса вызначаецца дыяметрам жыл, іх колькасцю, дасканаласцю вырабу. Гал. прычына страт энергіі ў святлаводах — паглынанне святла шклом жылы.

На Беларусі даследаванні па валаконнай оптыцы, пачаліся ў 1974 у Ін-це прыкладной оптыкі АН Беларусі (г. Магілёў), вядуцца ў Аддзеле аптычных праблем інфарматыкі АН Беларусі, Бел. дзярж. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі, Акадэмічным навук. комплексе «Ін-т цепла- і масаабмену імя А.​В.​Лыкава» і інш.

Літ.:

Волоконная оптика. М., 1993;

Тидекен Р. Волоконная оптика и ее применение. Пер. с англ. М., 1975.

Я.​В.​Алішаў.

т. 3, с. 471

АКУ́СТЫКА (ад грэч. akustikos слыхавы),

раздзел фізікі, які вывучае пругкія ваганні і хвалі ад самых нізкіх частот (умоўна ад 0 Гц) да самых высокіх (10​¹²—10​¹³ Гц), іх узаемадзеянне з рэчывам і выкарыстанне.

Першыя звесткі аб акустыцы — у Піфагора (6 ст. да н.э.). Развіццё акустыкі звязана з імёнамі Арыстоцеля, Г.Галілея, І.Ньютана, Г.Гельмгольца. Вынікі класічнай акустыкі падагульніў Дж.Рэлей. Значны ўклад у развіццё акустыкі зрабілі М.М.Андрэеў, А.А.Харкевіч, Л.М.Брэхаўскіх, Л.І.Мандэльштам, М.А.Леантовіч і інш. Новы этап развіцця акустыкі ў 20 ст. звязаны з развіццём электра- і радыётэхнікі, электронікі.

Агульная акустыка на аснове лінейных дыферэнцыяльных ураўненняў вывучае заканамернасці адбіцця і пераламлення акустычных хваляў на паверхні, распаўсюджванне, інтэрферэнцыю і дыфракцыю іх у суцэльных асяроддзях, ваганні ў сістэмах з засяроджанымі параметрамі. Акустыка рухомых асяроддзяў і статыстычная разглядаюць уплыў руху і нерэгулярнасцяў асяроддзя на распаўсюджванне, выпрамяненне і прыём гукавых хваляў. Фізічная акустыка вывучае залежнасць характарыстык хваляў ад уласцівасцей і стану асяроддзя; яе падраздзелы: малекулярная акустыка (паглынанне і дысперсія гуку), квантавая акустыка (разглядае пругкія хвалі як фаноны, пры нізкіх т-рах, ва ультра- і гіпергукавым дыяпазонах). Псіхафізіялагічная акустыка вывучае ўздзеянне гуку на чалавека. Асн. задача электраакустыкі (магнітаакустыкі) — распрацоўка гучнагаварыцеляў, мікрафонаў, тэлефонаў і інш. выпрамяняльнікаў і прыёмнікаў гуку. Гідраакустыка і атмасферная акустыка — выкарыстанне гуку для падводнай лакацыі, сувязі, зандзіравання атмасферы і інш. Задачы архітэктурнай і будаўнічай акустыкі — паляпшэнне распаўсюджвання і ўспрымання мовы і музычных гукаў у памяшканнях, памяншэнне шуму (гл. Акустыка архітэктурная, Акустыка музычная). Нелінейная акустыка, акустаоптыка і акустаэлектроніка вывучаюць узаемадзеянне акустычных хваляў з фіз. палямі і часціцамі. Новыя магчымасці візуалізацыі гукавых палёў дала акустычная галаграфія. На Беларусі даследаванні па акустыцы праводзяцца з 1950-х г. у ін-тах фіз. і фізіка-тэхн. профілю АН. Найб. значныя вынікі атрыманы Ф.І.Фёдаравым у тэорыі пругкіх хваляў у крышталях.

Літ.:

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М., 1953;

Стретт Дж.В. (лорд Рэлей). Теория звука: Пер. с англ. Т. 1—2. 2 изд. М., 1955;

Скучик Е. Основы акустики: Пер. с нем. Т. 1—2. М., 1958—59;

Фёдоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М., 1965;

Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М., 1984.

А.​Р.​Хаткевіч.

т. 1, с. 218