Verbum

КУЛО́Н ((Coulomb) Шарль Агюстэн) (14.6.1736, г. Ангулем, Францыя — 23.8.1806),

французскі інжынер і фізік, адзін з заснавальнікаў электрастатыкі і магнітастатыкі. Чл. Парыжскай АН (1803). Скончыў школу ваен. інжынераў (1761). Навук. працы па электрычнасці, магнетызме і дастасавальнай механіцы. Сфармуляваў законы сухога трэння (1781). Даследаваў дэфармацыю кручэння ніцей, устанавіў законы пругкага кручэння. Вынайшаў (1784) круцільныя вагі, з дапамогай якіх устанавіў у 1785 асн. законы электрастатыкі (Кулона закон), пашырыў яго на ўзаемадзеянне засяроджаных магнітных полюсаў і сканструяваў магнітометр (1785—88). Яго імем названа адзінка эл. зараду кулон.

Літ.:

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в.). М., 1989. С. 242—252.

А.І.Болсун.

т. 9, с. 8

ГАЛЬВАНО́МЕТР (ад гальвана... + ...метр),

высокаадчувальная электравымяральная прылада, прызначаная для вымярэння малых токаў і напружанняў. Бывае пастаяннага і пераменнага току, са стрэлачным або светлавым паказальнікам (люстраны гальванометр, у якога на рухомай частцы гальванометра замест стрэлкі прымацавана мініяцюрнае люстэрка). Найб. пашырана выкарыстанне гальванометра для выяўлення адсутнасці току ці нулявой рознасці патэнцыялаў паміж якімі-н. пунктамі ланцуга (нуль-індыкатар). Пры праходжанні праз рамку гальванометра кароткачасовых імпульсаў атрымліваюцца балістычныя адхіленні рухомай часткі гальванометра ад нулявога становішча з наступным вяртаннем у яго пасля некалькіх ваганняў. Пры гэтым першае (максімальнае) адхіленне прапарцыянальнае працёкламу зараду. Для вымярэняў працяглых імпульсаў штучна павялічваюць момант інерцыі рухомых частак гальванометра (балістычны). Папярэднік гальванометра — гальванаскоп (для вызначэння наяўнасці току ў эл. ланцугу і яго напрамку).

т. 4, с. 477

ГІПЕРЗАРА́Д,

характарыстыка элементарных часціц, роўная падвоенаму сярэдняму эл. зараду часціцы ў ізатапічным мультыплеце (гл. Ізатапічная інварыянтнасць). Адрозніваюць моцны і слабы гіперзарад.

Моцны гіперзарад вызначаецца алг. сумай усіх унутраных квантавых лікаў часціцы і выкарыстоўваецца для апісання прыблізнай ізатапічнай інварыянтнасці адронаў. У розных рэакцыях элементарных часціц моцны гіперзарад амаль што захоўваецца, парушэнні яго захавання звязаны з уплывам электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Слабы гіперзарад вызначае інтэнсіўнасць электраслабага ўзаемадзеяння элементарных ферміёнаў з нейтральным прамежкавым базонам і з’яўляецца крыніцай поля гэтага базона. Значэнні слабага гіперзараду, атрыманыя эксперыментальна, пакуль што не паддаюцца тлумачэнню. Напр., левыя нейтрына і электрон маюць слабы гіперзарад, роўны -1/2, правы электрон -1, левыя u- і d-кваркі + 1/6, правыя u- і (d-кваркі -2/3 і -1/3 адпаведна (гл. Кваркі).

І.С.Сацункевіч.

т. 5, с. 256

ГРЫ́НА ФУ́НКЦЫЯ,

функцыя, звязаная з інтэгральным выяўленнем рашэнняў краявых задач для дыферэнцыяльных ураўненняў. Апісвае вынік уздзеяння кропкавай (засяроджанай) крыніцы сілы, зараду ці інш. (функцыя крыніцы) або распаўсюджванне палёў ад кропкавых крыніц (функцыя распаўсюджвання, напр., патэнцыял поля кропкавага эл. зарада, размешчанага ўнутры заземленай праводнай паверхні). Названа ў гонар Дж.Грына. Грына функцыя і яе аналагі выкарыстоўваюцца ў тэорыі функцый, канечна-рознасных ураўненняў, тэарэт. фізіцы, квантавай тэорыі поля, стат. фізіцы і інш.

Грына функцыя зводзіць вывучэнне ўласцівасцей дыферэнцыяльнага аператара да вывучэння ўласцівасцей адпаведнага інтэгральнага аператара, дае магчымасць знаходзіць рашэнні неаднароднага ўраўнення, трактуецца як фундаментальнае рашэнне лінейнага дыферэнцыяльнага ўраўн., якое адпавядае аднародным краявым умовам, і г.д. Напр., поле, створанае сістэмай крыніц (у т. л. працяглымі крыніцамі), апісваецца ў выглядзе лінейнай камбінацыі (суперпазіцыі) уплываў асобных крыніц. Гл. таксама Ураўненні матэматычнай фізікі.

Р.Т.Вальвачоў, Л.А.Яновіч.

т. 5, с. 482

ЗАХАВА́ННЯ ЗАКО́НЫ,

фізічныя заканамернасці, якія ўстанаўліваюць пастаянства ў часе пэўных велічынь, што характарызуюць фіз. сістэму ў працэсе змены яе стану; найб. фундаментальныя заканамернасці прыроды, якія вылучаюць самыя істотныя характарыстыкі фіз. сістэм і працэсаў. Асаблівае значэнне З.з. звязана з тым, што дакладныя дынамічныя законы, якія поўнасцю апісваюць фіз. сістэмы, часта вельмі складаныя ці невядомыя. У гэтых выпадках З.з. даюць магчымасць зрабіць істотныя вывады пра паводзіны і ўласцівасці сістэмы без рашэння ўраўненняў руху.

З.з. для энергіі, імпульсу, моманту імпульсу і эл. зараду выконваюцца ў кожнай ізаляванай сістэме (універсальныя законы прыроды). Пасля стварэння адноснасці тэорыі страціў сваё абсалютнае значэнне З.з. масы (гл. Дэфект мас)\ З.з. энергіі і імпульсу аб’яднаны ў агульны З.з. энергіі—імпульсу; удакладнена фармулёўка З.з. поўнага моманту імпульсу (з улікам спіна). Асабліва важная роля З.з. у тэорыі элементарных часціц, дзе ёсць шэраг абсалютных (для электрычнага, барыённага і лептоннага зарадаў) і прыблізных (для ізатапічнага спіна, дзіўнасці і інш.) З.з., якія выконваюць толькі пры некат. умовах. Напр., дзіўнасць захоўваецца ў моцных, але парушаецца ў слабых узаемадзеяннях (гл. Адроны, Барыёны, Лептоны, Узаемадзеянні элементарных часціц). З.з. ў тэорыі элементарных часціц — асн. сродак вызначэння магчымых рэакцый паміж часціцамі. Існуе глыбокая сувязь паміж З.з. і сіметрыяй фіз. сістэм (гл. Сіметрыя, Нётэр тэарэма). Наяўнасць характэрнай для кожнага тыпу фундаментальных узаемадзеянняў дынамічнай (калібровачнай) сіметрыі прыводзіць да З.з. сілавых (дынамічных) зарадаў, якія вызначаюць здольнасць элементарных часціц да адпаведнага ўзаемадзеяння. З.з. эл. зараду, слабых ізатапічнага спіна і гіперзараду, каляровых (моцных) зарадаў выкарыстоўваюцца пры пабудове палявых (калібровачных) тэорый электрамагнітнага, электраслабага і моцнага ўзаемадзеянняў адпаведна. У квантавай тэорыі поля ўведзены спецыфічныя З.з. прасторавай, часавай і зарадавай цотнасцей, што вызначаюць уласцівасці тэорыі адносна пераўтварэнняў адпаведнай дыскрэтнай сіметрыі (гл. Людэрса—Паўлі тэарэма).

Літ.:

Фейнман Р. Характер физических законов: Пер. с англ. М., 1968;

Богуш А.А. Очерки по истории физики микромира. Мн., 1990.

Ф.І.Фёдараў, А.А.Богуш.

т. 7, с. 9

НЕАБАРАЧА́ЛЬНЫ ПРАЦЭ́С,

фізічны працэс, які можа самаадвольна працякаць толькі ў адным пэўным напрамку. У адрозненне ад абарачальных працэсаў Н.п. выключае магчымасць вяртання тэрмадынамічнай сістэмы ў зыходны стан без якіх-н. істотных змен у навакольным асяроддзі. Усе Н.п. з’яўляюцца нераўнаважнымі працэсамі і з мікраскапічнага пункту гледжання вывучаюцца ў фіз. кінетыцы; тэрмадынаміка ўстанаўлівае для іх толькі няроўнасці, якія паказваюць магчымы напрамак працякання працэсу (гл. Другі закон тэрмадынамікі).

Да Н.п. адносяць дыфузію, цеплаправоднасць, вязкае цячэнне, хім. рэакцыі, рэлаксацыйныя і інш. працэсы, дзе адбываецца накіраваны прасторавы перанос рэчыва, энергіі, імпульсу, зараду. У замкнутых сістэмах Н.п. заўсёды суправаджаюцца ўзрастаннем энтрапіі (крытэрый неабарачальнасці; гл. Больцмана прынцып). У адкрытых сістэмах пры Н.п. энтрапія можа заставацца пастаяннай ці змяншацца за кошт абмену з навакольным асяроддзем, аднак ва ўсіх выпадках вытв-сць энтрапіі (яе ўзрастанне ў адзінку часу за кошт Н.п.) застаецца дадатнай.

П.С.Габец.

т. 11, с. 250

АНТЫЧАСЦІ́ЦА,

адна з аднолькавых па масе, часе жыцця, значэннях спіна і цотнасці элементарных часціц, якія маюць роўныя па модулі, але процілеглыя па знаку квантавыя лікі (зарады). Напр., электрон (e​⁻) і пазітрон (e​⁺) адрозніваюцца знакам эл. і лептоннага зарадаў і спіральнасці (палярызацыі); нейтрон (n) і антынейтрон (n̄) — барыённага зараду і магн. моманту. У адпаведнасці з квантава-рэлятывісцкай прыродай элементарных часціц кожнай з іх адпавядае свая антычасціца, акрамя сапраўды нейтральных (не маюць ніякіх зарадаў) фатона, π​⁰-мезона, ρ​⁰-мезона, η​⁰-мезона і j/ψ-часціцы. Характэрная асаблівасць пары часціца — антычасціца — здольнасць да анігіляцыі. Кожнаму працэсу эл.-магн. і моцнага ўзаемадзеянняў адпавядае аналагічны працэс, у якім усе часціцы заменены антычасціцамі, і наадварот. Эксперыментальна даказана існаванне антычасціц для ўсіх вядомых часціц. Зарэгістраваны найпрасцейшыя пасля антыпратона антыядры (антыдэйтрон, антытытрытый, антыгелій). Прынцыпова магчыма існаванне антыатамаў, антымалекул і наогул антырэчыва з антыпратонамі, антынейтронамі і пазітронамі.

А.А.Богуш.

т. 1, с. 404

ІЗАТАПІ́ЧНАЯ ІНВАРЫЯ́НТНАСЦЬ квантавая сіметрыя, звязаная з аднолькавымі паводзінамі пэўных груп элементарных часціц у моцным ці электраслабым узаемадзеяннях. Адрозніваюць моцную і слабую І.і., якія сваімі ўласцівасцямі нагадваюць сіметрыю адносна паваротаў у 3-мернай прасторы.

Моцная І.і. абумоўлена існаваннем ізатапічных мультыплетаў — сем’яў адронаў з аднолькавымі квантавымі лікамі (барыённым зарадам, дзіўнасцю, спінам і інш.), блізкімі па значэнні масамі спакою, аднак рознымі эл. зарадамі. Моцнае ўзаемадзеянне застаецца аднолькавым у межах аднаго мультыплета і не залежыць ад эл. зараду часціцы. Колькасць часціц у мультыплеце N=2J+1, дзе J — ізатапічны спін. Напр., пратон і нейтрон утвараюць ізатапічны дублет (J=​¹/₂), пі-мезоны (π​⁺, π​⁰, π​⁻) — ізатапічны трыплет (J=1). Слабая І.і. звязана з тым, што лептоны, кваркі і некаторыя інш. часціцы таксама маюць ізатапічную мультыплетнасць, аднак масы спакою часціц у межах аднаго мультыплета могуць значна адрознівацца. Слабая І.і. дазволіла дакладна вызначыць законы электраслабага ўзаемадзеяння і выявіць прамежкавыя вектарныя базоны, якія з’яўляюцца яго пераносчыкамі. Гл. таксама Інварыянтнасць.

І.С.Сацункевіч.

т. 7, с. 177

ДЗІРА́К ((Dirac) Поль Адрыен Марыс) (8.8.1902, г. Брысталь, Вялікабрытанія — 20.10.1984),

англійскі фізік-тэарэтык, адзін са стваральнікаў квантавай механікі і квантавай тэорыі поля. Чл. Лонданскага каралеўскага т-ва (1930), замежны чл. АН СССР (1931). Скончыў Брыстольскі (1921) і Кембрыджскі (1926) ун-ты. У 1932—69 праф. Кембрыджскага ун-та, з 1971 праф. ун-та штата Фларыда (ЗША). Навук. працы па квантавай механіцы, квантавай электрадынаміцы, квантавай тэорыі поля, тэорыі электрычных часціц і тэорыі гравітацыі. Распрацаваў матэм. апарат квантавай механікі — тэорыю пераўтварэнняў, прапанаваў метад другаснага квантавання (1926—27). Незалежна ад Э.Фермі ў 1926 распрацаваў статыстыку часціц з паўцэлым спінам (гл. Фермі—Дзірака статыстыка), разам з В.Гайзенбергам адкрыў абменнае ўзаемадзеянне (1928). Развіў рэлятывісцкую тэорыю руху электрона (гл. Дзірака ўраўненне) і прадказаў існаванне пазітрона (1928). Выказаў гіпотэзы аб існаванні элементарнага магн. зараду (1931) і антырэчыва (1933). Нобелеўская прэмія 1933 (разам з Э.Шродынгерам).

Тв.:

Рус. пер. — Лекции по квантовой теории поля. М., 1971;

Общая теория относительности. М., 1978;

Принципы квантовой механики. М., 1979.

Літ.:

Поль Дирак и физика XX века: Сб. науч. тр. М., 1990.

М.М.Касцюковіч.

т. 6, с. 116

ГЕТЭРАПЕРАХО́Д,

кантакт паміж двума рознымі паводле хім. саставу ці (і) фазавага стану паўправаднікамі (ПП). Па тыпе праводнасці спалучаных ПП адрозніваюць гетэрапераходы анізатыпныя — кантактуюць ПП з электроннай (n) і дзірачнай (p) эл.-праводнасцямі (p-n-гетэрапераход; гл. Электронна-дзірачны пераход), і ізатыпныя — кантактуюць ПП з адным тыпам праводнасці (n-n-гетэрапераход ці p-p-гетэрапераход). Камбінацыі некалькіх гетэрапераходаў утвараюць гетэраструктуры.

Для атрымання гетэрапераходу выкарыстоўваюцца кантакты паміж германіем Ge, крэмніем Si, ПП злучэннямі тыпу A​^IIIB​^V, дзе A​^III — элемент III групы перыяд. сістэмы элементаў (алюміній Al, галій Ga, індый In), B​^V — элемент V групы (фосфар P, мыш’як As, сурма Sb), і іх цвёрдымі растворамі: Ge—Si, Ga Al As — Ga As, Ga Al—Ge, In Ga As — In P. Гетэрапераход атрымліваюць эпітаксіяй. Галоўная асаблівасць гетэрапераходу — скачкападобнае змяненне ўласцівасцей на мяжы падзелу ПП (шырыні забароненай зоны, энергіі роднасці да электрона, рухомасці носьбітаў зараду, іх эфектыўнай масы і інш.). Кіраванне імі шляхам падбору спалучаных ПП матэрыялаў дае магчымасць ствараць арыгінальныя ПП прылады. Гетэрапераходы выкарыстоўваюцца ў пераключальніках хуткадзейных лагічных схем для ЭВМ, ПП лазерах, святлодыёдах і інш.

Літ.:

Милис А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл — полупроводник: Пер. с англ. М., 1975;

Шарма Б.Л., Пурохит Р.К. Полупроводниковые гетеропереходы: Пер. с англ. М., 1979.

Л.М.Шахлевіч.

т. 5, с. 209