Verbum

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

ІНТЭРФЕРО́МЕТР [ад лац. inter паміж + ferens (ferentis) які нясе, пераносіць + ... метр],

вымяральная прылада, дзеянне якой заснавана на інтэрферэнцыі хваль. Існуюць аптычныя і радыёінтэрферометры для эл.-магн. хваль і акустычныя І. для гукавых.

У аптычных I. (найб. пашыраны) зыходны пучок святла раздзяляецца на 2 ці больш узаемна кагерэнтных (гл. Кагерэнтнасць) прамянёў, якія праходзяць розныя аптычныя шляхі, а потым зводзяцца разам і ствараюць інтэрферэнцыйную карціну. Аналіз яе дае неабходную інфармацыю. Шматпрамянёвыя І. выкарыстоўваюцца ў асн. як спектрометры, двухпрамянёвыя — як тэхн. прылады. Імі вымяраюць даўжыні хваль спектральных ліній, паказчыкі пераламлення празрыстых асяроддзяў, памеры і перамяшчэнні цел, вуглавыя памеры зорак, кантралююць форму, мікрарэльеф і дэфармацыю паверхняў аптычных дэталей, чысціню метал. паверхні і інш. У лазерных І. у параўнанні са звычайнымі аптычнымі дасягаецца павышаная дакладнасць вымярэння адлегласцей, скарасцей руху, розных фіз. характарыстык аб’ектаў, высокаскарасных працэсаў і з’яў. Ёсць таксама валаконна-аптычныя і галаграфічныя І. Акустычнымі I. вызначаюць скорасці распаўсюджвання гуку ў розных асяроддзях, адлегласці да выпраменьвальнікаў гуку, напрамкі прыходу хваль (напр., пры гідралакацыі) і інш. У залежнасці ад вугла паміж напрамкам на крыніцу гуку і нармаллю да базы І. зменьваецца рознасць фаз сігналаў, што прымаюцца 2 акустычнымі прыёмнікамі, і магутнасць сумарнага сігналу, па якіх ацэньваюць гэты вугал і інш. характарыстыкі крыніцы выпрамянення. Радыёінтэрферометры паводле прынцыпу дзеяння падобныя на акустычныя і найчасцей выкарыстоўваюцца для астр. назіранняў. Базы іх бываюць вельмі значныя (напр., пры антэнах, размешчаных на процілеглых баках Зямлі). Сігналы ад касм. крыніцы радыёвыпрамянення, прынятыя антэнамі, перадаюцца па лініях сувязі на агульны аналізатар, з дапамогай якога вызначаюць вуглавое становішча і памеры крыніцы, размеркаванне яе радыёяркасці.

Літ.:

Коломийцов Ю.В. Интерферометры Л., 1976;

Тарасов К.И. Спектральные приборы. 2 изд. Л., 1977;

Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения. 2 изд. М., 1982.

В.​І.​Вараб’ёў.

т. 7, с. 289

РАДЫЁГАЛАГРА́ФІЯ,

запіс, узнаўленне і пераўтварэнне хвалевага фронту эл.-магн. хваль радыёдыяпазону. Метады Р. маюць шмат агульнага з метадамі аптычнай галаграфіі.

Радыёгалаграфічны працэс складаецца з запісу радыёгалаграмы, што адлюстроўвае параметры хвалевага фронту эл.-магн. поля, і ўзнаўлення відарыса аб’екта, з удзелам якога атрымаўся радыёфронт. Для запісу выкарыстоўваюцца неперарыўныя асяроддзі (аналагічныя фотаматэрыялам у аптычнай галаграфіі) або зонды. Неперарыўнымі асяроддзямі служаць плёнкі рэчываў, аптычныя ўласцівасці якіх (празрыстасць, паказчык пераламлення, паварот плоскасці палярызацыі і інш.) залежаць ад т-ры і лакальна мяняюцца пад уздзеяннем цеплаты, якая вылучаецца пры паглынанні радыёхваль. Зондамі з’яўляюцца антэны або целы, якія рассейваюць эл.-магн. хвалі. Для ўзнаўлення відарыса аб’екта выкарыстоўваюць аптычныя, радыётэхн. або выліч. спосабы. Пры аптычным спосабе радыёгалаграма пераносіцца ў адпаведным маштабе на аптычнае асяроддзе (напр., фотаплёнку), потым асвятляецца апорнай хваляй. Для фарміравання апорнай хвалі ў Р. выкарыстоўваюцца 2 спосабы: звычайны (як і ў аптычнай галаграфіі, калі апорная хваля фізічна існуе ў прасторы адначасова з прадметнай) і спецыфічны для Р., калі ў прасторы ёсць толькі адна (прадметная) хваля, а апорная падаецца ў тракт радыёпрыёмніка ці зонда. Р. выкарыстоўваецца для даследавання аддаленых аб’ектаў, напр., планет і Зямлі з космасу (раздзяленне пры адлюстраванні паверхні на некалькі парадкаў вышэйшае, чым пры звычайных метадах радыёлакацыі), для атрымання відарысаў аб’ектаў, схаваных аптычна непразрыстымі асяроддзямі (напр., ва ўмовах густой воблачнасці), у антэннай тэхніцы (для мадэліравання антэн, вымярэння іх параметраў і інш.), для апрацоўкі радыёсігналаў (сцісканне радыёлакацыйных імпульсаў) і інш.

На Беларусі даследаванні па Р. праводзяцца ў БДУ і Гомельскім ун-це.

Літ.:

Сафронов Г.С., Сафронова А.П. Введение в радиоголографию. М., 1973;

Бахрах Л.Д., Курочкин А.П. Голография в микроволновой технике. М., 1979;

Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне. Л., 1985.

М.​А.​Вількоцкі, П.​Дз.​Кухарчык.

т. 13, с. 231

ІНФРАЧЫРВО́НАЕ ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ, інфрачырвоныя прамяні,

нябачнае электрамагнітнае выпрамяненне аптычнага дыяпазону з даўжынёй хваль ад 0,74 мкм да 1—2 мм (ад чырв. канца бачнага спектра да найб. кароткіх радыёхваль). Выпрамяняецца ўсякім целам, асабліва нагрэтым. Складае значную ч. выпрамянення Сонца, большую ч. выпрамянення лямпаў напальвання, розных газаразрадных крыніц святла. Шырока выкарыстоўваюцца спец. крыніцы І.в. — стрыжні на аснове вокіслаў рэдказямельных элементаў і карбіду крэмнію, перспектыўныя лазерныя крыніцы І.в. Адкрыта ў 1800 У.Гершэлем.

І.в. вылучаюць таксама касм. целы: халодныя чырв. карлікі (зоркі з т-рай паверхні 1000—1500 К), шэраг планетарных туманнасцей, пылавыя воблакі, ядры галактык (у т. л. нашай), квазары. Спектр І.в. (як і бачнага, ультрафіялетавага) можа складацца з асобных ліній, палос або быць неперарыўным у залежнасці ад прыроды крыніцы. Аптычныя ўласцівасці рэчываў (празрыстасць, каэф. адбіцця і пераламлення) у інфрачырв. вобласці спектра звычайна адрозніваюцца ад уласцівасцей у бачнай і ультрафіялетавай абласцях. Многія рэчывы, празрыстыя ў бачнай вобласці, непразрыстыя ў некаторых абласцях І.в. і наадварот У большасці металаў адбівальная здольнасць для І.в. значна большая, чым для бачнага. Вылучыць І.в. з агульнага патоку выпрамянення можна з дапамогай прызмаў, дыфракцыйных рашотак, дысперсійных фільтраў і інш. Для выяўлення і вымярэння І.в. выкарыстоўваюцца цеплавыя і фотаэлектрычныя прыёмнікі (балометры, тэрмаэлементы), оптыка-акустычныя і піраэлектрычныя прыёмнікі, фотаэлементы і фотапамнажальнікі, электронна-аптычныя пераўтваральнікі і фотарэзістары, спец. фотаматэрыялы. І.в. выкарыстоўваецца ў навук даследаваннях, прам-сці, сельскай гаспадарцы, медыцыне, ваен. справе — для ідэнтыфікацыі і вывучэння будовы хім злучэнняў, якаснага і колькаснага спектральнага аналізу (гл. Інфрачырвоная спектраскапія), сушкі і нагрэву, дэфектаскапіі вырабаў (гл. Інфрачырвоная дэфектаскапія), фатаграфавання ў цемнаце, у начнога бачання прыладах і цеплапеленгацыі, саманавядзення снарадаў і ракет, наземнай і касм. сувязі, у лакатарах, дальнамерах і інш. (гл. таксама Інфрачырвоная тэхніка).

Літ.:

Леконт Ж. Инфракрасное излучение: Пер. с фр. М., 1958;

Марков М.Н. Приемники инфракрасного излучения. М., 1968;

Хадсон Р.Д. Инфракрасные системы: Пер. с англ. М., 1972;

Левитин И.Б. Применение инфракрасной техники в народном хозяйстве. Л., 1981.

Р.​Г.​Жбанкоў.

т. 7, с. 294

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

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