Verbum

ГАЛЬВАНАМАГНІ́ТНЫЯ З’Я́ВЫ,

з’явы, звязаныя з уздзеяннем магнітнага поля на металы і паўправаднікі, па якіх працякае электрычны ток. Адрозніваюць няцотныя (характарыстыкі гальванамагнітных з’яў мяняюць знак пры змене напрамку поля) і цотныя (не мяняюць знака); падоўжныя (магн. поле накіравана ўздоўж напрамку току) і папярочныя (упоперак да напрамку) гальванамагнітныя з’явы, напр. Хола эфект, магнітарэзістыўны эфект, падоўжны гальванамагн. эфект. Выкарыстоўваюцца для вымярэння велічыні магн. палёў, даследавання электроннага энергет. спектра і механізму рассейвання носьбітаў зараду ў металах і паўправадніках, генерацыі і ўзмацнення эл. поля і інш.

Гальванамагнітныя з’явы абумоўлены скрыўленнем траекторый носьбітаў зараду (электронаў праводнасці і дзірак) у магн. полі пад уздзеяннем Лорэнца сілы. Ва ўсіх металах і паўправадніках (акрамя ферамагнетыкаў) з павелічэннем поля павялічваецца ўдзельнае супраціўленне. Павелічэнне супраціўлення металаў у магн. полі, паралельным току, наз. падоўжным гальванамагнітным эфектам. У тонкіх плёнках і дратах выяўляецца залежнасць гальванамагнітных з’яў ад памераў і формы даследаванага ўзору (памерныя эфекты); у моцных магн. палях — квантавыя эфекты, якія вызначаюць неманатонную залежнасць пастаяннай Хола і супраціўлення ад параметраў поля. Гл. таксама Тэрмамагнітныя з’явы.

Літ.:

Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. 2 изд. М., 1990;

Блейкмор Дж. Физика твердого тела: Пер. с англ. М., 1988.

Ф.​А.​Ткачэнка.

т. 4, с. 475

ПО́ЛЕ ФІЗІ́ЧНАЕ,

адзін з двух (нараўне з рэчывам) відаў матэрыі. Паводле прынцыпу блізкадзеяння з дапамогай П.ф. (як сілавога поля) ажыццяўляецца ўздзеянне (на адлегласці) аднаго цела на другое, што апісваецца ў межах поля тэорыі. Прыклады П.ф.: эл.-магн. і гравітацыйнае ў класічнай фізіцы, квантава-рэлятывісцкія палі ў фізіцы элементарных часціц і іх узаемадзеяннях.

Паняцце сілавога поля (эл. і магн.) у 1830-я г. ўведзена М.Фарадэем. Дж.К.Максвел у 1860-я г. развіў далей ідэі аб эл.-магн. полі і сфармуляваў яго законы (гл. Максвела ўраўненні), прадказаў электрамагнітныя хвалі. Пасля адкрыцця Дж.​Дж.Томсанам электрона (1897) электрычна зараджаныя элементарныя часціцы сталі разглядацца як першасныя крыніцы эл.-магн. поля і эл.-магн. узаемадзеянняў. У 1900 М.Планк прадказаў, што энергія эл.-магн. поля выпрамяняецца і паглынаецца дыскрэтнымі порцыямі (квантамі). У канцы 1920-х г. паказана, што квантуецца і само эл.-магн. поле. Кванты гэтага поля — фатоны з’яўляюцца элементарнымі часціцамі і пераносчыкамі эл.-магн. узаемадзеянняў. У 1928 П.А.М.Дзірак увёў квантава-рэлятывісцкае (хвалевае) поле і для адзінак будовы рэчыва, квантамі якога з’яўляюцца элементарныя часціцы — электрон і пазітрон. У межах квантава-рэлятывісцкай тэорыі ў адпаведнасці з карпускулярна-хвалевым дуалізмам знікаюць бар’еры паміж рэчывамі і сілавымі палямі як рознымі відамі матэрыі. У абодвух выпадках апісанне П.ф. ажыццяўляецца з дапамогай агульнага матэм. апарата і выкарыстоўваюцца аднолькавыя фіз. характарыстыкі П.ф. і квантаў гэтых палёў (элементарных часціц): маса, энергія, імпульс, момант імпульсу, спін, зарад і інш. Пры ўзаемадзеяннях кванты П.ф. аднаго тыпу могуць пераўтварацца ў кванты П.ф. другога тыпу, напр., электроны і пазітроны ў фатоны і наадварот — фатоны ў электрон-пазітронныя пары; кваркі і антыкваркі ў глюоны, а глюоны ў кварк-антыкваркавыя пары. Элементарныя часціцы розных тыпаў (сілавога поля і рэчыва), калі яны маюць адпаведныя сілавыя зарады, могуць быць пераносчыкамі і крыніцамі ўзаемадзеянняў.

А.​А.​Богуш.

т. 12, с. 471

МАГНІТАРЭЗІСТЫ́ЎНЫ ЭФЕ́КТ,

змена эл. супраціўлення цвёрдых праваднікоў пад уздзеяннем магн. поля. Выкарыстоўваецца для даследаванняў электроннага энергетычнага спектра, рассеяння носьбітаў току ў правадніках, для вымярэння магн. палёў (гл. Магнітометр).

Тлумачыцца скрыўленнем траекторый носьбітаў току ў магн. полі (гл. Гальванамагнітныя з’явы). Ва ўсіх металах і паўправадніках (акрамя ферамагнетыкаў) удзельнае супраціўленне расце з павелічэннем напружанасці магн. поля, а ў паўправадніках залежыць ад канцэнтрацыі дамешкаў і т-ры. У ферамагнетыкаў М.э. мае асаблівасці, абумоўленыя існаваннем намагнічанасці пры адсутнасці знешняга магн. поля. Напр., іх удзельнае супраціўленне можа змяншацца ў магн. полі, што звязана з фіксацыяй спінаў дамешкавых атамаў знешнім магн. полем. Гл. таксама Капіцы закон.

т. 9, с. 479

ПАЛЯВІ́К,

вобраз стараж. бел. міфалогіі, «гаспадар» поля, тое, што жыцень.

т. 12, с. 23

ПАТЭНЦЫЯ́Л у фізіцы,

характарыстыка фіз. сілавых палёў (эл., магн., гравітацыйных), а таксама палёў вектарных фіз. велічынь (напр., поля скарасцей у вадкасці). Ідэя П. напанавана прапанавана Ж.Л.Лагранжам (1775) і П.С.Лапласам (1782), тэорыя створана незалежна Дж.Грынам (1828) і К.Ф.Гаўсам (1840).

Для вектарнага поля $\overrightarrow{a}=\overrightarrow{a}\text{(}x,y,z\text{)}$ , зададзенага ў пункце з каардынатамі x, y, z, П. (патэнцыяльнай функцыяй) з’яўляецца такая скалярная функцыя U = U(x, y, z), што $\overrightarrow{a}=gradU$ (гл. Градыент); у гэтым выпадку вектарнае поле $\overrightarrow{a}$ наз. патэнцыяльным. Часам П. наз функцыю φ(x, y, z) = −U(x, y, z). П. выкарыстоўваецца для апісання узаемадзеяння часціцы з полем і адшукання фіз. палёў па зададзеных размеркаваннях іх крыніц (гл. Поля тэорыя). П. электрастатычны — энергетычная характарыстыка электрастатычнага поля. Вызначаецца формулай φ = W/q, дзе W — патэнцыяльная энергія ўзаемадзеяння эл. зараду q з электрастатычным полем, напружанасць якога $\overrightarrow{E}=-grad\mathrm{\phi }$ . П. вызначаецца з дакладнасцю да адвольнай пастаяннай (найб. важнае значэнне мае рознасць патэнцыялаў). Адзінка П. электрастатычнага ў СІ — вольт.

А.​І.​Болсун.

т. 12, с. 186

МА́КСВЕЛА ЎРАЎНЕ́ННІ,

асноўныя ўраўненні класічнай макраскапічнай электрадынамікі, што апісваюць эл.-магн. з’явы ў адвольных асяроддзях і вакууме. Выведзены ў канцы 1860-х г. Дж.К.Максвелам на падставе абагульнення эмпірычных законаў эл. і магн. з’яў.

М.ў. звязваюць напружанасць эл. поля $\overrightarrow{E}$, магн. індукцыю $\overrightarrow{B}$, эл. індукцыі $\overrightarrow{D}$ і напружанасць магн. поля $\overrightarrow{H}$ з характарыстыкамі крыніц эл. і магн. палёў: шчыльнасцю эл. зарадаў і шчыльнасцю току праводнасці $\overrightarrow{j}$. У дыферэнцыяльнай форме маюць выгляд: ${\displaystyle rot\overrightarrow{E}=\text{−}\frac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}}$ (1), ${\displaystyle rot\overrightarrow{H}=\overrightarrow{j}+\frac{\partial \overrightarrow{D}}{\partial t}}$ (2), ${\displaystyle div\overrightarrow{D}=\mathrm{\rho }}$ (3), ${\displaystyle div\overrightarrow{B}=0}$ (4), дзе ${\displaystyle \frac{\partial \overrightarrow{D}}{\partial t}}$ — шчыльнасць току зрушэння. М.ў. дапаўняюцца матэрыяльнымі ўраўненнямі: ${\displaystyle \overrightarrow{D}={\mathrm{\epsilon }}_0\mathrm{\epsilon }\overrightarrow{E}}$ , ${\displaystyle \overrightarrow{B}={\mathrm{\mu }}_0\mathrm{\mu }\overrightarrow{H}}$ , ${\displaystyle \overrightarrow{j}=\mathrm{\gamma }\overrightarrow{E}}$ , дзе ε₀(μ₀) — эл. (магн.) пастаянная, ε(μ) — адносная дыэлектрычная (магн.) пранікальнасць і γ — эл. праводнасць асяроддзя. М.ў. (1) выяўляе непарыўную сувязь паміж эл. і магн. палямі і выражае закон электрамагнітнай індукцыі, (2) паказвае, што крыніцай магн. поля з’яўляюцца токі праводнасці і токі зрушэння (гл. Поўнага току закон), (3) устанаўлівае, што крыніцай эл. поля з’яўляюцца эл. зарады (гл. Гаўса тэарэма), (4) паказвае на адсутнасць адасобленых крыніцы магн. поля (магн. зарадаў). М.ў. дазваляюць вызначыць асн. характарыстыкі эл.-магн. поля $\overrightarrow{E}$, $\overrightarrow{D}$, $\overrightarrow{B}$, $\overrightarrow{H}$ у кожным пункце прасторы і ў кожны момант часу, калі вядомыя Q, i, $\overrightarrow{j}$ як функцыі каардынат і часу. З М.ў. вынікае магчымасць існавання электрамагнітных хваль, якія распаўсюджваюцца ў вакууме са скорасцю святла. М.ў. адлюстроўваюць глыбокую сувязь эл. і магн. з’яў і з’яўляюцца тэарэтычнай асновай класічнай і квантавай электрадынамікі, фіз. оптыкі, тэорыі распаўсюджання эл.-магн. хваль і інш. раздзелаў электрамагнетызму.

А.​І.​Болсун.

т. 9, с. 544

ПАРАМАГНЕТЫ́ЗМ (ад пара... + магнетызм),

уласцівасць рэчываў слаба намагнічвацца ў напрамку знешняга магн. поля; адзін з відаў магнетызму. Характэрны для рэчываў (парамагнетыкаў), часціцы якіх (атамы, малекулы, іоны, атамныя ядры) маюць уласныя магн. моманты. У адсутнасці знешняга магн. поля яны арыентаваны хаатычна, так што намагнічанасць рэчыва роўная нулю.

Пры наяўнасці знешняга поля магн. моманты арыентуюцца пераважна ўздоўж поля і намагнічанасць вызначаецца формулай $\overrightarrow{J}=\mathrm{\chi }\overrightarrow{H}$ , дзе χ — магнітная ўспрыімлівасць (для парамагнетыкаў пры т-ры ≈ 293 К χ ⁓ 10​⁻⁷—10​⁻⁴), $\overrightarrow{H}$ — напружанасць знешняга магн. поля. З павелічэннем т-ры ўзрастае дэзарыентавальнае дзеянне цеплавога руху і χ памяншаецца (гл. Кюры закон, Кюры—Вейса закон). Існаванне ў атамаў (іонаў) магн. момантаў, якія абумоўліваюць П., можа быць звязана з арбітальным рухам электронаў у абалонцы атама — арбітальны П., іх спінам — спінавы П., а таксама (у меншай ступені) са спінам атамных ядраў — ядзерны П. (гл. Магнетон). Даследаванне П. дае інфармацыю пра мікраскапічныя магн. ўласцівасці і ўнутр. структуру рэчываў. П. выкарыстоўваецца для атрымання звышнізкіх т-р метадам магнітнага ахаладжэння, у квантавай электроніцы (гл. Мазер) і інш. Гл. таксама Электронны парамагнітны рэзананс, Ядзерны парамагнітны рэзананс.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1984;

Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. 2 изд. М., 1985.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 12, с. 87

АЭРАМАГНІТО́МЕТР,

прылада для вымярэння магн. поля Зямлі з лятальнага апарата (ЛА). Датчык (адчувальны элемент) аэрамагнітометра размяшчаецца на крыле або хвасце ЛА і ахоўваецца ад яго ўласнага магн. поля аўтам. кампенсатарамі, пры больш дакладных вымярэннях буксіруецца ў гандоле на кабель-тросе на адлегласці да 50 м ад ЛА. Найб. дакладныя ядз. (пратонныя) і квантавыя аэрамагнітометры маюць адносную хібнасць вымярэнняў да 10​⁻⁵ і да 10​⁻⁷ адпаведна.

т. 2, с. 173

ВА́КУУМ у квантавай тэорыі поля,

асноўны (энергетычна найніжэйшы) стан квантавых палёў, узбуджэнні якога супастаўляюцца адпаведным элементарным часціцам. Характарызуецца мінім. энергіяй, нулявымі імпульсамі, момантам імпульсу, эл. зарадам і інш. квантавымі лікамі. Пад вакуумам разумеюць таксама стан поля, дзе адсутнічаюць якія-н. рэальныя часціцы.

Флуктуацыі вакууму тыпу часціца — антычасціца абумоўліваюць спантаннае выпрамяненне атамаў, рассеянне святла па святле, зрух атамных узроўняў, экранаванне эл. зараду і антыэкранаванне каляровага зараду ў квантавай хромадынаміцы (т.зв. асімптатычная свабода). Вакуум можа мець іншую сіметрыю, чым ураўненні зыходнай квантавай тэорыі (напр., В.​Хігса, θ — вакуум). Вакуум нагадвае кандэнсаванае асяроддзе, таму ў ім могуць адбывацца палярызацыя, фазавыя пераходы і інш. эфекты, якія вывучаюцца і ў шэрагу выпадкаў з высокай дакладнасцю пацверджаны эксперыментальна.

Літ.:

Гл. пры арт. Квантавая тэорыя поля.

Я.​А.​Таўкачоў.

т. 3, с. 464

ГА́ЎСА ТЭАРЭ́МА,

асноўная тэарэма электрастатыкі, якая ўстанаўлівае сувязь паміж патокам напружанасці эл. поля праз адвольную замкнёную паверхню і эл. зарадам, што знаходзіцца ўнутры гэтай паверхні. Вынікае з Кулона закону, устаноўлена К.Ф.Гаўсам (1839).

У інтэгральнай форме Гаўра тэарэма мае выгляд: ${\displaystyle \mathrm{\Phi }\overrightarrow{\mathrm{E}}\bullet \mathrm{d}\overrightarrow{\mathrm{S}}=\mathrm{q}/{\mathrm{\epsilon }}_0}$ , дзе $\mathrm{\Phi }\overrightarrow{\mathrm{E}}\bullet \mathrm{d}\overrightarrow{\mathrm{S}}$ — паток вектара напружанасці эл. поля $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ праз замкнёную паверхню S, q — зарад, абмежаваны паверхняй S, ε₀ — электрычная пастаянная. Дыферэнцыяльная форма Гаўра тэарэмы: ${\displaystyle \mathrm{div}\overrightarrow{\mathrm{E}}=\mathrm{\rho }/\mathrm{\epsilon }0}$ , дзе $\mathrm{div}\overrightarrow{\mathrm{E}}$ — дывергенцыя вектара $\overrightarrow{\mathrm{E}}$, ρ — шчыльнасць эл. зараду ў тым пункце прасторы, дзе вызначаецца $\overrightarrow{\mathrm{E}}$. Гаўра тэарэма адно з Максвела ўраўненняў, адлюстроўвае той факт, што эл. зарады з’яўляюцца крыніцамі эл. поля; дазваляе вызначаць вектар $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ пры зададзеным зарадзе (шчыльнасці зараду).

А.​І.​Болсун.

т. 5, с. 92