Verbum

А́ТАМ (ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67∙10​⁻²⁷ да 4∙10​⁻²⁵ кг. Памеры ядра (парадку 10​⁻¹⁴—10​⁻¹⁵ м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​⁻¹⁰ м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\displaystyle {\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66

ВА́КУУМНЫЯ ПАКРЫ́ЦЦІ,

пакрыцці, нанесеныя на паверхню метал. і неметал. вырабаў у вакууме накіраваным асаджэннем часціц рэчыва. Бываюць метал. і неметалічныя. Наносяцца тэрмічным або электронна-прамянёвым выпарэннем і катодным распыленнем, а таксама іх спалучэннем.

Трываласць счаплення вакуумнага пакрыцця з матэрыялам асновы абумоўлена т-рай асновы, якасцю падрыхтоўкі і ачысткі яго рабочай паверхні, энергіяй часціц, што наносяцца, і інш. Тэрмічнае выпарэнне ажыццяўляецца з дапамогай розных крыніц нагрэву і адпаведных прыстасаванняў у вакууме 1,33∙10​⁻¹ — 1,33∙10​⁻⁵ Па. Пры электронна-прамянёвым выпарэнні выкарыстоўваюцца электронна-прамянёвыя пушкі, якія генерыруюць электроны з вял. скарасцямі. Адначасовым выпарэннем некалькіх матэрыялаў атрымліваюць шматкампанентныя і шматфазныя вакуумныя пакрыцці. Пры катодным распыленні матэрыял, які наносіцца, «бамбардзіруюць» іонамі розных элементаў. Найб. пашырана катоднае распыленне ў тлеючым разрадзе, які ўзбуджаецца ў аргоне і інш. інертных газах пры ціску 2,66—13,3 Па і напружанні 1—5 кВ. Вакуумныя пакрыцці выкарыстоўваюцца ў машынабудаванні, мікраэлектроніцы, выліч. тэхніцы, фіз. оптыцы.

М.​І.​Дудо.

т. 3, с. 466

МІШЭ́НІ ТЭО́РЫЯ ў радыебіялогіі, мішэні прынцып,

адна з тэорый уздзеяння іанізавальных выпрамяненняў на біял. аб’екты. Сфармулявана ў 1920—30-я г. Паводле М.т. ў біял. аб’ектах ёсць асабліва адчувальныя аб’ёмы — «мішэні», пашкоджанне якіх вядзе да пашкоджання ўсяго аб’екта. Дыскрэтная прырода выпрамяненняў і іх узаемадзеянняў з рэчывам дазваляе, асабліва ў выпадку іанізавальных выпрамяненняў, зыходзіць з уяўленняў аб «абстрэле» рэчыва часціцамі розных энергій (фатоны, хуткія электроны і інш.), а ў сувязі з гэтым — з прынцыпу пападання і «мішэні». У выніку нават рэдкіх пападанняў у такую «мішэнь» невял. дозы іанізавальных выпрамяненняў могуць выклікаць гібель клеткі або якія-н. рэдкія спецыфічныя рэакцыі ў ёй (напр., мутацыі асобных генаў), частата якіх павялічваецца з дозай выпрамянення. У М.т. распрацаваны матэм. падыходы, якія тлумачаць характар залежнасці радыебіял. эфектаў ад дозы выпрамянення і інш. фактараў. М.т. не з’яўляецца універсальнай і не растлумачвае ўсе біял. эфекты, што ўзнікаюць пад уздзеяннем іанізавальных выпрамяненняў.

Літ.:

Тимофеев-Ресовский Н.В., Иванов В.И., Корогодин В.И. Применение принципа попадания в радиобиологии. М., 1968;

Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. 3 изд. М., 1988.

т. 10, с. 493

ПАСКАРА́ЛЬНІК З СУСТРЭ́ЧНЫМІ ПУЧКА́МІ, калайдэр,

устаноўка, у якой ажыццяўляюцца сутыкненні сустрэчных пучкоў зараджаных часціц, паскораных эл. полем да высокіх энергій; адзін з паскаральнікаў зараджаных часціц. Ужываюцца паскаральнікі з сустрэчнымі электрон-пазітроннымі, электрон-пратоннымі, пратон-пратоннымі і пратон-антыпратоннымі пучкамі.

Бываюць цыклічныя (найб. пашыраны) і лінейныя. Маюць мішэнь — пучок часціц ад другога паскаральніка ці другі пучок ад гэтага ж паскаральніка; для павелічэння шчыльнасці пучкоў часціц — спец. накапляльныя кольцы, дае назапашваюцца і адна- ці шматразова сутыкаюцца зараджаныя часціцы. Найб, эфектыўна пераўтвараюць энергію паскораных зараджаных часціц у энергію спакою новых элементарных часціц. Напр., існуе паскаральнік, дае электроны (ці пазітроны) з энергіяй 30 ГэВ сутыкаюцца з пратонамі з энергіяй 800 ГэВ, у выніку могуць атрымлівацца часціцы з масай спакою да 300 ГэВ (г Гамбург, Германія).

І.​С.​Сацункевіч.

т. 12, с. 163

ПЕРАДАВА́ЛЬНАЯ ТЭЛЕВІЗІ́ЙНАЯ ТРУ́БКА,

разнавіднасць электронна-прамянёвых трубак, якая пераўтварае аптычны відарыс на святлоадчувальнай паверхні (мішэнь, фотакатод ці інш.) у электронны (рэльеф эл. зарадаў, фотаправоднасць) і пасля ў відэасігнал; асн. частка тэлевізійных перадавальных камер.

Бывае з назапашваннем і без назапашвання эл. зараду. П.т.т. з назапашваннем зараду выкарыстоўваюцца ў вяшчальным тэлебачанні, маюць святлоадчувальную мішэнь, электронны пражэктар, факусавальную і адхіляльную сістэмы і інш. элементы (у залежнасці ад тыпу П.т.т.), якія кіруюць электронным праменем. У адных П.т.т. (напр., у іканаскопе, суперартыконе, суперіканаскопе) светлавыя сігналы выбіваюць электроны за кошт знешняга фотаэфекту, у другіх (напр., у відыконе) — змяняецца папярочная праводнасць фотакатода, у выніку чаго ўзнікаюць эл. зарады, якія назапашваюцца на мішэні. Электронны прамень пры абяганні (сканіраванні) мішэні разраджае яе, у выніку атрымліваецца відэасігнал. У тэлевізійных камерах выкарыстоўваюцца пераважна відыконы і іх разнавіднасці (плюмбіконы, сатыконы); у малагабарытных камерах — цвердацельныя фотапераўтваральнікі, напр., ПЗС-матрыцы. П.т.т. без назапашвання зараду (напр., дысектар) не маюць электроннага пражэктара, а відэасігнал фарміруецца электронамі, выпрамененымі з фотакатода пад уздзеяннем святла, і выкарыстоўваюцца для навук. і інш. мэт.

А.​П.​Ткачэнка.

т. 12, с. 273

ПРАПАРЦЫЯНА́ЛЬНЫ ЛІЧЫ́ЛЬНІК,

газаразрадная прылада для рэгістрацыі іанізавальных выпрамяненняў, выхадны сігнал якой прапарцыянальны энергіі зарэгістраванай часціцы.

Зараджаная часціца пры праходжанні праз газ, які запаўняе П.Л., стварае на сваім шляху іон-электронныя пары, лік якіх залежыць ад энергіі, страчанай часціцай у газе. У адрозненне ад іанізацыйнай камеры анодная нітка П.л. мае малую таўшчыню (да 0,1 мм і менш), у выніку чаго электроны паблізу ад яе набываюць энергію, дастатковую для другаснай іанізацыі і на анод прыходзіць лавіна электронаў. Паводле энергет. раздзялення П.л. пераўзыходзіць сцынтыляцыйны лічыльнік, але саступае паўправадніковаму дэтэктару, аднак у адрозненне ад яго дазваляе працаваць у вобласці энергій, меншых за 1 кэВ У фізіцы высокіх энергій пашыраны прапарцыянальныя камеры, што налічваюць некалькі дзесяткаў тысяч П.л., далучаных да ЭВМ, якая запамінае і апрацоўвае інфармацыю. П.л. выкарыстоўваюцца ў ядз. фізіцы, фізіцы касм. прамянёў, астрафізіцы, тэхніцы, медыцыне, геалогіі і інш.

т. 13, с. 14

АБМЕ́ННАЕ ЎЗАЕМАДЗЕ́ЯННЕ,

спецыфічны ўзаемны ўплыў тоесных часціц, які эфектыўна праяўляецца як вынік некаторага асаблівага ўзаемадзеяння. Чыста квантавы эфект, які не мае класічнага аналага і вынікае з тоеснасці прынцыпу.

Пры сілавым узаемадзеянні паміж часціцамі сярэдняя энергія сістэмы часціц неаднолькавая ў станах, што апісваюцца хвалевымі функцыямі з рознай сіметрыяй, напр. сістэма з 2 электронаў, калі не ўлічваць іх эл. ўзаемадзеяння, характарызуецца 2 хвалевымі функцыямі φ(r₁, r₂), якія адносна перастаноўкі каардынат электронаў (r₁ ⇄ r₂) мяняюць або не мяняюць знак Станам з φ± адпавядае сярэдняя энергія ўзаемадзеяння E_± = E_k+E_a, дзе E_k — энергія электрастатычнага (кулонаўскага) узаемадзеяння электронаў, кожны з якіх знаходзіцца ў індывід, стане; E_a — т.зв. абменная энергія, што ўзнікае, калі электроны як бы абменьваюцца сваімі станамі (адсюль назва). Абменнае ўзаемадзеянне існуе ў сістэме тоесных часціц і пры адсутнасці сілавога ўзаемадзеяння (ідэальны газ тоесных часціц). Яно пачынае праяўляцца, калі сярэдняя адлегласць паміж часціцамі становіцца параўнальнай з даўжынёй хвалі дэ Бройля, мае характар адштурхоўвання для ферміёнаў (гл. Паўлі прынцып) і прыцяжэння — для базонаў. Паняццем абменнага ўзаемадзеяння карыстаюцца ў тэорыі многаэлектронных атамаў, гомеапалярнай хім. сувязі, ферамагнетызму. Тэрмін абменнае ўзаемадзеянне ўжываецца і ў ядз. фізіцы (гл. Ядзерныя сілы).

Л.​М.​Тамільчык.

т. 1, с. 31

МЕЗАА́ТАМ,

атам, у якім адзін з электронаў абалонкі заменены адмоўнымі мюонам (μ​^–) ці адронам (π​^–-, K​⁻-мезонамі ці інш.). Існаванне М. прадказаў амер. фізік Дж.​Уілер у 1949 (эксперыментальна даказана ў 1970).

Утвараюцца пры тармажэнні пучкоў зараджаных часціц у рэчыве і захопе іх кулонаўскім полем ядра на мезаатамныя ўзроўні энергіі. Пры гэтым М. знаходзіцца ў высокаўзбуджаным стане, з якога ён пераходзіць у асн. стан з выпрамяненнем гама-квантаў або электронаў. У М. мезоны знаходзяцца ў сотні разоў бліжэй да ядра, чым электроны, напр., радыус бліжэйшай да ядра арбіты μ​^– у М. свінцу амаль удвая меншы за радыус ядра, г. зн., што ў такім М. μ асн. частку часу праводзіць унутры ядра атама. Найб. вывучаны М., якія складаюцца з пратона і μ-, π​^–- ці K​⁻-мезона. Такія М. могуць пранікаць унутр электронных абалонак атамаў, набліжацца да іх ядраў і выклікаць шматлікія працэсы: утварэнне мезамалекул, каталіз ядз. рэакцый, перахоп мезонаў ядрамі інш. атамаў. Спецыфіка захопу і выпрамянення мезонаў дазваляе вывучаць хім. структуру малекул, памеры і форму ядраў, размеркаванне пратонаў і нейтронаў у ядрах.

Літ.:

Ким Е.М. Мезонные атомы и ядерная структура: Пер. с англ. М., 1975.

С.​Сацункевіч.

т. 10, с. 257

ДЫЯМАГНЕТЫ́ЗМ (ад дыя... + магнетызм),

уласцівасць рэчыва намагнічвацца насустрач знешняму магн. полю; адзін з відаў магнетызму. Уласцівы ўсім рэчывам; вызначае паводзіны для дыямагнетыкаў у магн. полі: неаднароднае поле выштурхоўвае іх у бок з меншай напружанасцю, у аднародным полі прадаўгаваты ўзор арыентуецца ўпоперак да сілавых ліній поля. У найб. ступені выяўляецца для звышправаднікоў.

Простая тэорыя Д. газу неўзаемадзейных атамаў створана П.Ланжэвэнам і заснавана на вылічэнні магн. моманту, які ўзнікае ў выніку Лармара прэцэсіі электронаў на атамных арбітах. Пры ўнясенні цела ў магн. поле ў электроннай абалонцы кожнага яго атама ўзнікаюць індуцыраваныя кругавыя токі, якія ствараюць магнітны момант, накіраваны ў адпаведнасці з Ленца правілам процілегла знешняму полю (незалежна ад таго, ці меў атам уласны магн. момант ці не і як ён быў накіраваны). Электроны праводнасці металаў і паўправаднікоў пачынаюць рухацца па спіральных квантаваных арбітах, што таксама выклікае Д. (гл. Ландау дыямагнетызм). Індуцыраваны магн. момант прапарцыянальны напружанасці знешняга магн поля і не залежыць ад т-ры ўзору (акрамя металаў і паўправаднікоў пры нізкіх т-рах, дзе назіраецца перыяд. змяненне магнітнай успрыімлівасці пры павольным павелічэнні напружанасці магн. поля — эфект Дэ Хааза — ван Альфена). Найб. значэнне магн. успрыімлівасці маюць звышправаднікі, унутр якіх магн. поле не трапляе; іх Д. абумоўлены макраскапічнымі паверхневымі токамі.

т. 6, с. 312

ПЛАЗМАХІ́МІЯ,

раздзел фізічнай хіміі, які вывучае хім. рэакцыі ў эл. разрадах і нізкатэмпературнай плазме. З’яўляецца навук. асновай плазмахім. тэхналогіі, апаратурную базу якой ствараюць плазматрон, камера змешвання рэагентаў, рэакцыйны аб’ём (часта сумешчаныя), сістэма выдзялення мэтавага прадукту і інш.

Асн. асаблівасць плазмахім. працэсаў — магчымасць хім. рэакцый, якія не адбываюцца ў звычайных умовах. Гэта тлумачыцца тым, што ў плазме ўтвараецца значна большая колькасць рэакцыйназдольных часціц (узбуджаных малекул, атамных і малекулярных іонаў, свабодных радыкалаў), чым пры звычайных умовах правядзення хім. рэакцый, прычым утварэнне некаторых з іх магчыма толькі ў плазме. Істотную ролю адыгрываюць свабодныя электроны, рэакцыі з удзелам якіх у большасці выпадкаў з’яўляюцца вызначальнымі. Плазмахім. тэхналогія дае магчымасць сінтэзаваць прадукты з асаблівымі ўласцівасцямі (напр., ультрадысперсныя парашкі, неарган. і арган. плёнкі), скарачае колькасць тэхнал. стадый, пашырае сыравінную базу і змяншае шкодныя выкіды ў навакольнае асяроддзе, спрашчае кіраванне працэсамі і інш. Метадамі П. можна атрымліваць вокіслы азоту з паветра, ацэтылен з вуглевадародаў, сінтэз-газ для вытв-сці вінілхларыду, каталізатары для азотнай і нафтаперапрацоўчай прам-сці, ферытавыя парашкі, вокіслы тытану і цырконію, фосфарныя злучэнні, а таксама паляпшаць і змяняць паверхневыя ўласцівасці матэрыялаў і інш.

На Беларусі тэарэт. і эксперым. даследаванні ў галіне П. вядуцца з 1967 у Ін-тах цепла- і масаабмену, фізікі Нац. АН, БДУ. Гл. таксама Плазменная тэхналогія, Фізіка плазмы.

Літ.:

Низкотемпературная плазма. Т. 3. Химия плазмы. Новосибирск, 1991;

Низкотемпературная плазма. Т. 4. Плазмохимическая технология. Новосибирск, 1991.

А.​Ф.​Бубліеўскі.

т. 12, с. 401