Verbum

ПРЫЦЯГНЕ́ННЕ,

гравітацыя, універсальнае ўзаемадзеянне паміж любымі відамі матэрыяльных аб’ектаў, абумоўленае іх масамі і ўсімі відамі энергіі, што існуюць у фіз. сістэме; імкнецца зменшыць адлегласць паміж целамі. Найб. слабае з вядомых тыпаў фундаментальных узаемадзеянняў (гл.Гравітацыйнае ўзаемадзеянне), але з прычыны неабмежаванага радыуса дзеяння адыгрывае асн. ролю ў макраскапічных маштабах: вызначае сілу цяжару (вагу цела), паскарэнне свабоднага падзення, рух і будову нябесных цел, структуру і эвалюцыю зорак, галактык і ўсяго Сусвету.

П. ажыццяўляецца пры дапамозе гравітацыйнага поля, якое аднолькава дзейнічае на розныя целы незалежна ад іх масы, хім. саставу і інш. Асн. характарыстыка матэрыяльнага аб’екта як крыніцы П. — яго гравітацыйная маса. Для слабых гравітацыйных палёў і нерэлятывісцкіх скарасцей руху цел выконваецца сусветнага прыцягнення закон. Класічная тэорыя П. дае магчымасць тлумачыць многія з’явы на Зямлі і ў космасе. рашаць важныя прыкладныя задачы. Аднак яна не тлумачыць прыроду П. і рух перыгелія планеты Меркурый, не ўзгадняецца са спец. адноснасці тэорыяй і непрыдатная ў выпадку моцных палёў П. і руху часціц у гэтых палях са скарасцямі, блізкімі да скорасці святла. Рэлятывісцкае абагульненне ньютанавай тэорыі П. — агульная тэорыя адноснасці створана А.Эйнштэйнам (1915—16). Агульнарэлятывісцкія ўраўненні поля П. (ураўненні Эйнштэйна) звязваюць геам. характарыстыкі прасторы-часу з фіз. характарыстыкамі гравітуючай матэрыі. Паводле эйнштэйнаўскай тэорыі П. гравітацыя ёсць праяўленне скрыўлення прасторы-часу (адхіленне яе геаметрыі ад эўклідавай), якое выклікаецца масай рэчыва і ўсімі ’відамі энергіі, што існуюць у гравітуючай сістэме. Таму П. залежыць не толькі ад размяшчэння цел у прасторы, але і ад характару іх руху, размеркавання ціску і нацяжэнняў у гэтых целах, наяўнасці эл.-магн. і інш. фіз. палёў. З агульнай тэорыі адноснасці вынікае, што рухомая (напр., вярчальная) матэрыяльная сістэма стварае дадатковае поле П., аналагічнае магн. полю рухомых эл. зарадаў, а змяненні (хвалі) гравітацыйнага поля распаўсюджваюцца ў вакууме са скорасцю святла. Таму шэраг важнейшых вывадаў тэорыі Эйнштэйна (існаванне гравітацыйнага выпрамянення, гравітацыйнага радыуса, чорных дзір і інш.) якасна адрозніваецца ад вывадаў ньютанаўскай тэорыі П. Асн. палажэнні і назіральныя прадказанні эйнштэйнаўскай тэорыі П. пацверджаны астр. назіраннямі і эксперыментамі ў зямных умовах; агульная тэорыя адноснасці з’яўляецца тэарэт. фундаментам сучасных нябеснай механікі, астраметрыі, астрафізікі і касмалогіі.

Літ.:

Богородский А.Ф. Всемирное тяготение. Киев, 1971;

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд. М., 1971;

Вейнберг С. Гравитация и космология: Пер. с англ. М., 1975;

Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1977;

У илл К.М. Теория и эксперимент в гравитационной физике: Пер. с англ. М., 1985.

М.​М.​Касцюковіч.

т. 13, с. 86

РАССЕ́ЯННЕ СВЯТЛА́,

змена характарыстык святла (напрамку распаўсюджвання, інтэнсіўнасці, частотнага спектра, палярызацыі) пры яго ўзаемадзеянні з рэчывам, што ўспрымаецца як няўласнае свячэнне рэчыва. Паслядоўнае апісанне Р.с. магчыма ў рамках квантавай тэорыі ўзаемадзеяння выпрамянення з рэчывам, аднак у многіх выпадках выкарыстоўваюць хвалевую тэорыю выпрамянення, паводле якой падаючая хваля ўзбуджае ў асяроддзі вымушаныя ваганні эл. зарадаў, якія становяцца крыніцамі другасных эл.магн. хваль.

Р.с. пругкае, калі яно адбываецца без пераўтварэння частаты (гл. Рэлея закон), і няпругкае, калі частата мяняецца; кагерэнтнае, калі фаза рассеянай хвалі адназначна вызначаецца фазай падаючай хвалі, у інш. выпадках — некагерэнтнае. У залежнасці ад саставу і стану рассейвальнага асяроддзя Р.с. адбываецца на розных кампанентах. Р.с. свабодным электронам з’яўляецца пругкім, інтэнсіўнасць рассеяння ўперад і назад удвая большая, чым у перпендыкулярным напрамку, і не залежыць ад даўжыні хвалі святла. Р.с. асобным атамам вельмі залежыць ад частаты падаючага святла ω : пры ω, параўнальным з частатой уласных ваганняў электронаў атама ω₀, інтэнсіўнасць рассеяння прапарцыянальная ω​⁴ (закон Рэлея); пры рэзанансе (ω = ω₀) Р.с. ўзрастае. Пры рассеянні малекуламі акрамя пругкага (аналагічнага атамнаму) можа ўзнікаць і няпругкае рассеянне са зрухам па частаце, інтэнсіўнасць якога на некалькі парадкаў меншая за рэлееўскае (гл. Камбінацыйнае рассеянне святла). Р.с. буйнымі ўтварэннямі абумоўлена флуктуацыямі аптычнай шчыльнасці асяроддзя па прасторы, якія могуць узнікаць з-за наяўнасці ў асяроддзі іншародных цел (кроплі вады, пылінкі ў паветры, суспензіі, украпіны ў крышталях і інш.) ці з прычыны цеплавых флуктуацый шчыльнасці аднароднага рэчыва (малекулярнае Р.с.). Рух абласцей неаднароднасці асяроддзя прыводзіць да ўзнікнення ў Р.с. зрушаных па частаце ліній, напр. пры гіпергуку. Пры вял. колькасці цэнтраў рассеяння акрамя элементарнага акта рассеяння ўзнікае шматразовае рассеянне паміж імі. Са з’яўленнем высокамонахраматычных магутных крыніц святла — лазераў, якія ствараюць у асяроддзі вял. шчыльнасці эл.-магн. выпрамянення, стала магчымым назіраць новыя віды Р.с. Розныя тыпы вымушанага Р.с. даюць магчымасць атрымліваць пасля ўзаемадзеяння з асяроддзем шмат дадатковых высокаінтэнсіўных ліній, што выкарыстоўваецца ў лазернай тэхніцы. Р.с. шырока выкарыстоўваецца пры даследаваннях розных фіз., хім., біял. працэсаў і з’яў. Спектры Р.с. даюць магчымасць вызначаць малекулярныя і атамныя характарыстыкі рэчыва. На Р.с. заснаваны многія метады вызначэння памераў, формы часціц, іх канцэнтрацыі і скорасці руху ў асяроддзі.

На Беларусі даследаванні па праблемах Р.с. праводзяцца ў Ін-це фізікі, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі і Ін-це прыкладной оптыкі Нац. АН Беларусі, БПА.

Літ.:

Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами: Пер. с англ. М., 1961;

Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света. М., 1965;

Иванов АП. Оптика рассеивающих сред. Мн., 1969;

Зеге Э.П., Иванов А.П., Кацев И.Л. Перенос изображения в рассеивающей среде. Мн., 1985.

А.​П.​Іваноў.

т. 13, с. 361

МАГНЕТЫ́ЗМ (ад грэч. magnētis магніт),

сукупнасць з’яў, звязаных з асаблівай формай узаемадзеяння паміж эл. токамі, токамі і магнітамі (целамі з магнітным момантам) і паміж магнітамі; раздзел фізікі, які вывучае гэтае ўзаемадзеянне і ўласцівасці рэчываў (магнетыкаў), у якіх яно праяўляецца.

Магн. ўзаемадзеянне цел перадаецца праз магнітнае поле, якое з’яўляецца адной з форм існавання электрамагнітнага поля. Нягледзячы на непарыўную сувязь паміж эл. і магн. з’явамі, магн. з’явы прынцыпова адрозніваюцца ад электрычных з-за адсутнасці ў прыродзе адасобленых магн. полюсаў (магн. зарадаў; гл. Манаполь магнітны). Крыніца эл. поля — эл. зарад, магн. поля — рухомы эл. зарад (электрычны ток), пераменнае (віхравое) эл. поле або элементарныя часціцы з адметным ад нуля ўласным магн. момантам. М. атамаў, малекул і макраскапічных цел вызначаецца ў канчатковым выніку М. элементарных часціц (у асн. магн. момантам электронаў). У залежнасці ад характару ўзаемадзеяння часціц-носьбітаў магн. моманту адрозніваюць М. рэчываў з атамным магн. парадкам (ферамагнетызм, ферымагнетызм, антыферамагнетызм) і М. слабаўзаемадзейных часціц (парамагнетызм, дыямагнетызм). Магн. ўласцівасці рэчываў, макраскапічныя праяўленні іх М. тлумачацца на аснове законаў квантавай механікі, разглядаюцца ў рамках тэорыі эл.-магн. поля, тэрмадынамікі і статыстычнай фізікі. М. праяўляецца ва ўсіх фізіка-хім. працэсах, што адбываюцца ў рэчыве. Магн. палі ёсць у зорак, Сонца, некат. планет Сонечнай сістэмы, у касм. прасторы. Яны ўплываюць на рух зараджаных часціц, вызначаюць многія астрафіз. і геамагн. з’явы (сонечныя ўспышкі, зямныя магн. буры і г.д.). Магн. ўласцівасці рэчываў шырока выкарыстоўваюцца ў электра- і радыётэхніцы, вылічальнай тэхніцы і тэлемеханіцы, аўтаматыцы, прыладабудаванні, марской і касм. навігацыі і інш.

З’ява М. вядома са старажытнасці. З 12 ст. ў Еўропе пачаў шырока выкарыстоўвацца магн. компас. Вучэнне пра М. развівалі У.Гільберт, Р.Дэкарт, Ф.Эпінуе, Ш.Кулон. У 1820 Х.К.Эрстэд адкрыў магн. поле эл. току, А.М.Ампер устанавіў законы магн. ўзаемадзеяння токаў. У 1830-я г. К.Гаўс і В.Вебер развілі матэм. тэорыю геамагнетызму (гл. Зямны магнетызм). Грунтоўную трактоўку з’яў М. на аснове ўяўленняў аб рэальнасці эл.-магн. поля даў М.Фарадэй, які ў 1831 адкрыў электрамагнітную індукцыю. У 1872 Дж.Максвел стварыў агульную тэорыю эл.-магн. з’яў (гл. Максвела ўраўненні). Уласцівасці фера- і парамагнетыкаў вывучалі А.Р.Сталетаў (1872) і П.Кюры (1895). У 1905 П.Ланжэвэн пабудаваў тэорыю дыямагнетызму, у 1925 С.​Гаўдсміт і Дж.​Уленбек адкрылі спін і М. электрона. У 1930-я г. пабудавана квантавамех. тэорыя магн. уласцівасцей свабодных электронаў (В.Паўлі, Л.Д.Ландау). Развіццё фізікі магн. з’яў прывяло да сінтэзавання новых магнітных матэрыялаў (ферытаў для ВЧ- і ЗВЧ-прыстасаванняў, высокакаэрцытыўных злучэнняў, празрыстых ферамагнетыкаў і інш.).

На Беларусі даследаванні па фізіцы магн. з’яў праводзяцца ў Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН Беларусі, БДУ, Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі і інш.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Маттис Д. Теория магнетизма: Введение в изучение кооперативных явлений: Пер. с англ. М., 1967;

Браун У.Ф. Микромагнетизм: Пер. с англ. М., 1979.

А.​І.​Болсун, У.​М.​Сацута.

т. 9, с. 476

ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ электрамагнітнае, свабоднае электрамагнітнае поле, якое існуе незалежна ад крыніц, што яго ствараюць; працэс утварэння свабоднага электрамагнітнага поля. Выпрамяненню ўласцівы т.зв. карпускулярна-хвалевы дуалізм. Асн. хвалевыя характарыстыкі выпрамянення — частата ν (або даўжыня хвалі $\mathrm{\lambda }=c/\mathrm{\nu }$), дзе c — скорасць святла ў вакууме), а таксама хвалевы вектар ${\displaystyle \overrightarrow{k}=\frac{1}{\mathrm{\lambda }}\overrightarrow{n}}$ , дзе $\overrightarrow{n}$ — адзінкавы вектар напрамку распаўсюджвання хвалі. Хвалевыя ўласцівасці выпрамянення праяўляюцца ў наяўнасці інтэрферэнцыі і дыфракцыі (гл. Дыфракцыя хваль, Інтэрферэнцыя хваль). Карпускулярныя ўласцівасці характарызуюцца тым, што кожнай асобнай хвалі з частатой ν і хвалевым вектарам $\overrightarrow{k}$ адпавядае часціца (квант або фатон) з энергіяй $\mathrm{E}=\mathrm{h\nu }$ і імпульсам ${\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{p}}=\mathrm{h}\overrightarrow{\mathrm{k}}}$ , дзе h — Планка пастаянная. Карпускулярныя ўласцівасці праяўляюцца ў квантавых з’явах, напр., фотаэфект, Комптана эфект і інш.

Праяўленне хвалевых ці карпускулярных (квантавых) уласцівасцей выпрамянення залежыць ад яго частаты, па значэннях якой выпрамяненне ўмоўна падзяляецца на дыяпазоны (гл. табл.). <TABLE> Для хваль вял. даўжыні (напр., ЗВЧ, радыёхвалі) энергія квантаў вельмі малая, таму карпускулярныя ўласцівасці выпрамянення практычна не праяўляюцца. З павелічэннем частаты расце энергія квантаў і з інфрачырвонага дыяпазону ўжо пачынаюць пераважаць карпускулярныя ўласцівасці.

Уласцівасці выпрамянення для малых частот апісваюцца класічнай электрадынамікай, для вялікіх — квантавай. Паводле класічных Максвела ўраўненняў выпрамяненне ў кожным пункце прасторы і ў кожны момант часу характарызуецца напружанасцямі электрычнага $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ і магнітнага $\overrightarrow{\mathrm{H}}$ палёў і пераносіць энергію, аб’ёмная шчыльнасць якой ${\displaystyle \mathrm{\rho }=\frac{1}{\mathrm{8\pi }}({\mathrm{E}}^2+{\mathrm{H}}^2)}$ . У квантавай тэорыі ўраўненні Максвела поўнасцю захоўваюцца, аднак велічыні $\overrightarrow{\mathrm{E}}$ і $\overrightarrow{\mathrm{H}}$ маюць іншы сэнс. У гэтым выпадку сувязь паміж хвалевымі і карпускулярнымі ўласцівасцямі выпрамянення мае статыстычны характар: шчыльнасць энергіі эл.-магн. хвалі вызначаецца лікам квантаў у адзінцы аб’ёму ${\displaystyle \mathrm{N}=\frac{\mathrm{\rho }}{h\mathrm{\nu }}}$ , для асобнага кванта імавернасць яго знаходжання ў пэўным аб’ёме прапарцыянальная шчыльнасці энергіі.

Выпрамяненне ўзнікае ў рэчыве пры нераўнамерным руху эл. зарадаў ці змене магн. момантаў, у выніку чаго рэчыва траціць энергію і адбываюцца працэсы выпрамянення. Да іх адносяцца выпрамяненне бачнага, ультрафіялетавага і інфрачырвонага святла атамамі і малекуламі, γ-выпрамяненне атамных ядраў, выпрамяненне радыёхваль антэнамі. Адваротныя працэсы выпрамянення — працэсы паглынання. Пры іх за кошт энергіі выпрамянення павялічваецца энергія рэчыва. Паводле законаў класічнай электрадынамікі сістэма рухомых зараджаных часціц неперарыўна траціць энергію ў выглядзе выпрамянення — адбываецца неперарыўны працэс утварэння эл.-магн. хваль. Аднак у квантавых сістэмах працэсы выпрамянення і паглынання дыскрэтныя і адбываюцца ў адпаведнасці з законамі квантавых пераходаў (гл. Вымушанае выпрамяненне, Спантаннае выпрамяненне).

М.​А.​Ельяшэвіч, Л.​М.​Тамільчык.

т. 4, с. 318