Verbum

ДАПАЎНЯ́ЛЬНАСЦІ ПРЫ́НЦЫП,

метадалагічны прынцып, прапанаваны Н.Борам (1927) у сувязі з неабходнасцю стварэння лагічна несупярэчлівай фіз. інтэрпрэтацыі квантавай механікі; метадалагічнае абагульненне неазначальнасцей суадносін.

Мікраскапічныя аб’екты (электроны, фатоны і інш.) у розных эксперым. умовах могуць паводзіць сябе як строга лакалізаваныя часціцы ці як хвалі. Аднак уяўленне пра суіснаванне карпускулярных і хвалевых уласцівасцей у адным і тым жа аб’екце звязана з неабходнасцю аб’яднання несумяшчальных паняццяў (напр., паняцце даўжыні хвалі ў пэўным пункце прасторы не мае сэнсу). У адпаведнасці з Д.п. пры тэарэт. апісанні мікраскапічных з’яў неабходна ўжываць 2 сістэмы макраскапічных паняццяў, бо выкарыстанне адной з іх выключае магчымасць адначасовага выкарыстання другой; абедзве ж яны аднолькава неабходныя для поўнага апісання квантава-мех. сістэм і з’яўляюцца нібыта ўзаемна дапаўняльнымі бакамі такога апісання. Бор прадэманстраваў таксама справядлівасць Д.п. ў дачыненні да апісання біял., псіхал. і сац. з’яў. З дапамогай Д.п. ўстанаўліваецца эквівалентнасць (раўназначнасць) паміж двума класамі паняццяў, што апісваюць супярэчлівыя сітуацыі ў розных сферах пазнання. У вузкім сэнсе Д.п. супадае з прынцыпам ням. фізіка В.​Гайзенберга, які адзначаў, што пры пэўнасці каардынаты мікрачасціцы мае месца нявызначанасць імпульсу і наадварот. Часам Д.п. ацэньваецца як метадалогія, толькі знешне падобная на дыялектычную, або наогул як метафізічны падыход (мех. злучэнне процілегласцей). Фізікі капенгагенскай школы (П.​Іордан, Дж.​Франк) лічылі Д.п. чыста суб’ектыўным, цалкам абумоўленым слабасцямі пазнання, звязанымі з адсутнасцю спец. сродкаў адлюстравання цэласнасцей, вымушанасцю пазнання па частках.

Літ.:

Крымский С.Б., Кузнецов В.И. Мировоззренческие категории в современном естествознании. Киев, 1983;

Дополнительность и методология научного познания // Нильс Бор и наука XX в.: Сб. науч. тр. Киев, 1988;

Мировоззренческие структуры в научном познании. Мн., 1993.

Л.​М.​Тамільчык, А.​В.​Ягораў.

т. 6, с. 50

РАДЫКА́ЛЫ СВАБО́ДНЫЯ,

хімічныя часціцы, якія маюць няспараныя электроны на знешніх атамных ці малекулярных арбіталях. Наяўнасцю свабоднай валентнасці абумоўлены парамагнетызм і высокая хім. актыўнасць Р.с., якія лёгка ўступаюць у рэакцыі замяшчэння, далучэння, распаду, ізамерызацыі, рэкамбінацыі і дыспрапарцыянавання. Р.с. пашыраны ў прыродзе: утвараюцца ў жывых арганізмах і ўдзельнічаюць у працэсах дыхання і фотасінтэзу; знойдзены ў космасе.

Р.с. бываюць нейтральнымі (атамы, малекулы) ці зараджанымі часціцамі (іон-радыкалы), могуць мець 1, 2 (бірадыкалы) і больш (полірадыкалы) няспараных электронаў. Большасць Р.с. мае малы (долі секунды) час жыцця, іх называюць нестабільнымі. Гэта актыўныя прамежкавыя прадукты ў многіх хім. рэакцыях арган. рэчываў. Існуюць адносна ўстойлівыя, т.зв. стабільныя радыкалы, якія атрымліваюць у выглядзе індывід. рэчываў (напр., нітраксільныя радыкалы — устойлівыя ў паветры інтэнсіўна афарбаваныя крышт. рэчывы ці вадкасці). Першы стабільны Р.с. — трыфенілметыл (С₆Н₅)₃С’ атрымаў (у растворы) амер. хімік М.​Гомберг у 1900. Утвараюцца Р.с. з малекул пры тэрмічнай дысацыяцыі, акісляльна-аднаўляльных працэсах, апрамяненні некаторых рэчываў ультрафіялетавым святлом, пад уздзеяннем патоку часціц высокай энергіі, пранікальнага выпрамянення (радыёліз) і ультрагуку. Даследуюць Р.с. фіз. метадамі: ультрафіялетавая і інфрачырвоная спектраскапія, каларыметрыя, хемілюмінесцэнцыя, мас-спектраметрыя, спектраметрыя электроннага парамагнітнага рэзанансу. Для ідэнтыфікацыі выкарыстоўваюць таксама хім. метады (напр., метад Шварца, заснаваны на ўзаемадзеянні Р.с. з талуолам). Стабільныя Р.с. выкарыстоўваюць як інгібітары полімерызацыі і акіслення розных арган. матэрыялаў (гл. Антыаксіданты); як лічыльнікі для вызначэння скорасці ініцыіравання ланцуговых хім. рэакцый і біяхім. працэсаў, у дэфектаскапіі цвёрдых цел (напр., алмазаў), пры вырабе фотаматэрыялаў.

Літ.:

Бучаченко АЛ., Вассерман А.М. Стабильные радикалы. М., 1973;

Розанцев Э.Г., Шолле В.Д. Органическая химия свободных радикалов. М., 1979;

Нонхибел Д., Теддер Дж., Уолтон Дж. Радикалы: Пер. с англ. М., 1982.

Дз.​І.​Мяцеліца.

т. 13, с. 239

МЕТА́ЛЫ (лац. metallum ад грэч. metallon шахта, руднік),

простыя рэчывы, якія ў звычайных умовах маюць характэрныя, метал., уласцівасці — высокую эл. праводнасць і цеплаправоднасць, адмоўны тэмпературны каэф. эл. праводнасці, здольнасць добра адбіваць эл.-магн. хвалі (бляск, непразрыстасць), пластычнасць. У цвёрдым стане М. — крышт. рэчывы з металічнай сувяззю. У тэхніцы да М. адносяць таксама сплавы на іх аснове (гл. Металазнаўства).

Да М. адносяць 86 са 109 элементаў перыяд. сістэмы. Паводле становішча ў перыяд. сістэме адрозніваюць М. галоўных (a) і пабочных (b) падгруп, ці непераходныя і пераходныя. У непераходных М. адбываецца запаўненне знешніх s- і p-электронных абалонак (напр., шчолачныя металы), у пераходных — запаўненне размешчаных бліжэй да ядра d- і f-абалонак (гл. Пераходныя элементы). Паводле тэхн. класіфікацыі адрозніваюць чорныя (жалеза і яго сплавы) і каляровыя М., якія ўмоўна падзяляюць на некалькі груп: лёгкія металы, цяжкія (свінец, цынк і інш.), тугаплаўкія металы, высакародныя металы, рэдказямельныя М. (гл. Рэдказямельныя элементы), радыеактыўныя М. (гл. Радыеактыўныя элементы) і інш. Хім. ўласцівасці М. абумоўлены электроннай будовай атамаў, якія лёгка аддаюць знешнія (валентныя) электроны, таму ў хім. рэакцыях яны звычайна з’яўляюцца аднаўляльнікамі. М. ўтвараюць асн. аксіды і гідраксіды, многія замяшчаюць вадарод у к-тах. У прыродзе ў свабодным стане трапляюцца рэдка, звычайна ў выглядзе злучэнняў (аксідаў, сульфідаў і інш.). Здабычай М. з руд займаецца металургія. Ступень выкарыстання М. абумоўлена практычнай каштоўнасцю яго ўласцівасцей, а таксама прыроднымі запасамі (распаўсюджанасцю ў зямной кары) і цяжкасцямі атрымання. Здольнасць М. да ўзаемнага растварэння з утварэннем пры крышталізацыі цвёрдых раствораў і інтэрметалідаў (гл. Металіды) дазваляе атрымліваць мноства сплаваў з разнастайным спалучэннем уласцівасцей. У тэхніцы М. выкарыстоўваюць выключна ў выглядзе сплаваў як найважнейшыя канстр. матэрыялы.

Літ.:

Венецкий С.И. Рассказы о металлах. 4 изд. М., 1985;

Гелин Ф.Д., Чаус А.С. Металлические материалы. Мн., 1999.

Г.​Г.​Паніч.

т. 10, с. 307

ПАСКАРА́ЛЬНІКІ ЗАРА́ДЖАНЫХ ЧАСЦІ́Ц,

устаноўкі для атрымання зараджаных часціц (электронаў, пратонаў, атамных ядраў, іонаў і інш.) высокіх энергій (больш за 1 МэВ) за кошт іх паскарэння ў эл. полі.

У 1919—32 развіццё П.з.ч. грунтавалася на атрыманні высокіх напружанняў і іх выкарыстанні для паскарэння зараджаных часціц. У 1931 створаны электрастатычны генератар (гл. Ван-дэ-Граафа генератар), у 1932 — каскадны генератар, што дазволіла атрымліваць патокі паскораных часціц з энергіяй да 10 МэВ. У 1931—44 распрацаваны рэзанансныя метады паскарэння часціц, пры якіх паскораныя часціцы шматразова праходзілі паскаральны прамежак і набіралі энергію пры адносна невял. паскаральным напружанні (гл. Цыклатрон). У 1940 пабудаваны цыклічны індукцыйны паскаральнік электронаў — бэтатрон. У 1950-я г. прапанаваны прынцыпы аўтафазіроўкі і моцнай факусіроўкі часціц, у выніку павялічыліся межы дасягальных энергій у цыклічных і лінейных П.З.Ч. Існуюць лінейны паскаральнік даўжынёй больш за 3 км, дзе электроны і пазітроны маюць энергію да 45 ГэВ (г. Станфард. ЗША); цыклічны паскаральнік з даўжынёй арбіты каля 27 км з энергіяй да 103 ГэВ (г. Жэнева, Швейцарыя); тэватрон паскарае пратоны і антыпратоны да энергіі 940 ГэВ (г. Батавія, ЗША). Развіццё паскаральнікаў звязана з павелічэннем энергій паскораных часціц, нарошчваннем іх інтэнсіўнасці (сілы току ў пучку) і працягласці імпульсу паскоранага пучка. Распрацоўваюцца новыя і ўдасканальваюцца метады паскарэння, дзе выкарыстоўваюцца звышправодныя матэрыялы ў магнітах і паскаральных сістэмах. аўтам. кіраванне, паскаральнікі 3 накапляльнымі кольцамі (гл. Паскаральнік з сустрэчнымі пучкамі) і інш. Выкарыстоўваюцца для навук. мэт (нараджэння новых часціц, атрымання штучных нуклідаў, вывучэння ядз. рэакцый, для доследаў у радыебіялогіі, хіміі, фізіцы цвёрдага цела і інш.), а таксама ў металургіі (для дэфектаскапіі), дрэваапр. прам-сці (для хуткай высакаякаснай апрацоўкі вырабаў), харч. прам-сці (для стэрылізацыі прадуктаў), медыцыне (для прамянёвай тэрапіі, «бяскроўнай хірургіі» і інш.). Гл. таксама Фазатрон, Сінхрафазатрон.

Літ.:

Комар Е.Г. Основы ускорительной техники. М., 1975;

Лебедев АН., Шальнов А.В. Основы физики и техники ускорителей. 2 изд. М., 1991.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 12, с. 163

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

ЛА́ЗЕРНАЯ ФІ́ЗІКА,

раздзел фізікі, у якім вывучаюцца працэсы генерацыі, узмацнення і распаўсюджвання лазернага выпрамянення, яго ўзаемадзеяння з рознымі асяроддзямі і аб’ектамі; фіз. асновы стварэння і выкарыстання лазераў частка квантавай электронікі.

Узнікла ў 1960-я г. на мяжы оптыкі, радыёфізікі, электронікі і матэрыялазнаўства. Атрымала хуткае развіццё з прычыны асаблівых якасцей лазернага промня: яго надзвычай высокіх кагерэнтнасці, монахраматычнасці, накіравальнасці распаўсюджвання, прасторавай і часавай шчыльнасці энергіі, вельмі малой працягласці асобных імпульсаў. Гэтыя якасці, іх спалучэнні і камбінацыі абумовілі развіццё лазернай тэхнікі — лазерных сродкаў даследавання розных асяроддзяў і аб’ектаў, выканання разнастайных лазерных тэхналогій, у т. л. тонкіх, стварэння аптычнай сувязі, апрацоўкі, запісу і счытвання інфармацыі (гл. Аптычны запіс). Выкарыстанне лазернага выпрамянення выклікала змены шэрагу паняццяў і ўяўленняў оптыкі і інш. галін ведаў. У выніку выкарыстання лазераў выяўлены і даследаваны такія нелінейна-аптычныя з’явы, як генерацыя гармонік, складанне і адыманне частот, вымушанае камбінацыйнае рассеянне, самафакусіроўка і тунэляванне лазернага пучка, чатырохфатоннае змешванне, двухфатоннае паглынанне, амплітудна-фазавая канверсія мадуляцыі, утварэнне салітонаў і інш. Нелінейна-аптычныя з’явы знайшлі шырокае выкарыстанне для кіравання характарыстыкамі лазернага выпрамянення (пры яго генерацыі і распаўсюджванні), вывучэння структуры рэчыва (гл. Лазерная спектраскапія) і дынамікі розных працэсаў у асяроддзях. У імпульсах лазернага выпрамянення фемтасекунднай (10 с) працягласці дасягнуты шчыльнасці магутнасці парадку 10​²¹ Вт/см². Сілы ўздзеяння такіх імпульсаў на электроны і ядры атамаў істотна перавышаюць сілы іх узаемадзеяння ў ядрах, што дае магчымасць кіроўнага ўздзеяння на структуру атамаў і малекул. Лазерныя крыніцы выпрамянення выкарыстоўваюцца ў звычайных аптычных прыладах, што значна паляпшае іх характарыстыкі і пашырае магчымасці, і для стварэння прынцыпова новых прылад і метадаў даследавання, новых тэхн. сродкаў (аптычныя дыскі. лазерныя прынтэры, аудыё- і відэапрайгравальнікі, лініі валаконна-аптычнай сувязі, галаграфічныя і кантрольна-вымяральныя прылады). Дасягненні Л.ф. шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах навукі, прамысл. тэхналогіях, у ваен. тэхніцы, касманаўтыцы, медыцыне.

На Беларусі даследаванні па Л.ф. пачаліся ў 1961 у Ін-це фізікі АН пад кіраўніцтвам Б.І.Сцяпанава. Праводзяцца ў ін-тах фіз. і фізіка-тэхн. профілю Нац. АН Беларусі, установах адукацыі і прамысл. арг-цыях. Прадказана і атрымана генерацыя на растворах складаных малекул, створана серыя лазераў з плаўнай перастройкай частаты ў шырокім дыяпазоне; прапанаваны метады разліку і кіравання энергет., часавымі, частотнымі, палярызацыйнымі і вуглавымі характарыстыкамі лазераў і лазернага выпрамянення; створаны новыя тыпы лазерных крыніц святла агульнага і спец. прызначэння. Распрацаваны фіз. асновы дынамічнай галаграфіі, вывучаны заканамернасці ўзнікнення і працякання многіх нелінейна аптычных з’яў і распаўсюджвання святла ў нелінейна-аптычных асяроддзях.

Літ.:

Апанасевич П.А. Основы теории взаимодействия света с веществом. Мн., 1977;

Коротеев Н.И., Шумай И.Л. Физика мощного лазерного излучения. М., 1991;

Ярив А. Введение в оптическую электронику: Пер. с англ. М., 1983;

Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. М., 1988.

П.​А.​Апанасевіч.

т. 9, с. 101