Verbum

БРОЙЛЬ (Broglie),

дэ Бральі, французскія фізікі, браты.

Марыс (27.4.1875, Парыж — 14.7.1960), замежны чл.-кар. АН СССР (1927). Скончыў Марсельскі ун-т (1900). Навук. даследаванні па рэнтгенаўскай спектраскапіі, атамнай і ядз. фізіцы праводзіў у сваёй прыватнай лабараторыі. У 1908 эксперыментальна вызначыў зарад электрона, сканструяваў рэнтгенаўскі спектрограф.

Луі Віктор (15.8.1892, г. Дзьеп, Францыя — 19.3.1987), адзін са стваральнікаў квантавай механікі. Чл. Парыжскай АН (1933), замежны чл. АН СССР (1958) і інш. акадэмій, праф. Парыжскага ун-та ў 1928—62. Вучань Марыса Бройля. Скончыў Парыжскі ун-т (1913). Навук. працы па класічнай і квантавай механіцы, тэорыі поля, квантавай электрадынаміцы, гісторыі і метадалогіі фізікі. Выказаў (1924) гіпотэзу пра хвалевыя ўласцівасці матэрыі (гл. Хвалі дэ Бройля). Аўтар манаграфій (рус. пер.): «Уводзіны ў хвалевую механіку» (1934), «Па сцежках навукі» (1962), «Рэвалюцыя ў фізіцы» (1965). Нобелеўская прэмія 1929.

Літ.:

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в.). М., 1989.

т. 3, с. 258

ІАНІЗА́ЦЫІ ПАТЭНЦЫЯ́Л, патэнцыял іанізацыі,

фізічная велічыня, роўная мінім. паскаральнай рознасці патэнцыялаў, якую неабходна прыкласці, каб надаць электрону кінетычную энергію, дастатковую для іанізацыі часціцы (малекулы, атама, іона). Вызначае энергію іанізацыі E — мінім. энергію, неабходную для выдалення электрона з часціцы на бясконцасць, E = eV, дзе V — І.п., е — элементарны эл. зарад. І.п. вымяраюць у вольтах, колькасна ён роўны энергіі іанізацыі ў электрон-вольтах. Разам з роднасцю да электрона вызначае электраадмоўнасць атамаў і малекул.

Адрозніваюць першы, другі і г.д. І.п., якія адпавядаюць выдаленню з часціцы першага, другога і г.д. электронаў. Першыя І.п. вядомы для атамаў усіх хім. элементаў (мінім. І.п. маюць шчолачныя металы: цэзій 2,893 В, літый 5,39 В; макс. — інертныя газы: гелій 24,58 В, радон 10,745 В) і некалькіх тысяч малекул (для якіх І.п. ад 5 да 20 В). Значэнні І.п. выкарыстоўваюць пры разліках тэрмахім. працэсаў у іанізаваных газах і плазме (газаразрадныя прылады, працэсы ў верхніх слаях атмасферы і інш.).

А.​П.​Чарнякова.

т. 7, с. 138

ІЗАТО́ПЫ (ад іза... + грэч. topos месца),

разнавіднасці атамаў пэўнага хім. элемента, ядры якіх маюць аднолькавую колькасць пратонаў і розную — нейтронаў. Тэрмін «І.» прапанаваў англ. фізік Ф.​Содзі ў 1910. Выкарыстоўваюць у якасці ізатопных індыкатараў; радыеактыўныя І. — і як крыніцу радыеактыўнага выпрамянення; І. урану і плутонію з’яўляюцца ядзерным палівам.

Маюць аднолькавыя зарад ядраў і будову электронных абалонак, блізкія хім. ўласцівасці і займаюць адно месца ў перыяд. сістэме хім. элементаў (адсюль назва). Існаванне І. даказана эксперыментальна ў 1906—10 пры вывучэнні радыеактыўных элементаў. Кожны хім. элемент можа мець стабільныя і радыеактыўныя І. Большасць прыродных элементаў — сумесь І.; залежнасць іх ізатопнага складу ад узросту ўзораў і ўмоў іх утварэння пакладзена ў аснову вызначэння ўзросту горных парод і рудных радовішчаў. Маюць блізкія фіз.-хім. ўласцівасці, таму іх адноснае ўтрыманне амаль не змяняецца пры розных прыродных працэсах. Невял. адрозненні ўласцівасцей І. прыводзяць да ізатопных эфектаў і выкарыстоўваюцца, напр., для іх раздзялення.

Э.​А.​Рудак.

т. 7, с. 178

ІО́НЫ (ад грэч. iōn які ідзе),

электрычна зараджаныя часціцы, якія ўтвараюцца ў выніку страты ці набыцця электронаў атамамі або групамі хімічна звязаных атамаў. Зарад І. кратны элементарнаму эл. зараду. Дадатныя І. наз. катыёнамі (напр., катыёны алюмінію Al​³⁺, амонію NH₄​⁴⁺), адмоўныя — аніёнамі (напр., аніёны хлору Cl​⁻, сернай к-ты SO₄​^2-). Тэрмін «І.» прапанаваны М.Фарадэем (1834).

У свабодным стане існуюць у газавай фазе (у плазме). У кандэнсаваных фазах звязаны (узаемадзейнічаюць) з часціцамі, што іх акружаюць (І. процілеглага знака ў крышталях і расплавах, з нейтральнымі малекуламі — у растворах; гл. Гідратацыя, Сальватацыя). Асн. структурныя характарыстыкі І. у кандэнсаванай фазе — іонны радыус і каардынацыйны лік. У эл. полі І. пераносяць электрычнасць: катыёны — да адмоўнага электрода (катода), аніёны — да дадатнага (анода); адначасова адбываецца перанос рэчыва, што адыгрывае значную ролю ў электролізе, пры іонным абмене. Удзельнічаюць у хім. рэакцыях (як каталізатары, прамежкавыя часціцы), геахім. працэсах, працэсах абмену рэчываў у жывым арганізме (функцыянаванне біял. мембран, праводнасць нерв. імпульсаў і інш.).

І.​В.​Боднар.

т. 7, с. 298

ЛО́РЭНЦ ((Lorentz) Хендрык Антон) (18.7.1853, г. Арнем, Нідэрланды — 4.2.1928),

нідэрландскі фізік-тэарэтык, стваральнік электроннай тэорыі і электрадынамікі рухомых асяроддзяў. Замежны чл.-кар. Пецярб. АН (1910), ганаровы чл. АН СССР (1925). Вучыўся ў Лейдэнскім ун-це (1870—72), з 1878 праф. гэтага ун-та. З 1923 дырэктар ін-та Тэйлара ў Харлеме. Арганізатар і старшыня Сальвееўскіх кангрэсаў фізікаў (1914—27). Навук. працы па электрадынаміцы, тэрмадынаміцы і статыстычнай механіцы, оптыцы і тэорыі выпрамянення. Зыходзячы з эл.-магн. тэорыі Дж.Максвела стварыў класічную электронную тэорыю (1880—1909), на падставе якой растлумачыў шэраг эл.-магн. з’яў, а таксама эл.-магн. і аптычныя ўласцівасці рэчыва, атрымаў формулу для вызначэння сілы, што дзейнічае на рухомы зарад у магн. полі (гл. Лорэнца сіла), растлумачыў Зеемана з’яву. Незалежна ад Дж.Лармара атрымаў рэлятывісцкія пераўтварэнні каардынат і часу (гл. Лорэнца пераўтварэнні). Даследаванні Л. спрыялі стварэнню адноснасці тэорыі. Нобелеўская прэмія 1902 (разам з П.Зееманам).

Літ.:

Кляус Е.М., Франкфурт У.И., Френк А.М. Г.​А.​Лоренц, 1853—1928. М., 1974.

А.​І.​Болсун.

т. 9, с. 345

ПАЗІТРО́Н [ад лац. positivus дадатны + (элек)трон],

дадатна зараджаная элементарная часціца; антычасціца электрона. Абазначаецца е​⁺ або е​⁻ Мае аднолькавыя з электронам масу і спін, а магн. момант і эл. зарад роўныя па модулі і процілеглыя па знаку. П. мае спін, роўны ​¹/₂ (ферміён), адносіцца да лептонаў, удзельнічае ў эл.-магн., слабым і гравітацыйным узаемадзеяннях.

Існаванне П. тэарэтычна вынікае з Дзірака ўраўнення, эксперыментальна адкрыты К.Д.Андэрсанам (1932) у складзе касм. прамянёў і стаў першым прыкладам антычасціц. Пры пэўных умовах утварае з электронам вадародападобную сістэму (гл. Пазітроній). Узнікае пры ўзаемапераўтварэннях свабодных элементарных часціц, напр., пры распадах мюонаў, а таксама пры бэта-распадзе некаторых ізатопаў. Прадказаныя Дзіракам і эксперыментальна назіраныя працэсы анігіляцыі і нараджэння пар (П. — электрон) былі першымі доказамі ўзаемапераўтварэнняў элементарных часціц, на аснове якіх распрацаваны метады нараджэння новых элементарных часціц у накапляльных кольцах паскаральнікаў. П. выкарыстоўваецца пры даследаваннях размеркавання скарасцей электронаў праводнасці, дэфектаў крышталічнай рашоткі, кінетыкі некаторых хім. рэакцый і інш.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 11, с. 517

ВІРТУА́ЛЬНЫЯ ЧАСЦІ́ЦЫ,

кароткаіснуючыя прамежкавыя станы, якія ўзнікаюць у працэсах узаемадзеяння ці пры флуктуацыях квантавых палёў.

У квантавай тэорыі поля для віртуальных часціц парушаецца звычайная рэлятывісцкая сувязь паміж энергіяй і імпульсам і таму ім нельга прыпісаць пэўнае значэнне масы. Аднак віртуальныя часціцы пераносяць энергію, імпульс, зарад і інш. квантавыя лікі, што забяспечвае выкананне адпаведных законаў захавання. У нерэлятывісцкай квантавай механіцы ў адпаведнасці з неазначальнасцей суадносінамі энергія прамежкавых станаў вызначаецца з дакладнасцю да ${\displaystyle \mathrm{\Delta }E~\mathrm{\Delta }E/\mathrm{\Delta }t}$ , дзе $\mathrm{\Delta }E$ — неазначальнасць энергіі, ${\displaystyle \hslash =\frac{\hslash }{2\pi }}$ , ℏ — Планка пастаянная, $\mathrm{\Delta }t$ — час існавання віртуальных часціц. Таму адпаведныя віртуальныя часціцы захоўваюць імпульс і шэраг іншых квантавых характарыстык, акрамя энергіі.

Віртуальныя часціцы непасрэдна эксперыментальна не назіраюцца, але іх ускосныя праяўленні, напр. палярызацыя вакууму квантавай тэорыі поля, правераны з высокай дакладнасцю. Шэраг рэальных часціц быў прадказаны на аснове іх віртуальных праяўленняў (П-, W​^±-мезоны і інш.). У той жа час віртуальныя часціцы могуць і не мець аналагаў сярод рэальных (напр., т.зв. рэджэон у моцных узаемадзеяннях).

Я.​А.​Таўкачоў.

т. 4, с. 192

КЛА́СТЭРЫ (англ. cluster літар. пучок, рой, вялікая колькасць),

групоўкі хімічна злучаных атамаў (ад 3—4 да некалькіх дзесяткаў і нават соцень) аднаго ці розных элементаў. Устойлівыя толькі ў саставе хім. кластэрных злучэнняў і кластэрных матэрыялаў (К. размеркаваны ў сярэдзіне матрыцы, напр., графіту).

У метал. К. атамы металаў (пераважна пераходных) злучаны шматцэнтравымі сувязямі, якія ў К. з некалькі дзесяткаў атамаў трансфармуюцца ў металічную сувязь. Звычайна маюць форму шматграннікаў (тэтраэдрычных, актаэдрычных). Кластэрныя злучэнні маюць кластэрныя іоны, напр., [Fe₄(CO)₁₃]​^2-, [Os₆(CO)₁₈]​²⁻, [Mo₃NiS₄]​⁴⁺, [Au₅₅(PR₃)₁₂]​⁶⁺. У гэтых іонах метал. К., які мае зарад, злучаны з лігандамі: асобнымі атамамі (напр., галагены, сера, кісларод) ці малекуламі (напр., аксід вугляроду СО, фасфіны PR₃, дзе R — арган. радыкал). Кластэрныя злучэнні тыпу Fe₄S₄ уваходзяць у склад ферментаў і адыгрываюць значную ролю ў біял. працэсах акіслення, фіксацыі атм. азоту і інш. Перспектыўнае выкарыстанне кластэрных злучэнняў як каталізатараў для хім. прам-сці.

Літ.:

Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. М., 1986;

Губин С.П. Химия кластеров: Основы классификации и строение. М., 1987.

В.​В.​Свірыдаў.

т. 8, с. 325

НАТУРА́ЛЬНАЯ СІСТЭ́МА АДЗІ́НАК,

сістэма адзінак фіз. велічынь, дзе за асн. адзінкі прыняты фундаментальныя фіз. пастаянныя (зарад і маса спакою электрона, скорасць святла ў вакууме і інш.). Памер асн. адзінак у Н.с.а. вызначаецца з’явамі прыроды, што адрознівае яе ад інш. сістэм адзінак, у якіх выбар адзінак абумоўлены патрабаваннямі практыкі (як, напр., у Міжнароднай сістэме адзінак). П.Дзірак, М.Планк, англ. вучоны Д.​Хартры і інш. прапанавалі некалькі Н.с.а., якія, на думку стваральнікаў, незалежныя ад фіз. працэсаў і прыдатныя для любых момантаў часу і месцаў у Сусвеце.

У Н.с.а. Планка (1906) у якасці асн. адзінак выбраны Больцмана пастаянная, гравітацыйная пастаянная і скорасць святла ў вакууме, лікавыя значэнні якіх прыняты роўнымі 1. У гэтай сістэме адзінка даўжыні роўная 4,03∙10​⁻³⁵м, масы — 5,42∙10​⁻⁸ кг, часу — 1,34∙10​⁻⁴³с, т-ры — 3,63∙10​³² К. Характэрная асаблівасць усіх Н.с.а — вельмі малыя адзінкі даўжыні, масы і часу і агромністыя адзінкі т-ры, у выніку чаго гэтыя сістэмы нязручныя для практычных вымярэнняў, аднак знаходзяць выкарыстанне ў атамнай фізіцы, квантавай механіцы і інш. раздзелах тэарэт. фізікі.

Літ.:

Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. 3 изд. М., 1988. С. 335—338;

Чертов А.Г. Физические величины. М., 1990. С. 31—33.

А.​І.​Болсун.

т. 11, с. 208

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