Verbum

НЕЙТРО́ННАЯ ФІ́ЗІКА,

галіна ядзернай фізікі, якая ахоплівае даследаванні розных з’яў з удзелам нейтронаў. Вывучае ўзаемадзеянне нейтронаў з рэчывам (ядз. рэакцыі, дыфузію, запавольванне і інш.), даследуе ўласцівасці саміх нейтронаў (структуру, працэсы распаду, эл.-магн. характарыстыкі і інш.). Праяўленні хвалевых уласцівасцей нейтронаў даследуюцца ў нейтроннай оптыцы. Мае шматлікія дастасаванні пры вызначэнні структуры рэчыва (гл. Нейтронаграфія, Нейтронная спектраскапія).

Пачала развівацца пасля адкрыцця нейтрона (1932). Першыя эксперыменты з нейтронамі, праведзеныя ў 1934—40, прывялі да адкрыцця працэсу дзялення ядраў нейтронамі і магчымасці ажыццяўлення ланцуговай ядзернай рэакцыі і на яе аснове стварэння ядз. зброі і ядз. рэактараў. Некаторыя ядз. рэакцыі, выкліканыя нейтронамі, выкарыстоўваюцца для вытв-сці радыеактыўных ізатопаў, у т. л. для перапрацоўкі радыеактыўных адходаў ядз. рэактараў пераўтварэннем доўгачасовых (з вял. перыядам паўраспаду) ізатопаў у кароткачасовыя. Ствараюцца спецыялізаваныя крыніцы нейтронаў: імпульсныя і даследчыя ядз. рэактары, а таксама розныя буйнатокавыя паскаральнікі зараджаных часціц (пратонаў, электронаў, дэйтронаў), якія выкарыстоўваюцца для даследаванняў і атрымання адз. паліва ў прамысл. маштабах. Важным кірункам даследаванняў Н.ф. з’яўляецца вывучэнне законаў прыроды пры люстраным адбіцці прасторы і пры змене знака часу. У шматлікіх эксперыментах даказана адсутнасць люстраной сіметрыі ўзаемадзеянняў элементарных часціц, у прыватнасці, паказана залежнасць каэфіцыента паглынання нейтронаў у аднародным і ізатропным рэчыве ад арыентацыі спіна нейтрона адносна яго імпульсу. Адным з выяўленняў неінварыянтнасці часу з’яўляецца меркаванне аб наяўнасці ў нейтрона эл. дыпольнага моманту.

На Беларусі даследаванні па асобных пытаннях Н.ф. праводзяцца ў НДІ ядз. праблем пры БДУ, Ін-це фізікі і Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН.

Літ.:

Гуревич И.И., Тарасов Л.В. Физика нейтронов низких энергий. М., 1965;

Крупчицкий П.А. Фундаментальные исследования с поляризованными медленными нейтронами. М., 1985;

Александров Ю.А. Фундаментальные свойства нейтрона. 3 изд. М., 1992.

У.​Р.​Барышэўскі.

т. 11, с. 277

МАРС,

чацвёртая ад Сонца планета Сонечнай сістэмы. Знак . Мае выгляд яркага свяціла чырвонага колеру (-2,01 зорнай велічыні).

Сярэдняя адлегласць ад Сонца 227,94 млн. км. Адлегласць ад Зямлі мяняецца ад 55,7 млн. да 101,2 млн. км. Абарачаецца вакол Сонца па эліптычнай арбіце (эксцэнтрысітэт 0,0934) з перыядам 1,88 года (687 сут). Сярэдняя скорасць на арбіце 24,13 км/с. Перыяд абарачэння вакол восі 24,62 гадз. Раз у 2 гады адбываецца процістаянне М. (гл. Процістаянні планет), кожныя 15—17 гадоў — вялікія процістаянні. Экватарыяльны радыус М. 3397,2 км, палярны 3376,4 км, маса 6,42 ∙ 10​²³кг (каля 0,107 масы Зямлі), сярэдняя шчыльнасць 3943 кг/м³. Нахіл экватара да плоскасці арбіты (25,2°) абумоўлівае змену пораў года, аналагічных зямным. Паверхня М. пустынная. пакрытая камянямі; шмат кратэраў. Мінім. т-ра паверхні -140 °C, макс. — 20 °C. Атмасфера складаецца з вуглякіслага газу СО₂ (95,32%) азоту N₂ (2,7%), аргону Ar(1,6%), кіслароду О₂ (0,13%), вадзяной пары (0,03%). Атм. ціск на паверхні 700 Па. М. мае паўночную і паўднёвую палярныя шапкі, якія складаюцца з замёрзлага вуглякіслага газу і вады; з надыходам лета ў адным паўшар’і яго шапка выпараецца, з надыходам зімы зноў з’яўляецца. Ніякіх прыкмет існавання жыцця на М. не выяўлена. Біял. эксперыменты, праведзеныя пры дапамозе пасадачных апаратаў «Вікінг», не выявілі наяўнасці жывых мікраарганізмаў у глебе. М. мае 2 спадарожнікі — Фобас і Дэймас. Большасць звестак пра М. атрымана пры дапамозе касм. апаратаў «Марс», «Марынер», «Вікінг».

Літ.:

Мороз В.И. Физика планеты Марс. М., 1978;

Поверхность Марса. М., 1980;

Уипл Ф.Л. Семья Солнца: Пер. с англ. М., 1984.

А.​А.​Шымбалёў.

т. 10, с. 130

МА́СА ў фізіцы,

фізічная велічыня, якая вызначае інертныя і гравітацыйныя ўласцівасці цела; адна з асн. характарыстык матэрыяльных аб’ектаў.

У класічнай механіцы, дзе скорасці цел (v) значна меншыя за скорасць святла (c) у вакууме (v≪c), М., якая ўваходзіць у другі закон Ньютана (гл. Ньютана законы механікі) наз. інертнай, a М., вызначаная з Сусветнага прыцягнення закона — гравітацыйнай. Эксперыментальна ўстаноўлена, што інертная і гравітацыйная М. з вял. дакладнасцю супадаюць і іх можна лічыць адной і той жа фіз. велічынёй. У гэтым набліжэнні М. з’яўляецца таксама мерай колькасці рэчыва і адытыўнай велічынёй, таму выконваецца масы захавання закон. У рэлятывісцкай механіцы (v~c) поўная энергія цела вызначаецца формулай $E=m{c}^2/\sqrt{1-v^2/c^2}$ , а яго імпульс $\overrightarrow{p}=m\overrightarrow{v}/\sqrt{1-v^2/c^2}$ , адкуль вынікае ўзаемасувязь паміж велічынямі E і p: E​²/c​²−p​² = m​²c​². З гэтай формулы можна выразіць велічыню m — інварыянтную М. (ці проста М.), якая вызначае энергію спакою цела E₀ = mc​² і ўваходзіць у законы класічнай механікі. У рэлятывісцкім выпадку М. ізаляванай сістэмы цел з цягам часу не мяняецца, аднак яна не роўная суме М. цел гэтай сістэмы (гл. Дэфект мас). Прынята лічыць, што М. элементарнай часціцы вызначаецца звязанымі з ёй эл.магн., ядз. і інш. палямі, аднак колькаснай тэорыі, якая тлумачыла і давала б магчымасць вызначыць дыскрэтны спектр М. элементарных часціц, не існуе. Адзінка М. ў СІ — кілаграм, М. атамаў і малекул вымяраецца ў атамных адзінках масы, М. элементарных часціц — у М. электрона або ў атамных адзінках энергіі.

Літ.:

Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике: Пер. с англ. М., 1967;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 2. Теория поля. 7 изд. М., 1988.

А.​І.​Болсун, В.​К.​Гронскі.

т. 10, с. 162

МАГНІ́ТНАЯ СТРУКТУ́РА,

размеркаванне самаадвольнай намагнічанасці ўнутры ферамагнетыкаў пры т-рах, ніжэйшых за Кюры пункт Адрозніваюць М.с. атамную (характарызуецца упарадкаваным размеркаваннем атамных магнітных момантаў па вузлах крышталічнай рашоткі) і даменную (размеркаваннем даменаў з рознай арыентацыяй магн. момантаў па аб’ёме ўзору).

Атамная М.с. апісваецца сярэднім значэннем мікраскапічнай шчыльнасці магн моманту M(x, y, z) у кожным пункце крышталя. Крышталі з M(x, y, z) = 0 не маюць атамнай М.с. (дыямагнетыкі і парамагнетыкі). Крышталі з M(x, y, z) ≠ 0 бываюць з адрозным ад нуля (ферамагнетыкі) і роўным нулю (антыферамагнетыкі) сумарным магн. момантам элементарнай ячэйкі. Даменная М.с. можа назірацца эксперыментальна з дапамогай магн. парашку, які асядае на межах даменаў. У ферамагнетыках пры зададзенай т-ры форма даменаў, іх памеры і арыентацыя магн. момантаў залежаць ад памераў і формы ўзору, арыентацыі паверхні крышталя, дэфектаў крышталічнай рашоткі, унутр. напружанняў, а ў полікрышталічных узорах — і ад віду магн структуры суседніх крышталёў. Пад уплывам знешніх уздзеянняў (пруткіх напружанняў, знешніх магн. палёў, змен т-ры) адбываецца перабудова даменнай структуры. На сувязі паміж асн. магн. характарыстыкамі ферамагн. матэрыялу і яго структурай заснаваны магнітаструктурны аналіз, які найчасцей выкарыстоўваюць для вызначэння мех. уласцівасцей сталі і чыгуну пасля тэрмічнай апрацоўкі. На аснове залежнасці магн. характарыстык пэўнай маркі сталі ад т-ры загартоўкі, адпалу і да т.п., робяць неразбуральны кантроль якасці тэрмічнай апрацоўкі вырабаў. Найб. пашыраны магн. метады (з выкарыстаннем пастаянных магн. палёў для намагнічвання вырабаў), эл.-магн. (з выкарыстаннем пераменных эл.-магн. палёў), імпульсныя (імпульсных магн. палёў). Даследуецца таксама тэкстура металаў (на аснове выкарыстання сувязі тэкстуры з анізатрапіяй магн. уласцівасцей), спосабы кантролю ферамагн. складальнай у аўстэнітных сталях, каляровых металах і горных пародах.

На Беларусі праблемы М.с. і магнітаструктурнага аналізу даследуюцца ў Ін-це прыкладной фізікі Нац. АН.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Ивановский В.И., Черникова Л.А. Физика магнитных явлений. М., 1981;

Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М., 1993: Мельгуй М.А. Магнитный контроль механических свойств сталей. Мн., 1980.

М.​А.​Мяльгуй.

т. 9, с. 482

ЗО́ННАЯ ТЭО́РЫЯ крышталічных цвёрдых цел,

квантавая тэорыя спектра энергій электронаў крышталя. Паводле З.т. гэты спектр складаецца з зон дазволеных і забароненых энергій. З.т. тлумачыць шэраг уласцівасцей і з’яў у крышталях, у прыватнасці, розны характар іх электраправоднасці.

Аснова З.т. — аднаэлектроннае прыбліжэнне: скорасць руху атамных ядраў каля становішчаў раўнавагі многа меншая за скорасць электронаў; кожны электрон рухаецца ў трохмерна-перыядычным полі, якое ствараецца ядрамі і астатнімі электронамі. Зона праводнасці (с) і валентная зона (v) утвораны сукупнасцю атамных энергет. узроўняў, «расшчэпленых» у выніку аб’яднання свабодных атамаў у крышт. рашотку. Узроўні энергіі валентных электронаў (е) атама расшчапляюцца і зрушваюцца значна больш, чым узроўні ўнутраных электронаў (і). Шырыня забароненай зоны Eg (энергет. шчыліна паміж v- і с-зонамі) вызначаецца раўнаважнай адлегласцю паміж ядрамі (пастаяннай крышт. рашоткі d) У крышталі з N ідэнтычных атамаў кожны атамны ўзровень расшчапляецца на N узроўняў, якія ўтвараюць квазінеперарыўную дазволеную зону або яе частку. Электроны запаўняюць дазволеныя зоны энергій у адпаведнасці з Паўлі прынцыпам: на N узроўнях зоны можа знаходзіцца не больш за 2N электронаў. Уласцівасці крышталя залежаць ад колькасці электронаў у зоне праводнасці і/ці ад колькасці незапоўненых узроўняў (вакансій для электронаў) у валентнай зоне. Калі энергет. зона запоўнена электронамі часткова, то пад уздзеяннем знешняга эл. поля яны пераразмяркоўваюцца па ўзроўнях у зоне. Пры гэтым парушаецца сіметрыя размеркавання электронаў па скорасцях — узнікае эл. ток. Таму крышталь з часткова запоўненай c-зонай з’яўляецца правадніком электрычнасці — металам. Электроны ў поўнасцю запоўненай v-зоне з-за прынцыпу Паўлі не могуць пераразмяркоўвацца па ўзроўнях энергіі; крышталь з пустой с-зонай і поўнасцю запоўненай электронамі v-зонай — дыэлектрык. Калі цеплавая энергія дастатковая для пераводу часткі электронаў з v-зоны ў c-зону, то электраправоднасць крышталя расце пры награванні; такі крышталь — паўправаднік. Пры слаба перакрытых с- і v-зонах крышталь з’яўляецца паўметалам (напр., вісмут), а пры змыканні гэтых зон (Eg=0) — бясшчылінным паўправадніком (напр., шэрае волава). З.т. — набліжэнне да рашэння фундаментальнай задачы: вывесці ўласцівасці крышталя з уласцівасцей атамаў, з якіх ён складаецца.

Літ.:

Харрисон У.А. Электронная структура и свойства твердых тел: Физика химической связи: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1983;

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981.

М.​А.​Паклонскі.

т. 7, с. 107

КАСМАЛО́ГІЯ (ад космас + ...логія),

вучэнне пра Сусвет як адзінае цэлае і пра ўсю ахопленую назіраннямі вобласць свету як яго частку. Вывучае пытанні размеркавання і руху матэрыі ў прасторы, развіцця фіз. карціны Сусвету, геам. ўласцівасці прасторы-часу; яе развіццё звязана са стварэннем агульнай тэорыі адноснасці (1915; гл. Адноснасці тэорыя). Развівалася як раздзел астраноміі, сучасная К. выкарыстоўвае законы фізікі, астрафізікі, а таксама агульныя палажэнні філасофіі.

Грунтуецца на аднародных і ізатропных мадэлях, прапанаваных А.Фрыдманам (1922, 1924), у якіх выкарыстоўваецца дапушчэнне: у Сусвеце няма якіх-н. вылучаных пунктаў і напрамкаў. Асноўны вывад тэорыі Фрыдмана: Сусвет не застаецца нязменным у часе, ён расшыраецца або сціскаецца. Чырвонае зрушэнне ў спектрах далёкіх галактык сведчыць пра расшырэнне Сусвету (амер. астраном Э.​Хабл, 1929). З улікам назіральных даных працягласць касмалагічнага расшырэння 10—20 млрд. гадоў. Адкрыццё рэліктавага цеплавога выпрамянення з абс. т-рай 2,7 К (1965) пацвярджае «гарачую» мадэль Сусвету, паводле якой у пачатку касмалагічнага расшырэння шчыльнасць энергіі (масы) і т-ра мелі экстрэмальна вял. значэнні. Геам. ўласцівасці прасторы залежаць ад сярэдняй шчыльнасці масы р: у залежнасці ад таго ρ > ρ_k ці ρ < ρ_k дзе ρ_k~ 10​⁻²⁸ кг/м³ — крытычная шчыльнасць, трохмерная прастора мае дадатную ці адмоўную крывізну, а яе аб’ём канечны («закрытая» мадэль) ці бесканечны («адкрытая» мадэль); пры ρ=ρ_k — плоская мадэль. Характар эвалюцыі залежыць ад тыпу мадэлі. Паводле існуючых ацэнак ρ~ρ_χ. К. вывучае фіз. працэсы на розных этапах касмалагічнага расшырэння. Тэарэтычна растлумачана ўтварэнне хім. элементаў, а таксама ўзнікненне буйнамаштабнай структуры (галактык) у Сусвеце. На аснове выкарыстання адзіных мадэлей у фізіцы элементарных часціц для апісання працэсаў у першыя імгненні касмалагічнага расшырэння прапанаваны інфляцыйны касмалагічны сцэнарый, які дае магчымасць растлумачыць шэраг праблем (аднароднасць, ізатрапію Сусвету і інш.). Адна з важнейшых праблем — праблема касмалагічнай сінгулярнасці — чакае свайго вырашэння. Нягледзячы на паспяховае развіццё тэорыі «ранняга» Сусвету, стварэнне канчатковага касмалагічнага сцэнарыя — справа будучага.

Літ.:

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М., 1975;

Вайнберг С. Первые три минуты: Современный взгляд на происхождение Вселенной: Пер. с англ. М., 1981;

Линде А.Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. М., 1990;

Minkevich A.V. Problem of cosmological singularity and gauge theories of gravitation // Acta Physica. Polonica B. 1998. Vol. 29, № 4.

А.​В.​Мінкевіч.

т. 8, с. 144

ПАЎПРАВАДНІКІ́,

рэчывы, у якіх канцэнтрацыя рухомых носьбітаў зараду значна меншая за канцэнтрацыю атамаў матрыцы. Адрозніваюцца паводле ўпарадкаванасці размяшчэння атамаў, хім. саставу, уласцівасцей. Атамы П. лёгка іанізуюцца, у выніку чаго ўзнікаюць дэлакалізаваныя электрон і дзірка (электронная вакансія ў хім. сувязі атамаў матрыцы). У ідэальных П. канцэнтрацыі электронаў і дзірак роўныя. У рэальных П., якія маюць атамы дамешкаў і дэфекты структуры, гэта роўнасць можа парушацца і тады электраправоднасць П. у асноўным забяспечваецца адным тыпам носьбітаў зараду (электронамі ці дзіркамі).

П., у якім канцэнтрацыя электронаў праводнасці намнога большая за канцэнтрацыю дзірак, наз. П. n-тыпу, у якім больш дзірак — р-тыпу. Паводзіны носьбітаў зараду ў крышт. П. апісваюцца зоннай тэорыяй. Запоўненыя электронныя станы (узроўні энергіі) валентнай зоны аддзелены ад вакантных станаў зоны праводнасці забароненай зонай (энергетычнай шчылінай). Дамешкавыя атамы і дэфекты крышт. структуры прыводзяць да з’яўлення энергетычных станаў у забароненай зоне (радзей у зоне дазволеных энергій), але паняцце забароненай зоны захоўвае сэнс. Дамешкавыя атамы ў П. могуць набываць зарад (донары — дадатны, акцэптары — адмоўны), які кампенсуецца з’яўленнем электрона ў зоне праводнасці ці дзіркі ў валентнай зоне. Эл. актыўнасць дамешкавага атама абумоўлена тым, што ён мае інш. валентнасць, чым замешчаны ім атам крышт. матрыцы (рашоткі). Калі дамешкавы атам замяшчае ў крышт. рашотцы атам з той жа групы перыяд. сістэмы элементаў (ізавалентнае замяшчэнне), то, часцей за ўсё, ён электрычна неактыўны і не ўтварае лакалізаваны стан. Ізавалентныя дамешкі могуць уваходзіць у крышт. рашотку ў вял. канцэнтрацыях і ўтвараць цвёрдыя растворы. У іх размяшчэнне вузлоў рашоткі мае далёкі парадак, але атамы замяшчэння размяшчаюцца ў гэтых вузлах хаатычна. Бясшчылінныя П. маюць нулявую шырыню забароненай энергет. зоны. Ад тыповых П. (германій, крэмній) іх адрознівае адсутнасць парогавай энергіі, неабходнай для паяўлення электрон-дзірачнай пары, ад металаў — значна меншая канцэнтрацыя электронаў праводнасці.

На Беларусі даследаванні па фізіцы П. вядуцца з пач. 1960-х г. у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, Ін-це фізікі, Ін-це электронікі Нац. АН, БДУ і інш.

Літ.:

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

Вавилов В.С. Алмаз в твердотельной электронике // Успехи физ. наук. 1997. Т. 167, №1;

Yu P.Y., Cardona M. Fundamentals of semiconductors. 2 ed. Berlin, 1999;

Seeger K. Semiconductor Physics. 7 ed. Berlin, 1999.

М.​А.​Паклонскі.

т. 12, с. 230

ПЛА́ЗМА (ад грэч. plasma літар. вылепленае, аформленае) у фізіцы, іанізаваны газ, у якім шчыльнасці дадатных і адмоўных зарадаў прыкладна аднолькавыя. Мае шэраг асаблівасцей, якія дазваляюць лічыць яе асобным (нараўне з цвёрдым, вадкім і газападобным) агрэгатным станам рэчыва. У стане П. знаходзяцца Сонца, гарачыя зоркі, міжзорнае асяроддзе, зоркавыя атмасферы, галактычныя туманнасці і інш. Уласцівасці П. вывучае фізіка плазмы.

У залежнасці ад ступені іанізацыі (адносін канцэнтрацыі зараджаных часціц да поўнай іх канцэнтрацыі) адрозніваюць слаба, сярэдне і поўнасцю іанізаваную П. З-за наяўнасці паміж зараджанымі часціцамі далёкадзейных (кулонаўскіх) сіл нават разрэджаная плазма з’яўляецца складана арганізаваным асяроддзем з мноствам элементарных і калект. працэсаў у ім. Штучна П. атрымліваюць з дапамогай эл. поля ў газавых разрадах, нагрэву газу, уздзеяння іанізавальных выпрамяненняў, ударных хваль і інш. Уласцівасці П. ў знешніх палях апісваюцца кінетычным ураўненнем Больцмана (гл. Кінетычная тэорыя газаў) і сістэмай Максвела ўраўненняў, у якія ўваходзяць самаўзгодненыя (пэўным спосабам усярэдненыя) эл. і магн. палі. Калі ўласна плазменныя эфекты неістотныя, карыстаюцца больш грубымі набліжэннямі магнітнай гідрадынамікі. Многія ўласцівасці, характэрныя для П., маюць таксама сукупнасці носьбітаў зараду ў паўправадніках і металах; іх асаблівасць — магчымасць існавання пры нізкіх (для газавай П.) т-рах — пакаёвай і ніжэй Выкарыстанне высокатэмпературнай П. (т-ра да 10​⁸ К) звязана з праблемай ажыццяўлення кіравальных тэрмаядзерных рэакцый. Найб. пашырана выкарыстанне ў тэхніцы нізкатэмпературнай (халоднай) П. (т-ра прыкладна ад 10​³ да 10​⁵ К) у газаразрадных прыладах, газавых лазерах, магнітагідрадынамічных і тэрмаэмісійных генератарах, плазматронах, плазменных паскаральніках і інш. (гл. Плазменная тэхналогія, Плазмахімія).

На Беларусі даследаванні па фізіцы і тэхніцы П. вядуцца ў Фіз.-тэхн. ін-це з канца 1940-х г. (вывучэнне працэсаў, што працякаюць у вобласці кантакту электраразраднай П. з металамі), Ін-це фізікі з 1955 (П. эл. дугавых і іскравых разрадаў як крыніцы святла, а з 1960 — сістэматычныя даследаванні нізкатэмпературнай П.), Ін-це цепла- і масаабмену, Ін-це малекулярнай і атамнай фізікі, Фіз.-тэхн. ін-це Нац. АН, БДУ.

Літ.:

Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы. 3 изд. М., 1969;

Трубников Б.А. Введение в теорию плазмы. Ч. 1—3. М., 1969—78;

Основы физики плазмы. Т. 1—2. М., 1983—84;

Чен Ф.Ф. Введение в физику плазмы: Пер. с англ. М., 1987.

Л.​Я.​Мінько, Г.​С.​Раманаў.

т. 12, с. 400

НІ́ЗКІЯ ТЭМПЕРАТУ́РЫ.

крыягенныя тэмпературы, тэмпературы ніжэй за 120 К. Т-ры. меншыя за 0,3 К, адносяць да звышнізкіх. Пры Н.т., асабліва блізкіх да абсалютнага нуля, цеплавы рух атамаў рэчыва памяншаецца і пачынаюць праяўляцца яго квантавыя ўласцівасці (напр., звышправоднасць, звышцякучасць). Пры Н.т. стан цвёрдага рэчыва разглядаецца як упарадкаваны, што дазваляе апісваць яго ўласцівасці з дапамогай квазічасціц. Кандэнсаваны (вадкі або цвёрды) стан рэчыва пры Н.т. вывучае фізіка нізкіх тэмператур. Эфекты, што праяўляюцца пры Н.т., выкарыстоўваюць у касм. матэрыялазнаўстве, крыябіялогіі, крыяэлектроніцы і інш.

Атрыманне Н.т. заснавана на звадкаванні газаў у спец. устаноўках — звадкавальніках, дзе моцна сціснуты газ пры расшырэнні да звычайнага ціску ахаладжаецца і кандэнсуецца (паводле Джоўля—Тамсана эфекту). Як холадаагенты выкарыстоўваюць паветра, азот, неон, вадарод, гелій (т-ра кіпення Т_н = 4,2 К). Для падтрымання Н.т. Т_н холадаагента павінна быць пастаяннай пад атм. ціскам, для чаго выкарыстоўваюць спец. тэрмастаты. Адпампоўваннем газу, што выпараецца, з герметызаванай пасудзіны памяншаюць ціск над вадкасцю і гэтым зніжаюць т-ру яе кіпення. Так дасягаюцца Н.т.: ад 77 да 63 К пры дапамозе вадкага азоту, ад 27 да 24 К — вадкага неону, ад 20 да 14 К — вадкага вадароду, ад 4,2 да 1 К — вадкага гелію. Пры больш нізкіх т-рах вадкія газы цвярдзеюць і страчваюць ахаладжальныя якасці (за выключэннем ізатопа гелію ​⁴Не, які застаецца вадкім амаль да абс. нуля). Метадам адыябатычнага размарожвання парамагнітных солей дасягаюць т-ры 10​⁻³ К, гэтым жа метадам з выкарыстаннем ядзернага парамагнітнага рэзанансу ў сістэме атамных ядраў дасягнута т-ра 10​⁻⁶ К. Т-ры парадку 10​⁻³ К атрымліваюць таксама больш зручным метадам — растварэннем вадкага ​³Не у вадкім ​⁴Не. Вымярэнне Н.т. да 1 К ажыццяўляюць газавым тэрмометрам. У дыяпазоне 0,3—5,2 К нізкатэмпературная тэрмаметрыя засн. на залежнасці ціску насычаных пароў гелію ад т-ры. У практычнай тэрмаметрыі выкарыстоўваюць пераважна тэрмометры супраціўлення.

На Беларусі даследаванні з выкарыстаннем Н.т. вядуцца з 1964 у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, з 1980-х г. — у Цэнтры крыягенных даследаванняў пры гэтым ін-це (В.​І.​Гасцішчаў, С.​Я.​Дзям’янаў і інш.), а таксама ў інш. ін-тах Нац. АН, БДУ.

Літ.:

Лоунасмаа О.В. Принципы и методы получения температур ниже 1 К: Пер. с англ. М., 1977;

Капица П.Л. Физика и техника низких температур: Науч. тр. М., 1989;

Вепшек Я. Измерение низких температур электрическими методами: Пер. с чеш. М. 1980.

С.​Я.​Дзям’янаў.

т. 11, с. 331

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