Заглушённая камера
| Вид материала | Документы |
- nyj narod, 2028.78kb.
- Исходные технические данные, 34.3kb.
- 125009 Москва, ул. Тверская, 471.48kb.
- Камера джон гришем перевод с английского Ю. Кирьяка. Ocr tymond Анонс, 6452.48kb.
- Конспект урока по теме: «Симметрия математический закон красоты», 47.79kb.
- Инт камера в следственном изоляторе, 455.72kb.
- Технические характеристики: камера должна обеспечивать загрузку и работу с пластинами, 503.09kb.
- В спбгу готовят футбольную команду роботов, 409.13kb.
- Ракетный корабль "галилей" Роберт хайнлайн, 2081.67kb.
- Ксавьера Холландер, 2629.75kb.
Табл. 2. ДЛИНЫ РЕЛАКСАЦИИ НЕЙТРОНОВ ДЕЛЕНИЯ С ЭНЕРГИЕЙ >3 МэВ В РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ ТОЛЩИНОЙ 30 — 60 см  ного излучения делают из смеси в-в с малыми и большими Z (напр., железо-водные среды). По конструктивным и экон. соображениям З. стационарных установок обычно выполняют из бетона. При этом учитывается вклад в поле излучения за З. вторичного излучения, напр, -излучения в результате радиационного захвата нейтронов, тормозного излучения, образующегося при вз-ствии заряж. ч-ц с в-вом. Для уменьшения захватного излучения в З. добавляют 10В, ядра к-рого при поглощении нейтронов образуют заряж. ч-цы и мягкое -излучение. З. биосферы сводится к спец. мерам снижения концентраций радиоакт. в-в в воде и в воздухе до предельно допустимых нормами радиац. безопасности. З. может осуществляться также с помощью в-в, вводимых в организм человека и животных до или во время облучения. Нек-рые из них повышают общую сопротивляемость организма (липополисахариды, сочетания аминокислот и витаминов, гормоны, вакцины) за счёт повышения активности системы гипофиз — кора надпочечников, увеличения способности кроветворных клеток к размножению и др. Другая группа радиозащитных в-в (радиопротекторы) предупреждает изменения в чувствит. органах и тканях. • Г у с е в Н. Г., Машкович В. П., Суворов А. П., Защита от ионизирующих излучений, т. 1, М., 1980; Руководство по радиационной защите для инженеров, пер. с англ., т. 1, М., 1972; К и м е л ь Л. Р., М а ш к о в и ч В. П., Защита от ионизирующих излучений. Справочник, 2 изд., М., 1982. В. П. Машкович. ЗВЁЗДЫ, в обычном (стационарном) состоянии раскалённые газовые (плазменные) шарообразные небесные тела, находящиеся в гидродинамич. и тепловом равновесии. Гидродинамич. равновесие обеспечивается равенством сил тяготения и сил внутр. давления, действующих на каждый элемент массы З. Тепловое равновесие соответствует равенству энергии, выделяемой из недр З., и энергии, излучаемой с её поверхности. З. (кроме ближайшей З.— Солнца) находятся на столь больших расстояниях от Земли, что даже в самые сильные телескопы видны как светящиеся точки разл. яркости и цвета. Осн. видимая хар-ка З.— её блеск, к-рый определяется мощностью излучения (светимостью) З. и расстоянием до неё. Осн. параметрами состояния З. явл. светимость L, масса M} и радиус R. Их численные значения принято выражать в солн. ед. (Lсолн=3,86•1033 эрг/с, Mсолн=1,99•1033 г, Rсолн=6,96•1010 см). Значения масс З. заключены в пределах от ~0,03 до ~60Mсолн. Светимости стационарных З. лежат в интервале от ~10-4 до 105 lсолн, а радиусы — от ~10 км (нейтронные звёзды) до —103 rсолн (сверхгиганты). З. представляют большой интерес для физики, т. к. в них реализуются условия, недостижимые в земных лабораториях (темп-ры до 109 К, плотности до 1014 г/см3, магн. поля напряжённостью до 1014 Э), и наблюдаются характерные для этих условий процессы. Огромную информацию даёт изучение спектров З. (определение их хим. состава, темп-ры поверхности, магн. полей, скоростей движения и вращения, расстояний до З.). З. по состоянию в-ва в недрах разделяют на три главные группы: 1) нормальные З., гидростатич. равновесие к-рых поддерживается давлением классической идеальной плазмы, существующей благодаря термич. ионизации атомов (эффекты неидеальности становятся важными только в З. малой массы 0,5Mсолн); 2) белые карлики, к-рые удерживаются в равновесии фермиевским давлением эл-нов вырожденной плазмы (ионизованной даже при низких темп-pax давлением); 3) нейтронные З. с высокой ср. плотностью (1012 г/см3), при к-рой ферми энергия эл-нов столь высока, что энергетически выгоден процесс нейтронизации вещества, т. е. слияние протонов и эл-нов, из-за чего в-во внеш. слоев З. состоит из ядер, обогащённых нейтронами, а внутренних — из свободных нейтронов (с малой примесью протонов и эл-нов). Осн. источник излучения З. (фотонного и нейтринного, а также корпускулярного) — реакции термояд. синтеза (см. Термоядерные реакции). На непродолжит. стадиях перехода от одной реакции к другой, сопровождающихся сжатием З., существенным становится также выделение потенциальной гравитац. энергии. Наиболее энергетически эфф. процессом, идущим при самой низкой темп-ре (~107 К), явл. процесс превращения водорода в гелий. Поскольку водородный цикл реакций обязательно содержит к.-л. реакцию, идущую по слабому взаимодействию, этот процесс явл. и самым медленным. Поэтому б. ч. наблюдаемых З. находится в стадии водородного горения в центре. При данном хим. составе условия теплового и механич. равновесия дают для этих З. однозначную связь светимости, массы и радиуса. Вследствие этого на диаграммах «светимость — темп-pa поверхности» и «масса — радиус» большинство З. группируется вдоль определ. линии, т.н. главной последовательности. После выгорания водорода в центре, сжатия ядра и повышения его темп-ры (см. Вириала теорема) становится возможным (при достаточно большой массе З.) горение всё более тяжёлых элементов (повышение темп-ры создаёт условия для преодоления более высокого, чем у водорода, кулоновского барьера при слиянии тяжёлых ат. ядер). Б. ч. своей жизни З. находятся в стационарном состоянии (напр., светимость Солнца примерно постоянна уже неск. млрд. лет). Равновесность З. при непрерывной потере энергии обусловлена сильным различием характерных времён протекающих в них процессов. Время установления механич. равновесия определяется отношением (радиус/ср. скорость звука), равным 103•-1/2с (для Солнца ~1 ч); время диффузии фотонов от центра к поверхности определяется отношением (гравитац. энергия/светимость), равным для Солнца ~3•107 лет; время термояд. эволюции ~10-3M с2/L (для Солнца ~1010 лет). Нарушение механич. равновесия, напр. снижение давления в З., приводит к сжатию З. и превращению части гравитац. энергии в теплоту. В результате внутр. давление возрастает, механич. равновесие восстанавливается. З. представляют собой, т. о., саморегулирующуюся систему. Если устойчивость З. нарушается, она становится нестационарной. Различные виды нестационарности имеют своё характерное время и могут проявляться в виде автоколебаний (цефеиды), гравитационного коллапса и др. При неустойчивости теплового равновесия нестационарность проявляется в виде вспышки с характерным временем диффузии фотонов. На поздних стадиях эволюции ядра З. становятся компактными, характерные времена сближаются, картина эволюции усложняется. Амплитуда проявлений нестационариости может быть самой разной: от долей процента при слабых пульсациях до вспышек с увеличением светимости в ~1010 раз у сверхновых звёзд. У большинства З. малой массы наблюдаются также вспышки, не связанные с их внутр. равновесием. Они происходят в верхних слоях (атмосферах З.), по-видимому, из-за аннигиляции в к.-л. области атмосферы противоположных по направлению магн. полей (аналогично хромосферным вспышкам на Солнце). Общая картина эволюции З. может быть охарактеризована след. образом: З. возникают в результате конденсации межзвёздных пыли и газа, богато- 197 го водородом (процесс звездообразования продолжается). Затем следует наиболее длит. стадия звёздной эволюции — период термояд. реакций превращения водорода в гелий в центре З. Когда водород в центре исчерпан, ядро сжимается и нагревается, а оболочка сильно расширяется, причём, несмотря на рост светимости, темп-ра поверхности падает — З. становится красным гигантом. После этого в ядре З. становится возможным термояд. загорание гелия и более тяжёлых элементов, сопряжённое в ряде случаев со сбросом водородной оболочки и образованием т. н. планетарной туманности. Остаток З. остывает, переходя в стадию белого карлика. В зависимости от нач. массы, а возможно и от момента вращения, З. могут закончить свою эволюцию взрывом сверхновой (с остатком в виде нейтронной звезды либо без остатка). Согласно общей теории относительности Эйнштейна, наиб. массивные З., если они сохранили свою массу вплоть до исчерпания термояд. горючего, должны коллапсировать в состояние чёрной дыры. Справедливость осн. положений теории строения и эволюции З. подтверждается успешным объяснением: зависимости светимость — спектр. класс и др. закономерностей для З. главной последовательности; распространённости разных типов З.; пульсаций цефеид и др. Термояд. эволюция подтверждается распространённостью хим. элементов, а также наличием гелиевых З., углеродных З. и др. с аномалиями хим. состава на поздних стадиях. Теория предсказала подтверждающуюся наблюдениями зависимость масса — радиус для белых карликов, а также существование нейтронных З., открытых в виде пульсаров. • Звезды и звездные системы, под ред. Д. Я. Мартынова, М., 1981; Зельдович Я. Б., Блинников С. И., Ш а к у р а Н. И., Физические основы строения и эволюции звезд, М., 1981; Зельдович Я. В., Новиков И. Д., Теория тяготения и эволюция звезд, М., 1971; Шкловский И. С., Звезды. Их рождение, жизнь и смерть, 2 изд., М., 1977; К а п л а н С. А., Физика звезд, 3 изд., М., 1977; Тейлер Р., Строение и эволюция звезд, пер. с англ., М., 197З. С. И. Блинников. ЗВУК, в широком смысле — колебательное движение ч-ц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или тв. средах— то же, что упругие волны;, в узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое органом слуха человека и животных. Человек слышит З. в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Неслышимый З. с частотой ниже 16 Гц наз. инфразвуком, выше 20 кГц — ультразвуком, а самые ВЧ упругие волны в диапазоне от 109 до 1012—1013 Гц — гиперзвуком. Важной хар-кой З. явл. его спектр, получаемый в результате разложения З. на простые гармонич. колебания (т. н. частотный звука анализ). Осн. частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонич. составляющих — тембр звука. В спектре З. речи имеются форманты — устойчивые группы частотных составляющих, соответствующие определ. фонетич. элементам. Энергетич. хар-кой звук. колебаний явл. интенсивность звука, к-рая зависит от амплитуды звукового давления, а также от св-в самой среды и от формы волны. Субъективной хар-кой З., связанной с его интенсивностью, явл. громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1—5 кГц. Источником звука могут быть любые явления, вызывающие местное изменение давления или механич. напряжения. Широко распространены источники З. в виде колеблющихся тв. тел (напр., диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов); в УЗ диапазоне частот это пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов. Обширный класс источников З.— электроакустические преобразователи. К приёмникам З. относится, в частности, слуховой аппарат человека и животных. В технике для приёма З. применяются гл. обр. электроакустич. преобразователи: в воздухе — микрофоны, в воде — гидрофоны, в земной коре — геофоны. Распространение звук. волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В ряде случаев наблюдается дисперсия скорости звука, т. е. зависимость скорости его распространения от частоты. При распространении звук. волны происходит постепенное затухание звука, т. е. уменьшение его интенсивности и амплитуды, к-рое обусловливается в значит. степени поглощением звука, связанным с необратимым переходом звук. энергии в др. формы (гл. обр. в теплоту). При распространении волн большой амплитуды (см. Нелинейная акустика) происходит постепенное искажение синусоидальной формы волны и приближение её к форме ударной волны. • Стретт Дж. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1—2, М., 1955; Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах, 3 изд., М., 1960; Исакович М. А., Общая акустика, М., 197З. И. П. Голямина. ЗВУКА АНАЛИЗ, разложение сложного звук. процесса на ряд простых колебаний. Применяются два вида З. а.: частотный и временной. При частотном З. а. звук. сигнал представляется суммой гармонич. составляющих, характеризующихся частотой, фазой и амплитудой. Частотный З. а. позволяет получить распределение амплитуд составляющих по частотам (рис.), т. н. частотно-амплитудные спектры, и, реже, распределение фаз частотных составляющих (фазочастотные спектры). Зная спектр шума, напр. автомобиля, т. е. зная частоты и амплитуды его гармоник, можно рассчитать конструкцию глушителя. Знание спектров речевых и муз. сигналов позволяет правильно рассчитать частотную хар-ку передающих трактов, чтобы обеспечить необходимое кач-во воспроизведения.  Форма колебаний (сверху) и частотно-амплитудный спектр (снизу) звуков рояля (осн. частота 128 Гц). Для расчёта усталостной прочности конструкции ракеты и предотвращения её разрушения под действием шумов Двигателей необходимо знать частотный спектр звука двигателя. При временном З. а. сигнал представляется суммой коротких импульсов, характеризующихся временем появления и амплитудой. Методы временного З. а. лежат в основе принципа действия гидролокаторов и эхолотов. На практике часто возникает необходимость в хар-ке, дающей общее представление об изменении сигнала во времени без его разложения на гармонич. составляющие. В кач-ве такой временной хар-ки часто пользуются т. н. корреляц. ф-цией, к-рая определяется как среднее по времени результата перемножения анализируемого сигнала, напр. p(t) на его значение через определ. промежуток времени (автокорреляция) либо на второй анализируемый сигнал, принятый через нек-рый интервал времени (взаимная корреляция). Методами корреляц. анализа решаются такие задачи, как предсказание хар-ра изменения процесса во времени, выделение слабых акустич. сигналов на фоне помех, измерение искажений вещательных сигналов при передаче через электроакустич. системы и др. По корреляц. ф-циям могут быть найдены многие фнз. хар-ки акустич. процессов, систем и звук. полей, представляющие практич. интерес. • Блинова Л. II., Колесников А. Е., Л а н г а н с Л. Б., Акустические измерения, М., 1971; X а р к е в и ч А. А., Спектры и анализ, 4 изд., М., 1962. ЗВУКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ, переменная часть давления, возникающая при прохождении звук. волны в среде. Распространяясь в среде, звук. волна 198 образует её сгущения и разрежения, к-рые создают добавочные изменения давления по отношению к его ср. значению в среде. З. д. изменяется с частотой, равной частоте звук. волны. З. д.— основная количеств. хар-ка звука. Иногда для хар-ки звука применяется уровень звукового давления — выраженное в дБ отношение величины данного З. д. р к пороговому значению З. д. р0=2•10-5 Па. При этом число децибел N=20Ig(p/p0). З. д. в воздухе изменяется от 10-5 Па вблизи порога слышимости до 103 Па при самых громких звуках, напр. при шумах реактивных самолётов. В воде на УЗ частотах порядка неск. МГц с помощью фокусирующих излучателей получают значение З. д. до 107 Па. З. д. следует отличать от давления звука (см. Давление звукового излучения). ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ, область пр-ва, в к-рой распространяются звук. волны, т. е. происходят акустич. колебания ч-ц упругой среды (твёрдой, жидкой или газообразной), заполняющей эту область. З. п. определено полностью, если для каждой его точки известно изменение во времени к.-л. из величин, характеризующих звук. волну: колебательное смещение ч-ц, колебательная скорость ч-ц, звуковое давление в среде. Понятие «З. п.» применяется обычно для областей, размеры к-рых порядка или больше длины звук. волны. С энергетич. стороны З. п. характеризуется плотностью звук. энергии (энергией колебат. процесса, приходящейся на ед. объёма); в тех случаях, когда в З. п. происходит перенос энергии, он характеризуется интенсивностью звука. Картина З. п. в общем случае зависит не только от акустич. мощности и хар-ки направленности излучателя — источника звука, но и от положения и св-в границ среды и поверхностей раздела разл. упругих сред, если такие поверхности имеются. В неограниченной однородной среде З. п. одиночного источника явл. полем бегущей волны. Для измерения З. п. применяют микрофоны, гидрофоны и др. приёмники звука; их размеры желательно иметь малыми по сравнению с длиной волны и с характерными размерами неоднородностей поля. При изучении З. п. применяются также разл. методы визуализации звуковых полей. Изучение З. п. разл. излучателей производят в заглушённых камерах. ЗВУКОВОЙ ВЕТЕР, то же, что акустические течения. ЗВУКОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, свечение в жидкости при акустич. кавитации. Световое излучение при З. (рис. 1) очень слабое и становится видимым только при значит. усилении или в полной темноте. Спектр З. в осн. непрерывный. Причина свечения — сильное нагревание газа или пара в кавитац. пузырьке, происходящее в результате адиабатич. сжатия при его захлопывании: темп-pa внутри пузырька может достигать 104 К, что вызывает термич. возбуждение атомов и молекул газа и пара и свечение пузырька. Интенсивность З. зависит от кол-ва газа в пузырьке, а также от св-в жидкости, газа и интенсивности звука (рис. 2).  Рис. 1. Свечение поля кавитации перед малым ферритовым преобразователем, работающим на частоте 25 кГц.  Рис. 2. Зависимость интенсивности люминесценции (выраженной в относительных ед.) от интенсивности звука Г (в относительных ед.). Существуют и др. механизмы, к-рые могут вносить определ. вклад в З., напр, хемилюминесценция. К. А. Наугольных. ЗЕЕБЕКА ЭФФЕКТ, возникновение электродвижущей силы в электрич. цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между к-рыми имеют разл. темп-ру. Открыт в 1821 нем. физиком Т. И. Зеебеком (Th. J. Seebeck). См. Термоэдс. ЗЕЕМАНА ЭФФЕКТ, расщепление уровней энергии и спектр. линий атома и др. ат. систем в магн. поле. Открыт в 1896 голл. физиком П. Зееманом (P. Zeemaii) при исследовании свечения паров натрия в магн. поле. Под действием магн. поля уровни энергии расщепляются на зеемановские подуровни; при переходах между подуровнями уровней ξi и ξk вместо одной спектр. линии появляется неск. поляризованных компонент. Для одиночных спектр. линий в направлении, перпендикулярном направлению напряжённости магн. поля Н (рис. 1), наблюдается зеемановский триплет — несмещённая относительно первичной линии -компонента, поляризованная в направлении Н, и две симметричные относительно неё -компоненты, поляризованные перпендикулярно Н (простой, или нормальный, З. э., рис. 2).  Рис. 1. Схема наблюдения эффекта Зеемана: И — источник излучения, расположенный между полюсами магнита М; линзы Л, поляроиды П, пластинка в 1/4 Длины волны служат для определения хар-ра поляризации; С — спектрометр. Для дублетов и мультиплетов высших порядков наблюдается сложная картина расщепления: появляется неск. равноотстоящих друг от друга -компонент и две симметричные относительно них группы -компонент (аномальный, или сложный, З. э.).  Рис. 2. Простой эффект Зеемана: а — без поля (0 — частота, соответствующая исследуемой неполяризованной спектр. линии); б — зеемановский триплет (направление наблюдения перпендикулярно полю); в — -компоненты (при наблюдении вдоль поля). Стрелками показано направление поляризации, 1 и 2 — частоты -компонент. Величина расщепления пропорц. Н и относительно мала (для Н ~20 кЭ она порядка десятых долей А). В сильных магн. полях (полях, вызывающих расщепление порядка мультиплетного и выше) вместо сложного З. э. наблюдается зеемановский триплет (Пашена — Бака эффект). З. э. обусловлен наличием у квант. системы (напр., атома) магн. момента , к-рый связан с механич. моментом М атома и может ориентироваться в пр-ве лишь определ. образом. Число возможных ориентации момента равно степени вырождения уровня энергии. Каждой проекции (H магн. момента на направление Н соответст- 199 вует своя дополнит. энергия ξ=-HH, что приводит к снятию вырождения — уровень расщепляется. Т. к. H принимает значения H=gБm (где g— Ланде множитель, Б— магнетон Бора, m — магн. квантовое число), то значения ξ=gБHm для разл. m различны. Расстояние между соседними подуровнями =-gБH=gξ0, где ξ0=БН — величина норм. расщепления. Если для уровней ξi и ξk расщепление одинаково (gi=gk), то наблюдается зеемановский триплет, если gigk,— сложный З. э. Исследование картины зеемановского расщепления важно для изучения тонкой структуры атомов и др. ат. систем. Наряду с квант. переходами между зеемановскими подуровнями, принадлежащими разл. уровням энергии (З. э. на спектр. линиях), можно наблюдать магн. квант. переходы между подуровнями одного уровня энергии. Такие переходы происходят под действием излучения с частотами =/h (h — Планка постоянная), лежащими, как правило, в СВЧ диапазоне эл.-магн. волн. Это приводит к эффекту избират. поглощения радиоволн в парамагн. в-вах, помещённых в магн. поле,— к электронному парамагнитному резонансу. На основе этого эффекта созданы устройства квантовой электроники, в т. ч. приборы для прецизионного измерения слабых магн. полей (квантовые магнетометры). З. э. наблюдается и в мол. спектрах, однако его наблюдение и расшифровка представляют большие трудности вледствие сложной картины расщепления и перекрытия в них спектр. полос. З. э. можно наблюдать и в спектрах кристаллов (обычно в спектрах поглощения). • См. лит. при ст. Атом, Молекула. |