Вавилова закон
| Вид материала | Закон |
- Н. И. Вавилова аналитический отчет, 217.51kb.
- Урок по общей биологии в 11 классе «Дело академика Вавилова», 851.64kb.
- Селекция- одомашнивание, 126.51kb.
- Уважаемые коллеги!, 64.43kb.
- Українське товариство генетиків І селекціонерів ім. М.І. Вавилова, 45.97kb.
- «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова», 377.27kb.
- Саратовский Государственный Аграрный Университет им. Н. И. Вавилова. Кафедра Акушерства, 248.61kb.
- О. Б. Ширяев Институт общей физики ран, 119991, Москва, ул. Вавилова,, 20.28kb.
- Главное управление образования, 70.84kb.
- Издательский дом, 529.99kb.
95
они движутся различно — в местах сгущения норм. компоненты происходит разрежение сверхтекучей, и наоборот (колебаний плотности в в-ве не наблюдается). Относительные колебания сверхтекучей и норм. компонент проявляются в колебаниях темп-ры, т. к. лишь норм. компонента (газ возбуждений) участвует в переносе теплоты. Следовательно, скорость В. з. можно рассматривать как скорость звука в газе возбуждений (см. Квантовая жидкость). Вблизи абс. нуля темп-ры скорость с2 В. з. и скорость с обычного звука связаны соотношением с2=с/3. В точке фазового перехода Не II в Не I (в -точке) с2 обращается в нуль. Излучение В. з. производится нагревателем с колеблющейся темп-рой, а обнаружение В. з.—чувствит. термометром.
ВЫНОСЛИВОСТИ ПРЕДЕЛ, наибольшая величина периодически меняющегося напряжения в материале при циклич. воздействии нагрузки, к-рое не приводит к разрушению материала при сколь угодно большом числе циклов. См. Усталость материалов.
ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (вынужденное испускание, индуцированное излучение), испускание эл.-магн. излучения квант. системами под действием внешнего (вынуждающего) излучения; при В. и. частота, фаза, поляризация и направление распространения испущенной эл.-магн. волны полностью совпадают с соответствующими хар-ками внеш. волны. В. и. принципиально отличается от спонтанного излучения, происходящего без внеш. воздействий. Существование В. и. было постулировано А. Эйнштейном в 1916 при теор. анализе процессов теплового излучения с позиций квант. теории и затем подтверждено экспериментально.
В. и.— процесс, обратный поглощению: вероятности процессов В. и. и поглощения, определяемые Эйнштейна коэффициентами, равны, а испускаемый фотон ничем не отличается от вынуждающего, поэтому В. и. иногда наз. отрицат. поглощением. В обычных условиях поглощение преобладает над В. и. Однако если в в-ве имеется инверсия населённостей к.-л. двух уровней энергии, то при воздействии на него излучения с частотой, совпадающей с частотой квант. перехода между этими уровнями, В. и. преобладает над поглощением и его интенсивность может значительно превышать интенсивность спонтанного излучения, что используется в квантовой электропике.
ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА, рассеяние света в в-ве, обусловленное изменением движения входящих в его состав микрочастиц (эл-нов, атомов, молекул) под влиянием падающей световой волны очень большой интенсивности и самого рассеянного из-
лучения. Различают: вынужденное комбинационное рассеяние, происходящее при наличии либо внутримол. колебаний атомов, либо вращений молекул, либо движений эл-нов внутри атомов; вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, в к-ром участвуют упругие колебания среды (т. е. звук. или гиперзвук. волны); вынужденное рассеяние света на поляритонах (связанных колебаниях молекул и эл.-магн. поля) и т. д. Наблюдается В. р. с. в тв. телах, жидкостях, газах, плазме.
Если интенсивность падающего света мала, в в-ве происходит спонтанное рассеяние света, обусловленное изменением движения микрочастиц в-ва под влиянием только поля падающей волны (см. Комбинационное рассеяние света, Мандельштама — Бриллюэна рассеяние). Интенсивность рассеянного излучения в 1 см3 в этом случае составляет лишь 10-8—10-6 от интенсивности падающего света. При очень большой интенсивности падающего света проявляются нелинейные св-ва среды (см. Нелинейная оптика). На её микрочастицы действуют силы не только с частотой падающего излучения и с частотой ' рассеянного излучения, но также сила, действующая на разностной частоте , равной частоте собств. колебаний микрочастиц, что приводит к резонансному возбуждению этих колебаний. Напр., рассмотрим вынужденное комбинационное рассеяние с участием внутримол. колебаний атомов. Под влиянием суммарного электрич. поля падающего и рассеянного излучений молекула поляризуется, у неё появляется электрич. дипольный момент, пропорциональный суммарной напряжённости электрич. поля падающей и рассеянной волны. Потенц. энергия ат. ядер при этом изменяется на величину, пропорциональную произведению дипольного момента на квадрат напряжённости суммарного электрич. поля. Вследствие этого внеш. сила, действующая на ядра, содержит компоненту с разностной частотой , что вызывает резонансное возбуждение колебаний атомов. Это приводит к увеличению интенсивности рассеянного излучения, что вновь усиливает колебания микрочастиц, и т. д. Таким образом, сам рассеянный свет стимулирует (вынуждает) дальнейший процесс рассеяния. Именно поэтому такое рассеяние наз. вынужденным (стимулированным). Интенсивность В. р. с. может быть порядка интенсивности падающего света. (О В. р. с. Мандельштама — Бриллюэна см. в ст. Мандельштама — Бриллюэна рассеяние.)
Если при В. р. с. рассеянное излучение выходит из рассеивающего объёма без отражений от его границ, то рассеянный свет, как и в случае спонтанного рассеяния, явл. н е к о г е р е н т н ы м (см. Когерентность).
Если рассеивающее тело помещено внутрь оптического резонатора, то в
результате многократных отражений от зеркал формируется когерентное излучение на частоте рассеяния '. Это достигается лишь при значениях интенсивности падающего света, превышающих нек-рое пороговое значение. Направленность рассеянного излучения в этом случае определяется конфигурацией резонатора. Т. к. при В. р. с. интенсивности падающего и рассеянного излучений велики (106— 109 Вт/см2), то в в-ве одновременно с В. р. с. могут возникать и др. нелинейные эффекты. Примером явл. параметрические процессы (см. Параметрический генератор света), происходящие при В. р. с. в свободном пр-ве и приводящие к появлению излучения с целым набором новых частот n=+n, где n=1, ±2, +3, ... Компоненты с n1 наз. антистоксовыми, а с n-2 — высшими стоксовыми компонентами.
В. р. с. используется для преобразования интенсивного излучения лазера в излучение с большой яркостью и др. хар-ками, для возбуждения в в-ве интенсивного гиперзвука и др. видов движения микрочастиц, для изучения микроструктуры в-ва.
• Луговой В. Н., Введение в теорию вынужденного комбинационного рассеяния, М., 1968; С т а р у н о в В. С., Ф а б е л и н с к и й И. Л., Вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна и вынужденное энтропийное (температурное) рассеяние света, «УФН», 1969, т. 98,в. 3; 3 е л ь д о в и ч Б. Я., Собельман II. И., Вынужденное рассеяние света, обусловленное поглощением, там же, 1970, т. 101, в. 1, с. 3.
В. Н. Луговой.
ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ, колебания, возникающие в к.-л. системе под действием периодич. внеш. силы (напр., колебания мембраны телефона под действием перем. магн. поля, колебания механич. конструкции под действием перем. нагрузки). Хар-р В. к. определяется как внеш. силой, так и св-вами самой системы. В начале действия пернодич. внеш. силы хар-р
График установления вынужденных колебаний.
В. к. изменяется со временем, и лишь по прошествии нек-рого времени в системе устанавливаются В. к. с периодом, равным периоду внеш. силы (установившиеся В. к.). В частности, в линейных колебат. системах при включении внеш. силы, частота к-рой близка к частоте собств. колебаний системы, в ней одновременно возникают собственные (свободные) колебания и В. к., причём амплитуды этих колебаний в нач. момент равны, а фазы противоположны (рис.). После постепенного затухания собств. колебаний в системе остаются только установившиеся В. к. Таким образом, уста-
96
новленис В. к. в колебат. системе происходит тем быстрее, чем больше затухание собств. колебаний в этой системе.
Амплитуда В. к. определяется амплитудой действующей силы и затуханием в системе. Если затухание мало, то амплитуда В. к. существенно зависит от соотношения между частотой действующей силы и частотой собств. колебаний системы. При приближении частоты внеш. силы к собств. частоте системы амплитуда В. к. резко возрастает — наступает резонанс. В нелинейных системах разделение на собственные и В. к. возможно не всегда.
• Хайкин С. Э., Физические основы механики, М., 1962; Пейн Г., Физика колебаний и волн, пер. с англ., М., 1979.
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, служит для измерений напряжения, силы тока, отношения токов, частоты, фазы, мощности в электрич. цепях перем. тока. Наиболее распространены на основе В. э. п. амперметры и вольтметры. Схема включения В. э. п. определяется видом измеряемой величины.
В. э. п. состоит из выпрямителя тока и магнитоэлектрического измерительного механизма, к-рым измеряется ср. значение выпрямленного тока либо отношение ср. значений выпрямленных токов. Выпрямляющими элементами обычно служат германиевые или кремниевые диоды, включенные по одно- или двухполупериодной схеме.
Схема выпрямительного электроизмерит. прибора: Д — диоды; ИМ — измерит. механизм.
На рисунке изображена упрощённая схема В. э. п. для измерения силы перем. тока. Нач. участок шкалы В. э. п. (10—15%) неравномерен. Показания В. э. п. пропорц. среднему по модулю значению напряжения или силы тока, хотя шкалу В. э. п. обычно градуируют в действующих значениях напряжения или силы перем. тока синусоидальной формы. Поэтому В. э. п. предназначены для измерения токов и напряжений синусоидальной формы. Как правило, В. э. п.— универсальные многопредельные измерит. устройства высокой чувствительности, позволяющие выполнять измерения как в цепях постоянного, так и перем. тока в широком диапазоне частот. Верх. предел измерений обычно составляет: по току от 0,3 мА до 6 А, по напряжению от 0,3 В до 600 В, по частоте до 20 кГц. Осн. погрешность в % от верх. предела измерений 1,0—2,5%. Применение в В. э. п. полупроводниковых усилителей с частотной компенсацией позволяет довести диапазон измерений по перем. току до 30 мкА, по напряжению до 75 мВ, частотный диапазон до 40 кГц.
Техн. требования к В. э. п. стандартизованы в ГОСТе 22261—76.
• Электрические измерения, под ред. А. В. Фремке и Е. М. Душина, 5 изд., Л., 1980; Справочник по электроизмерительным приборам, 2 изд., Л., 1977.
В. П. Кузнецов.
ВЫРОЖДЕНИЕ в квантовой механике, заключается в том, что нек-рая физ. величина L, характеризующая данную систему (атом, молекулу и т. п.), имеет одинаковое значение для разл. состояний системы. Число таких разл. состояний, к-рым отвечает одно и то же значение L, наз. кратностью вырождения данной величины.
В квант. механике важнейшим случаем явл. В. уровней энергии системы, когда система имеет определ. значение энергии, но при этом может находиться в нескольких разл. состояниях. Напр., для свободной ч-цы существует бесконечнократное В. энергии: энергия частицы определяется лишь численным значением импульса, направление же импульса может быть любым (т. е. может быть выбрано бесконечным числом способов). В данном примере •явственно проявляется связь между В. и физ. симметрией системы; здесь эта симметрия есть равноправие всех направлений в пр-ве.
При движении ч-цы во внеш. поле В. существенно связано со структурой этого поля, с тем, какими св-вами симметрии оно обладает. Если поле сферически симметрично, т. е. если в нём сохраняется равноправие направлений, то направления орбит. момента кол-ва движения, магн. момента и спина ч-цы (напр., эл-на в атоме) не могут влиять на значение энергии ч-цы (атома). Следовательно, и здесь существует В. уровней энергии. Однако если поместить такую систему в магн. поле Н, то направление магн. момента начинает сказываться на значении её энергии; совпадавшие прежде значения энергии разл. состояний (с разными направлениями ) оказываются теперь различными: вследствие вз-ствия магн. момента ч-цы с магн. полем ч-ца получает дополнит. энергию HН, значение к-рой зависит от взаимной ориентации магн. момента и поля (H — проекция на направление поля H, к-рая в квант. механике может принимать лишь дискр. ряд значений). Происходит «расщепление» уровней энергии, т. е. снятие В., полное или частичное (когда кратность В. лишь уменьшается), в зависимости от конкретных условий. Такое расщепление уровней энергии (атомов, молекул, кристаллов) в магн. поле наз. Зеемана эффектом. Расщепление уровней бывает и во внеш. электрич. поле (Штарка эффект).
Т. о., снятие В. обусловлено «включением» подходящих вз-ствий. Т. к. наличие В. говорит о существовании в системе нек-рых симметрии, то снятие В. происходит при таком изменении физ. условий, в к-рых находится система, когда порядок этих симметрии понижается. В приведённом выше примере система первоначально обладала сферич. симметрией (в ней не было выделенных направлений); включение внешнего пост. магн. поля выделило направление — направление поля, симметрия системы понизилась и стала аксиальной, т. е. симметрией относительно оси, направленной вдоль поля.
При «выключении» вз-ствия, напротив, повышается симметрия системы и появляется В. Это важно для классификации элементарных частиц. Напр., если пренебречь эл.-магн. и слабым вз-ствиями («выключить» их), то св-ва нейтрона и протона оказываются одинаковыми и их можно рассматривать как два разл. (зарядовых, т. е. отличающихся лишь электрич. зарядом) состояния одной ч-цы — нуклона. Состояние нуклона в этом случае двукратно вырождено.
• См. лит. при ст. Квантовая механuкa, Атом.
В. И. Григорьев, В. Д. Кукин.
ВЫРОЖДЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРА, температура, ниже к-рой начинают проявляться квант. св-ва газа, обусловленные тождественностью ого ч-ц (см. Вырожденный газ). Для бозе-газа В. т. определяется как темп-pa, ниже к-рой происходит Возе — Эйнштейна конденсация — переход нек-рой доли ч-ц в состояние с нулевым импульсом. Для идеального бозе-газа В. т. (в Кельвинах)
где N — полное число ч-ц газа, V — объём, т — масса ч-цы, g=2J+1, J — спин ч-цы. Для 4Не Т0~3К.
Для ферми-газа В. т. не связана с фазовым переходом, она равна макс. энергии ч-ц при абс. нуле темп-ры (ферми энергии), выраженной в кельвинах, т. е. делённой на k. Для идеального ферми-газа В. т. (в Кельвинах)
При В. т. почти все низшие энергетич. уровни ферми-газа оказываются заполненными. Для эл-нов проводимости в металлах T0~104 К.
ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ, газ, св-ва к-рого отличаются от св-в классического идеального газа вследствие взаимного квантовомеханич. влияния ч-ц газа, обусловленного неразличимостью одинаковых ч-ц в квантовой механике (см. Тождественности принцип). В результате такого влияния заполнение ч-цами возможных уровней энергии зависит от наличия на данном уровне др. ч-ц. Поэтому зависимость теплоёмкости и давления В. г. от темп-ры Т иная, чем у идеального классич. газа; по-другому выражаются энтропия, термодинамич. потенциалы и др. параметры.
Вырождение газа, наступающее при понижении его темп-ры до нек-рого значения, наз. вырождения температу-
97
рой. Полное вырождение соответствует абс. нулю темп-ры. Влияние тождественности ч-ц сказывается тем существеннее, чем меньше ср. расстояние г между ч-цами по сравнению с длиной волны де Бройля ч-ц =h/mv, где m — масса ч-цы, v — её скорость. При r~= наступает вырождение (классич. механика применима к тепловому движению ч-ц газа лишь при условии r>>). Поскольку ср. скорость ч-ц газа связана с темп-рой (чем больше скорость, тем выше темп-pa), темп-ра вырождения T0 тем выше, чем меньше масса ч-ц газа и чем больше его плотность (меньше r). Поэтому темп-ра вырождения особенно велика (Т0~104 К) для электронного газа в металлах: масса эл-нов мала (~10-27 г), а их плотность в металлах очень велика (~1022—1023 см-3). Электронный газ в металлах вырожден при всех темп-pax, при к-рых металл остаётся в тв. состоянии. Для обычных ат. и мол. газов Т0 близка к абс. нулю, так что такие газы в температурной области своего существования (до темп-ры сжижения) практически всегда обладают св-вами классич. газа.
Поскольку хар-р квант. влияния тождеств. ч-ц друг на друга различен для ч-ц с целым (бозоны) и полуцелым (фермионы) спином, то поведение газа из фермионов (ферми-газа) и из бозонов (бозе-газа) также различно при вырождении. У ферми-газа (напр., электронного газа в металлах) при полном вырождении (при T=0 К) заполнены все нижние энергетич. уровни вплоть до нек-рого максимального, наз. уровнем Ф е р м и, а все последующие остаются пустыми. При повышении темп-ры лишь малая доля эл-нов, находящихся на уровнях, близких к уровню Ферми, переходит на пустые уровни с большей энергией, освобождая уровни ниже фермиевского.
При вырождении бозе-газа ч-ц с отличной от нуля массой (атомов, молекул) нек-рая доля ч-ц Nξ=0 системы переходит в состояние с нулевым импульсом, а следовательно, и с нулевой энергией:
Nξ=0= N[1-(T/Т0)3/2]
где N — полное число ч-ц. Это явление наз. Базе — Эйнштейна конденсацией. Энтропия бозе-газа S=1,28 N(T/TU)3/2 и теплоёмкость CV=l,92 N(T/T0)3/2 стремятся к нулю при Т 0, а его давление р= 21mт3//2h-3 не зависит от объёма, т. е. бозе-газ сходен с насыщенным паром. Это объясняется тем, что ч-цы конденсата находятся в основном энертетич. состоянии (с энергией ξ=0), не обладают импульсом и не вносят вклада в давление. Газ из бозонов нулевой массы (напр., газ фотонов) всегда вырожден, и классич. статистика к нему неприменима. Однако Возе — Эйнштейна конденсации в нём не происходит, т. к. не существует фотонов с нулевым импульсом (фотоны всегда движутся со скоростью света). При T=0 фотонный газ перестаёт существовать.
• Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Статистическая физика, 3 изд., ч. 1, М., 1976; Р у м е р Ю. Б., Р ы в к и н М. Ш., Термодинамика, статистическая физика и кинетика, 2 изд., М., 1977.
Г. Я. Мякишев.
ВЫРОЖДЕННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК, полупроводник с большой концентрацией подвижных носителей заряда (эл-нов проводимости и дырок). Носители заряда в В. п. подчиняются Ферми — Дирака статистике, уровень Ферми лежит в зоне проводимости или в валентной зоне. В обычном (невырожденном) ПП, где концентрации носителей невелики и они подчиняются Больцмана статистике, уровень Ферми расположен в запрещённой зоне. В условиях сильной инжекции носителей возможно одновременное вырождение и эл-нов и дырок. Уровень Ферми при этом расщепляется на два квазиуровня, один из к-рых может лежать в зоне проводимости, другой в валентной зоне.
Э. М. Эпштейн.
ВЫСОКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, 1) темп-ры Г, превышающие комнатную темп-ру (~300 К). Нагрев металлич. проводников электрич. током позволяет достигнуть неск. тыс. Кельвинов (К), нагрев в пламени — примерно 5000 К, электрич. разряды в газах — от десятков тыс. до миллионов К, нагрев лазерным лучом — до неск. млн. К, темп-pa в зоне термояд. реакций может составлять ~107—108 К. В момент образования нейтронных звёзд темп-pa в их недрах может достигать ~1011 К, а на нач. стадиях развития Вселенной в-во могло иметь ещё большую темп-ру.
2) Темп-ры, превосходящие нек-рую характеристич. темп-ру, при достижении к-рой происходит качеств. изменение свойств в-в. Так, Дебая температура 0д определяет для каждого в-ва температурную границу, выше к-рой не сказываются квант. эффекты (в этом случае В. т. Т>>Д). Температура плавления разграничивает области твёрдого и жидкого состояний в-в. Критическая температура определяет верх. границу сосуществования пара и жидкости. В кач-ве характеристич. темп-р можно также указать темп-ры, при к-рых начинается диссоциация молекул (T~103 К), ионизация атомов
(Т~104 К) и т. д.
Э. И. Асиновский.
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ,
линейный ускоритель заряж. ч-ц, в к-ром используется электрич. поле, неизменное или слабо меняющееся по величине в течение всего времени ускорения заряж. ч-цы. Осн. преимущество В. у. перед др. типами ускорителей — возможность получения высокой стабильности энергии ч-ц, ускоряемых в постоянном и однородном электрич. поле (легко достигается от-
носит. стабильность энергии ~10-4, а у отдельных В. у. ~10-5—10-6). Осн. элементы В. у.— высоковольтный генератор, источник заряж. ч-ц и ускоряющая система (рис. 1). Энергия ч-ц, получаемых с помощью В. у., равна: ξ=eZU, где е — заряд эл-на, Z — число элем. зарядов в заряде ускоряемой ч-цы, U — напряжение высоковольтного генератора. Используя перезарядку ч-ц, можно при том же макс. напряжении высоковольтного
Рис. 1. Схема высоковольтного ускорителя: Г — высоковольтный генератор: И — источник заряж. ч-ц; У — ускоряющая система; Тр. —траектория ч-цы.
генератора получить ч-цы с энергией, в неск. раз превышающей энергию в обычных В. у. (см. Перезарядный ускоритель).
Для получения постоянного ускоряющего напряжения обычно используются электростатические генераторы и каскадные генераторы. Источником высокого напряжения В. у. может служить также высоковольтный трансформатор, питаемый синусоидальным напряжением. Ускоряющая система трансформаторных В. у. имеет устройство, обеспечивающее прохождение тока лишь в те моменты, когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора имеет нужную полярность и близко к максимуму. Импульсные В. у. питаются от импульсных трансформаторов разл. типов, а также от ёмкостных генераторов импульсного напряжения. В них большое число конденсаторов заряжается параллельно от общего источника, а затем при помощи разрядников осуществляется их переключение на последовательное, на нагрузке возникает импульс напряжения с амплитудой до неск. MB. Такие В. у. применяются в осн. в сильноточных ускорителях.
Линейные размеры В. у. определяются требуемым напряжением (размером высоковольтного генератора) и электрической прочностью изоляции генератора и ускоряющей системы. Ввиду малой электрич. прочности воздуха при атм. давлении В. у. на большую энергию размещаются в камерах, заполненных изолирующим газом (фреон, SF6 и др.) при повышенном давлении. Импульсные В. у. размещают в камерах с жидким диэлектриком (трансформаторным маслом или дистиллированной водой). Для повышения рабочего градиента напря-
98
ження в высоковольтной изоляции большие изоляц. промежутки В. у. разделяют на ряд малых отрезков при помощи металлич. электродов с заданным распределением потенциала (секционированные конструкции).
Источником электронов в В. у. обычно служит термоэлектронный катод в сочетании с системой электродов, формирующей электронный пучок. В большинстве ионных источников заряж. ч-цы образуются внутри камеры, наполненной газом или парами в-ва при давлении 0,075—0,75 мм рт. ст., содержащими атомы данного элемента.
Рис. 2. Схема ВЧ источника ионов: К — разрядная камера; О — обмотка колебат. контура ВЧ генератора; Из — изоляционная вставка; И — основание ионного источника; От — отверстие для выхода ионов; В — вытягивающий электрод.
Первичная ионизация происходит под действием электрич. разрядов в газе: высокочастотного (ВЧ источники, рис. 2), дугового разряда в неоднородном электрич. и магн. полях (дугоплазматрон) и т. д. Ионы, образующиеся в области разряда, извлекаются оттуда электрич. полем с помощью вытягивающего электрода и попадают в ускоряющую систему. Положит. ионы получают из центр. части области разряда, где их концентрация выше, а отрицательные — с периферии этой области.
Ускоряющая система В. у. (ускорит. трубка) одновременно явл. частью его вакуумной системы, давление в к-рой не должно превышать 7,5 мм рт. ст. У большинства В. у. это цилиндр, состоящий из диэлектрич. колец, разделённых металлич. электродамп с отверстием в центре, служащим для прохождения пучка заряж. ч-ц
Рис. 3. Ускорительная трубка: 1 — кольцевые изоляторы; 2 — металлич. электроды; 3 — соединит. фланцы.
и откачки газа, поступающего из ионного источника и десорбируемого внутр. поверхностью системы (рис. 3). Кольца и электроды соединены друг с другом (клеем, пайкой или термодиффузионной сваркой). Электрич. прочность трубки обычно ограничивает энергию ускоренных ч-ц. Вдоль ускорит. трубки развиваются разрядные процессы, резко снижающие её электрич. прочность; их подавляют спец. мерами.
Ток пучка крупнейших В. у. ионов обычно ~1—10 мкА при размерах пучка на мишени прибл. неск. мм и его расходимости ~10-3 рад. Совр. В. у. позволяют получать протоны с
энергией до 10 МэВ без перезарядки и с энергией до 40 МэВ при использовании перезарядки, а также многозарядные ионы значительно больших энергий. Сначала В. у. применялись в осн. в ат. и яд. физике. Начиная с 50-х гг. область применения В. у. существенно расширилась: легирование тонких слоев ПП, активационный анализ, генерация рентгеновского тормозного излучения, дефектоскопия, радиац. технология и др. Импульсные В. у. протонов с энергией 0,7—1 МэВ и током пучка до 1 А используются для инжекции ч-ц в крупнейшие циклич. и линейные резонансные ускорители. Импульсные В. у. эл-нов с энергией 2—3 МэВ и током 105—106 А применяются в исследованиях, направленных на создание импульсных термояд. реакторов (см. Управляемый термоядерный синтез).
• Комар Е. Г., Основы ускорительной техники, М., 1975; Электростатические ускорители заряженных частиц, под ред. А. К. Вальтера, М., 1963.
М. П. Свиньин.