От лат evaporo испаряю и греч grapho пишу), метод получения изображений объектов в их собственном (обычно ик) тепловом излучении. Предложен нем
Вид материала | Документы |
- Реферат по русскому языку на тему: «Типы словарей», 284.65kb.
- Метод распознавания изображений гистологических препаратов в задачах медицинской диагностики, 31.25kb.
- Конспект лекций для 16-и часового курса начертальная геометрия издание 2-ое, 578.52kb.
- Обработка и передача изображений, 243.48kb.
- Социоло́гия (от лат socius общественный; др греч. λόγος мысль, причина) наука о закономерностях, 85.75kb.
- Isbn 5-7262-0634 нейроинформатика 2006, 165.42kb.
- М. В. Лычагин Зав кафедрой д э. н., профессор, 986.65kb.
- Предложен метод неразрушающего акустического контроля многофазных макрооднородных композитных, 14.58kb.
- От греч autos -сам, bios жизнь, grapho пишу, лит прозаический жанр; как правило, последовательное, 2051.5kb.
- М. В. Корытова научный руководитель Р. Т. Файзуллин, д т. н., профессор Омский государственный, 26.14kb.
ЭПИТАКСИЯ (от греч. epi — на и taxis — расположение, порядок), ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Различают гетероэпитаксию, когда в-ва подложки и нарастающего кристалла различны, и г о м о э п и т а к с и ю (автоэпитаксию), когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объёма другого наз. эндотаксией. Э. наблюдается при кристаллизации, коррозии и т. д. Определяется условиями сопряжения крист. решёток нарастающего кристалла и подложки, причём существенно их структурно-геом. соответствие. Легче всего сопрягаются в-ва, кристаллизующиеся в одинаковых или близких структурных типах, напр. гранецентрированного куба (Ag) и решётки типа NaCl, но Э. можно получить и для различающихся структур.
При описании Э. указываются плоскости срастания и направления в них; напр., [112] (111) Si || [1100] (0001) Аl2О3 означает, что грань (111) кристалла Si с решёткой типа алмаза нарастает параллельно грани (0001) кристалла Аl2O3, причём кристаллографич. направление [112] в нарастающем кристалле параллельно направлению [1100] подложки (см. Кристаллы, Индексы кристаллографические).
Э. особенно легко осуществляется, если разность параметров обеих решёток не превышает 10%. При больших расхождениях сопрягаются наиб. плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решёток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют т. н. дислокации несоответствия, обычно образующие сетку. Плотность дислокаций в сетке тем больше, чем больше разность параметров сопрягающихся решёток. Меняя параметр одной из решёток (добавлением примеси), можно управлять кол-вом дислокаций в эпитаксиально нарастающем слое.
Э. происходит т. о., чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков: подложка — кристалл, кристалл — маточная среда и подложка — среда, была минимальной. У в-в с близкими структурами и параметрами (напр., Au на Ag) образование границы сопряжения энергетически невыгодно м нарастающий слой имеет в точности структуру подложки (псевдоморфизм). С ростом толщины упруго напряжённой псевдоморфной плёнки запасённая в ней энергия растёт, и при толщинах более критической (для Au на Ag это 600 Å) нарастает плёнка с собств. структурой.
Помимо структурно-геом. соответствия, сопряжение данной пары в-в при Э. зависит от темп-ры процесса, степени пересыщения (переохлаждения) кристаллизующегося в-ва в среде, от совершенства подложки, чистоты её поверхности и др. условий кристаллизации. Для разных в-в и условий существует т. н. эпитаксиальная темп-ра, ниже к-рой нарастает только неориентированная плёнка.
Процесс Э. обычно начинается с возникновения на подложке отд. кристалликов, к-рые срастаются (коалесцируют), образуя сплошную плёнку. На одной и той же подложке возможны разные типы нарастания, напр. [100] (100) Аи У [100] (100) NaCl и [110] (111) Au || [110] (100) NaCl. Наблюдалась также Э. на подложке, покрытой тонкой плёнкой (несколько сотен А) С, О, О2 и др., что можно объяснить реальной структурой кристалла подложки, влияющей на промежуточный слой. Возможна Э. на аморфной подложке, на к-рой создан кристаллографически симметричный микрорельеф (графоэпитаксия).
Э. широко используется в микроэлектронике (транзисторы, интегр. схемы, светодиоды и т. д.), в квант. электронике (многослойные ПП гетероструктуры, см. Гетеропереход, инжекц. лазеры), в устройствах интегр. оптики, в вычислит. технике (элементы памяти с цилиндрическими магнитными доменами) и т. п.
• Палатник Л. С., П а п и р о в И. И., Ориентированная кристаллизация, М., 1964; их же, Эпитаксиальные пленки, М., 1971; Современная кристаллография, т. 3, М., 1980.
А. А. Чернов, Е. И. Гиваргизов.
ЭРГ (эрг, erg, от греч. ergon — работа), единица работы и энергии в СГС системе единиц. 1 эрг равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы 1 дин на расстояние 1 см в направлении действия силы. 1 эрг=10-7 Дж=1,02•10-8 кгс•м=2,39•10-8 кал=2,78•10-14 кВт•ч.
ЭРГОДИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА в статистической физике, состоит в предположении, что средние по времени значения физ. величин, характеризующих систему, равны их средним статистич. значениям; служит для обоснования статистич. физики. Физ. системы, для к-рых справедлива Э. г., наз. э р г о д и ч е с к и м и. Точнее, в классич. статистич. физике равновесных систем Э, г. есть предположение о том, что средние по времени от т. н. фазовых переменных (ф-ций, зависящих от координат и импульсов всех ч-ц системы), взятые по траектории движения системы как точки в фазовом пространстве (фазовой точки), равны средним статистическим по равномерному распределению фазовых точек в тонком (в пределе бесконечно тонком) слое вблизи поверхности пост. энергии. Такое распределение наз. микроканоническим распределением Гиббса.
В квант. статистич. физике Э. г. есть предположение, что все энергетич. состояния в тонком слое вблизи поверхности пост. энергии равновероятны. Э. г. эквивалентна, т. о., предположению, что замкнутая система может быть описана микроканонич. распределением Гиббса. Это один из осн. по-
905
стулатов равновесной статистич. физики, т. к. на основании микроканонич. распределения могут быть получены канонич. и большое канонич. распределения Гиббса (см. Гиббса распределения).
В более узком смысле Э. г.— выдвинутое австр. физиком Л. Больцманом в 70-х гг. 19 в. предположение о том, что фазовая траектория замкнутой системы с течением времени проходит через любую точку поверхности пост. энергии в фазовом пр-ве. В такой форме Э. г. неверна, т. к. ур-ния Гамильтона (см. Канонические уравнения механики) однозначно определяют касательную к фазовой траектории и не допускают самопересечения фазовых траекторий. Поэтому вместо больцмановской Э. г. была выдвинута квазиэргодическая гипотеза, в к-рой предполагается, что фазовые траектории замкнутой системы сколь угодно близко подходят к любой точке поверхности пост. энергии.
Матем. эргодич. теория изучает, при каких условиях средние по времени для ф-ций фазовых переменных динамич. системы равны средним статистическим. Согласно эргодич. теореме амер. математика Дж. Неймана, система эргодична при условии, что энергетич. поверхность не может быть разделена на такие конечные области, в к-рых вместе с начальной фазовой точкой находилась бы и вся фазовая траектория (т. н. св-во метрич. неразложимости). Доказательство того, что реальные системы явл. эргодическими,— очень сложная и ещё не решённая проблема.
•Уленбек Дж., Форд Дж., Лекции по статистической механике, пер. с англ., М., 1965, гл. 1—5; Т е р-Х а р Д., Основания статистической механики, «УФН», 1956, т. 59, в. 4; т. 60, в. 1; Балеску Р., Равновесная и неравновесная статистическая механика, пер. с англ., т. 2, М., 1978.
Д. Н. Зубарев.
ЭРСТЕД (Э, Ое), единица напряжённости магн. поля в СГС системе единиц (симметричной и СГСМ). Названа в честь дат. физика X. Эрстеда (Н. Orsted). 1Э равен напряжённости магн. поля, индукция к-рого в вакууме равна 1 Гс; 1Э=(1/4)•103 А/м=79,5775 А/м.
ЭСТАФЕТНОЕ ДВИЖЕНИЕ ИОНОВ, движение ионов в собственном газе, при к-ром ускоренный в электрич. поле ион теряет заряд в результате резонансной перезарядки (см. Перезарядка ионов), а вновь возникший ион начинает движение с тепловой скоростью. В сильных полях при Э. д. и. скорость ионов пропорц. (Е/р)1/2 (Е — напряжённость электрич. поля, р — давление газа), а в слабых — Е/р.
• С е н а Л. А., Столкновения электронов и ионов с атомами газа, Л.— М., 1948; Смирнов Б. М., Физика слабоионизованного газа в задачах с решениями, М., 1972. Л. А. Сена.
ЭТАЛОНЫ (франц. etalon — образец, мерило), средства измерений или их комплексы, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенных ед. физ. величин, а также передачу их размера др. средствам измерений. Без Э. невозможно добиться сопоставимости результатов измерений, выполняемых при помощи разл. приборов и в разное время. В связи с предельно высокими требованиями к точности Э. их создание, хранение и использование требуют спец. разработок и исследований, к-рые выполняются нац. метрологич. лабораториями. Для междунар. унификации ед. создаются междунар. Э. (в частности, Э. стран — членов СЭВ), в пределах одной страны — нац. Э.
В СССР Э. подразделяются на первичные, спец. и вторичные. Первичные Э. обеспечивают наивысшую в стране точность воспроизведения данной ед.; спец. Э. служат для воспроизведения ед. в особых условиях, в к-рых но могут применяться первичные Э. (высокие или сверхнизкие темп-ры, давления и т. д.). Первичные и спец. Э. утверждаются в кач-ве государственных, т. е. возглавляющих общесоюзные поверочные схемы для соответствующих видов средств измерений. Вторичные Э. служат для передачи размеров ед. образцовым средствам измерений, а также наиб. точным рабочим средствам измерений. Совокупность Э. СССР образует эталонную базу страны. В неё входят Э. осн. ед. Междунар. системы ед.: Э. метра в виде эталонного интерференц. компаратора с криптоновой лампой, на длине волны оранжевой линии излучения к-рой основано определение метра; Э. килограмма в виде платиноиридиевой гири и эталонных весов; Э. секунды и герца в виде комплекса аппаратуры для возбуждения эл.-магн. колебаний строго постоянной и известной частоты и для передачи радиосигналов времени и частоты; Э. ампера в виде токовых весов с аппаратурой для управления ими и для определения в абс. мере эдс эталона вольта; Э. кельвина в виде набора первичных пост. температурных точек и интерполяц. приборов (см. Международная практическая температурная шкала) и Э. канделы в виде полного излучателя — абсолютно чёрного тела при темп-ре затвердевания Pt и средств для сличений с ним эталонных светоизмерит. ламп (см. Световые эталоны), а также ряд первичных Э. производных ед. и спец. Э. На 1 июля 1981 утверждено 129 гос. Э. и св. 200 типов вторичных Э.
В СССР Э. сосредоточены гл. обр. в специализированных метрологич. ин-тах Гос. комитета СССР по стандартам (Госстандарта СССР), преимущественно во Всесоюзном н.-и. ин-те метрологии им. Д. И. Менделеева (Ленинград).
В др. странах классификация Э. несколько отличается от приведённой
выше, т. к. там в понятие «Э.» включают также образцовые средства измерений. К крупнейшим метрологич. лабораториям, создающим и хранящим нац. Э., относятся: Нац. бюро стандартов (США), Нац. физ. лаборатория (Великобритания), Нац. исследовательский совет (Канада), Федеральный физ.-техн. ин-т (ФРГ), Нац. эталонная лаборатория (Австралия). Междунар. Э., созданные в рамках Метрич. конвенции, хранит Междунар. бюро мер и весов (Париж, Севр), междунар. Э., создаваемые в рамках СЭВ, хранят нац. метрологич. лаборатории стран — членов СЭВ, уполномоченные соответствующим решением.
• Бурдун Г. Д., Марков Б. Н., Основы метрологии, 2 изд., М., 1975; Метрологическая служба СССР, М., 1968; Государственные эталоны СССР. Справочник, М., 1980.
К. П. Широков.
ЭТАЛОНЫ МАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН, эталоны, обеспечивающие воспроизведение и хранение установленных гос. стандартом (ГОСТ 8.417— 81) ед. магн. величин. К осн. хар-кам магн. полей и материалов относятся: магнитный поток, магнитная индукция и магнитный момент (или намагниченность — магн. момент ед. объёма в-ва).
Эталон ед. магн. потока представляет собой катушку с двумя обмотками на кварцевом каркасе. Потокосцепление вторичной обмотки с первичной обмоткой при токе в последней, равном 1А, определяет значение магн. потока эталона. В комплекс эталона магн. потока входит установка для передачи размера ед.— еебера — вторичным эталонам и рабочим мерам. Воспроизводимое эталоном значение магн. потока равно 0,0100176 Вб/А. Воспроизведение обеспечивается со ср. квадратич. отклонением результата измерений, не превышающем 0,001%, при неисключённой систематич. погрешности, не превышающей 0,0007%.
Эталон ед. магн. индукции представляет собой соленоид на кварцевом каркасе. Влияние магн. поля Земли компенсируется спец. системой катушек. Значение постоянной эталона, т. е. отношения магн. индукции к току, протекающему через обмотку соленоида, равно 5,653055•10-4 Тл/А. Значения магнитной индукции воспроизводятся в диапазоне
5•10-5 —5•10-4 Тл со ср. квадратич. отклонением результата измерений 0,0001% при неисключённой систематич. погрешности, не превышающей 0,00025%.
Эталон ед. магн. момента включает 4 катушки на кварцевом каркасе, устройство для измерения силы тока, компаратор магн. момента, применяемый в качестве нуль-индикатора, и стабилизированный источник постоянного тока. Значения магн. момента воспроизводятся в диапазоне 0,01—1,5 А•м2 со ср. квадратич. отклонением 0,02% при неисключённой систематич. погрешности 0,03—0,05%.
• Студенцов Н. В., Чернышева Н. Г., Чечурина Е. Н., Метроло-
906
гическая база магнитных измерений, «Метрология», 1972, № 1, с. 4; Магнитные измерения, М., 1969.
ЭТАЛОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, эталоны, обеспечивающие воспроизведение и хранение установленных гос. стандартом (ГОСТ 8.417— 81) ед. электрич. величин.
В СССР в кач-ве первичного эталона ед. силы пост. электрич. тока (1 А) утверждены токовые весы, представляющие собой рычажные равноплечные весы, к одному из плеч к-рых подвешена катушка, коаксиально входящая в неподвижную катушку и электрически соединённая с ней последовательно. При прохождении тока по катушкам возникающая между ними сила эл.-магн. вз-ствия (притяжения) уравновешивается гирей, масса к-рой известна с высокой точностью. Первичный эталон ед. эдс (1 В) состоит из меры напряжения на основе Джозефсона эффекта для воспроизведения вольта абс. методом, группы из 19 термостатированных (25±0,001°С) насыщенных нормальных элементов для хранения ед. (вольта) и двух компараторов, один из к-рых применяется для "измерения эдс норм. элементов путём сравнения с мерой напряжения, а другой — для взаимных сличений норм. элементов и для передачи размера единицы вторичным эталонам.
Э. э. в. характеризуются номин. значением или диапазоном значений
воспроизводимой ед., оценкой неисключённой систематич. и случайной погрешностей воспроизведения единицы (см. табл.).
Развитие Э. э. в. характеризуется увеличением числа воспроизводимых единиц и диапазонов воспроизводимых значений электрич. величин, повышением точности, построением эталонов на основе природных физ. констант.
• Бурдун Г. Д., Марков Б. Н., Основы метрологии, 2 изд., М., 1975; Государственные эталоны СССР... Справочник, М., 1980; Современная система эталонов единиц электрических величин на основе фундаментальных физических констант и стабильных физических эффектов, М., 1977.
В. П. Кузнецов.
ЭТВЕШ (Э, Е), внесистемная ед. градиента ускорения свободного падения, равная изменению этого ускорения на 1 мгал = 10-3 см/с2 на расстоянии в 10 км по нормали к поверхности Земли. Названа в честь венг. физика Л. Этвеша (L. Eotvos). 1Э=10-9 с-2.
ЭТТИНГСХАУЗЕНА ЭФФЕКТ, возникновение градиента темп-ры T в тв. проводнике с током плотностью j под действием магн. поля Hj в направлении, перпендикулярном j и Н. Относится к термогальваномагнитным явлениям. Назван в честь австр. физика А. Эттингсхаузена (A. Ettingshausen).
ЭФИР (греч. aither) мировой, световой эфир, гипотетич. всепроникающая среда, к-рой наука прошлых столетий приписывала роль переносчика света и вообще эл.-магн. вз-ствий.
Первоначально Э. понимали как механич. среду, подобную упругому телу. Соотв. распространение световых волн уподоблялось распространению звука в упругой среде, а напряжённости электрич. и магн. полей отождествлялись с механич. натяжениями Э. Гипотеза механич. Э. встретилась с большими трудностями. Так, поперечность световых волн требовала от Э. св-в абсолютно тв. тела, но в то же
время полностью отсутствовало сопротивление Э. движению небесных тел. Трудности механич. интерпретации Э. привели в кон. 19 в. к отказу от создания его механич. моделей. Нерешённым оставался лишь вопрос об участии Э. в движении тел. Возникшие при этом трудности и противоречия были преодолены в созданной А. Эйнштейном спец. теории относительности, к-рая полностью сняла проблему Э., упразднив его (см. Относительности теория, Электродинамика движущихся сред).
С совр. точки зрения вакуум физический обладает нек-рыми св-вами обычной матер. среды. Однако его не следует путать с Э., от к-рого он принципиально отличается уже потому, что эл.-магн. поле явл. самостоят. физ. объектом, не нуждающимся в спец. носителе.
• Б о р н М., Эйнштейновская теория относительности, пер. с англ., М., 1964.
ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА, величина, имеющая размерность массы, характеризующая динамич. св-ва квазичастиц. Напр., движение электрона проводимости в кристалле под действием внеш. силы F и сил со стороны крист. решётки (см. Твёрдое тело, Зонная теория) в ряде случаев может быть описано как движение свободного эл-на, на к-рый действует только сила F (закон Ньютона), но с Э. м. m*, отличной от массы m свободного эл-на. Это отличие отражает вз-ствие эл-на проводимости с решёткой. В простейшем случае Э. м. определяется соотношением:
где ξ — энергия, р — квазиимпульс эл-на проводимости.
Понятие Э. м. обобщают для др. типов возбуждений (фононов, фотонов, экситонов и др.). Если зависимость ξ(р) (дисперсии закон) анизотропна, то Э. м. представляет собой тензор (тензор обратных эфф. масс)
Это означает, что ускорение эл-на в решётке в общем случае направлено не параллельно внеш. силе F. Оно может быть направлено даже антипараллельно F, что соответствует отрицат. значению Э. м. Св-ва эл-нов с отрицат. Э. м. столь отличаются от св-в обычных ч-ц, что оказалось удобным ввести в рассмотрение фиктивные положит. заряж. ч-цы — дырки с положит. Э. м.
При изучении гальваномагнитных явлений пользуются т. н. циклотронной Э. м. эл-нов и дырок:
где S — площадь сечения изоэнергетич. поверхности ξ(p)=const плоскостью, перпендикулярной магн. полю Н. Наиболее важные методы определения Э. м. эл-нов проводимости и дырок — циклотронный резонанс, измерение электронной теплоёмкости и др.
В теории квантовой жидкости для квазичастиц — фермионов с изотропным законом дисперсии Э. м. наз. отношение:
m*=p0/v0,
где р0 и v0— абс. значения импульса и скорости квазичастиц при абс. нуле
907
темп-ры, соответствующие Ферми энергии. Э. м. атома жидкого 3Не m*=3,08 m0, где m0 — масса свободного атома 3Не (см. Гелий жидкий).
• См. лит. при ст. Квазичастицы.
М. И. Каганов.
ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ, см. Сечение.
ЭФФЕКТИВНЫЙ АТОМНЫЙ НОМЕР, атомный номер условного хим. элемента, для к-рого коэфф. передачи энергии ионизирующего излучения, рассчитанный на один эл-н, такой же, как у данного сложного в-ва.
ЭФФЕКТИВНЫЙ ЗАРЯД (эффективная константа связи), в квантовой теории поля (КТП) —аналог экранированного заряда в классич. электродинамике сплошных сред. Электрич. заряд, помещённый в среду, вызывает её поляризацию. Если заряд положителен, то электростатич. силы притянут к нему отрицат. заряды среды и оттолкнут положительные. Возникнет частичная экранировка заряда, зависящая от расстояния (r) до него.
В КТП физ. вакуум, т. е. пр-во, не содержащее реальных ч-ц, обладает способностью реагировать на присутствие отд. физ. ч-цы виртуальными процессами рождения ч-ц, наз. поляризацией вакуума. В квант. электродинамике (КЭД) вследствие поляризации вакуума возникает явление, аналогичное экранировке классич. заряда в среде. Однако вид зависимости Э. з. Е(r) существенно отличается от классич. случая (см. Квантовая теория поля). Поскольку электрич. заряд в КЭД выступает как константа связи, т. е. определяет интенсивность эл.-магн. вз-ствия полей, то понятие Э. з. переносится на любые модели КТП. В общем случае Э. з. описывает эффекты усиления или ослабления вз-ствия в зависимости от расстояния
(см. Перенормировка). Так, напр., в единой теории слабого и эл.-магн. вз-ствий (см. Слабое взаимодействие) Э. з. (аналогично КЭД) с увеличением расстояния убывает до значения заряда эл-на е (рис. 1). Напротив, в квантовой хромодинамике, описывающей сильное вз-ствие «цветных» кварков и елюонов, имеет место эффект антиэкранировки и убывание «цветового» Э. з. g(r) с уменьшением r (рис. 2), т. е. на малых расстояниях кварки становятся как бы свободными (т. н. асимптотическая свобода). С увеличением расстояния между кварками (и глюонами) Э. з. возрастает, что препятствует их разлёту. Это может оказаться причиной т. н. «инфракрасного удержания» кварков и глюонов (см. Удержание «цвета»), призванного объяснить их отсутствие в свободном состоянии.
А. В. Ефремов.