От лат evaporo испаряю и греч grapho пи­шу), метод получения изображений объектов в их собственном (обычно ик) тепловом излучении. Предложен нем

Вид материалаДокументы

Содержание


А. А. Чернов, Е. И. Гиваргизов.
Эргодическая гипотеза
Д. Н. Зубарев.
Эстафетное движение ионов
Эталоны магнитных вели­чин
Эталоны электрических ве­личин
В. П. Кузнецов.
Эттингсхаузена эффект
Эффективная масса
F. Оно может быть направлено даже антипа­раллельно F
Эффективное сечение
ЭФФЕКТИВНЫЙ ЗАРЯД (эффектив­ная константа связи)
Слабое взаимодействие)
А. В. Ефремов.
Подобный материал:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
ЭПИСКОП (эпипроектор), проекци­онный аппарат для получения на эк­ране изображений непрозрачных объ­ектов (разл. предметов и деталей, чер­тежей, рисунков, фотографий). Прин­ципиальная оптич. схема Э. приведе­на на рис. 2 ст. Проекционный аппа­рат. В Э. изображаемый объект от­ражает освещающие его лучи света диффузно; поэтому лишь незначит. часть отражённого светового потока по­падает в объектив Э. Для усиления яр­кости изображения в Э. применяют светосильные проекц. объективы и неск. мощных источников света, силь­ное тепловыделение к-рых вынуждает использовать в Э. спец. системы охлаж­дения. Схема Э. явл. составной ча­стью оптич. схемы эпидиаскопов. • См. лит. при ст. Проекционный аппарат.

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.