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

Вид материала

Документы

Содержание Схема получения изображения в эвапорографии. А. Л. Картужанский. Эйлера уравнения Эйлера число Эйлеровы углы Эйнштейна закон тяготения Эйнштейна — де хааза эф­фект Эквивалентности принцип Эквипотенциальная поверх­ность Эксимерные лазеры Параметры существующих эксимерных лазеров А. В. Елецкий. А. П. Силин. Экстенсивные параметры Экстинкции показатель Экстракция носителей за­ряда Э. М. Эпштейн. А. Н. Губкин. Электрическая ёмкость Электрическая индукция ... Полное содержание

Подобный материал:

• 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.

Э

ЭВАПОРОГРАФИЯ (от лат. evaporo — испаряю и греч. grapho — пи­шу), метод получения изображений объектов в их собственном (обычно ИК) тепловом излучении. Предложен нем. физиком М. Черни в 1929. Метод Э. основан на испарении летучей жидкости с зачернённой мембраны 3 (рис.) в вакуумной камере 4 (или, наоборот, на конденсации на мембране жидкости из паров, заранее введён­ных в камеру). Объект 1 проецируют объективом 2 на мембрану 3, а изобра­жение объекта получают в виде жид­костного рельефа 5, соответствующего различиям испарения (или конденса­ции) в разных точках мембраны, и либо рассматривают его в интерференц. цветах, либо фотографируют.



Схема получения изображения в эвапорографии.


Область спектра, в к-рой можно использовать Э., зависит от св-в объектива и др. элементов аппаратуры и от выбора зачерняющего покрытия мембраны; на практике удаётся получать изоб­ражения в ИК области до длин волн 10 мкм. Э. применяется для наблюде­ния и фотографирования в темноте, регистрации собственного ИК излу­чения тел, дистанционного измерения темп-ры и её распределения на поверхности объекта (в т. ч. в медицин­ской диагностике), визуализации пуч­ков от ИК лазеров и др.

• Фаерман Г. П., Получение изоб­ражений в далекой инфракрасной области спектра методом эвапорографии, «Журнал научной и прикладной фотографии и кине­матографии», 1963, т. 8, № 2.

А. Л. Картужанский.

ЭЙКОНАЛ (от греч. eikon — изоб­ражение) в геометрич. оптике, функ­ция, определяющая оптич. длину пути луча света между двумя произ­вольными точками, одна из к-рых А принадлежит пространству предметов (объектов), другая А' — пространству изображений (см. Изображение опти­ческое). В зависимости от выбора пара­метров различают: точечный Э., или Э. Гамильтона (гамильтонова характеристич. функция от координат х, у, z; х', у', z' точек А и А'); угловой Э. Брунса (ф-ция угловых коэфф. , ; ',' луча); более сложный Э. Шварцшильда и ряд др. Применение Э. при расчётах оптич. систем даёт воз­можность, дифференцируя его по оп­редел. параметрам, найти выражения для нек-рых осн. аберраций оптичес­ких систем. Ф-ции, наз. Э., широко используются в электронной и ионной оптике в рамках общей аналогии, существующей между нею и классич. оптикой, а также при описании про­цессов рассеяния ч-ц и волн в квант. механике и квант. теории поля (эйкональное приближение), где тоже воз­никают аналогии с оптикой.

• Борн М., Вольф Э., Основы оп­тики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973.

ЭЙЛЕРА УРАВНЕНИЯ, 1) в ме­ханике — динамич. и кинематич. ур-ния, используемые в механике при изучении движения тв. тела; даны Л. Эйлером (L. Euler; 1765).

Динамические Э. у. пред­ставляют собой дифф. ур-ния движе­ния тв. тела вокруг неподвижной точки и имеют вид:



где I_x., I_у, I_z— моменты инерции тела относительно гл. осей инерции, прове­дённых из неподвижной точки; _х, _у, _z — проекции мгновенной угл. скорости тела на эти оси; М_х, М_y, M_z — гл. моменты сил, действующих на тело, относительно тех же осей; '_х, '_y, '_z — производные по вре­мени от _х, _у, _z.

Кинематические Э. у. дают выражения _х, _у, _z через Эйлеро­вы углы , ,  и имеют вид:



Система ур-ний (1) и (2) позволяет, зная закон движения тела, определить момент действующих на него сил и, наоборот, зная действующие на те­ло силы, определить закон его движе­ния.

859


2) В гидродинамике — дифф. ур-ния движения идеальной жидко­сти в переменных Эйлера. Если давле­ние р, плотность , проекции скоростей ч-ц жидкости u, v, w и проекции дей­ствующей объёмной силы X, У, Z рассматривать как ф-ции координат х, у, z точек пр-ва и времени t (перемен­ные Эйлера), то Э. у. в проекциях на оси прямоугольной декартовой систе­мы координат будут:



Решение общей задачи гидромеха­ники в переменных Эйлера сводится к тому, чтобы, зная X, Y, Z, а также начальные и граничные условия, опре­делить u, v, w, р,  как функции х, у, z и t. Для этого к Э. у. присое­диняют ур-ние неразрывности в пере­менных Эйлера



В случае баротропной жидкости, у к-рой плотность зависит только от давления, 5-м ур-нием будет ур-ние состояния =(р) (или =const, ког­да жидкость несжимаема).

Э. у. пользуются при решении разнообразных задач гидромеханики.

• Бухгольц Н. Н., Основной курс теоретической механики, 6 изд., ч. 2, М., 1972, §14, 16; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., М., 1978.

С. М. Тарг.

ЭЙЛЕРА ЧИСЛО (по имени Л. Эй­лера), один из подобия критериев движения жидкостей или газов. Харак­теризует соотношение между силами давления, действующими на элем. объём жидкости или газа, и инерцион­ными силами. Э. ч. Eu=2(р₂-p₁/v² (иногда 2р/v²), где р₂, р₁ — дав­ления в двух характерных точках потока (или движущегося в нём тела), v²/2 — скоростной напор,  — плотность жидкости или газа, v — ско­рость течения (или скорость тела). Если при течении жидкости имеет ме­сто кавитация, то аналогичный кри­терий наз. числом кавитации = 2(р₀- р_н)/v²) где p₀ — характерное давление, р_н— давление насыщ. па­ров жидкости. В сжимаемых газовых потоках Э. ч. в форме Eu=2p/v² связано с др. критериями подобия — Маха числом М и отношением уд. теплоёмкостей среды  ф-лой Eu=2/М², где =c_p/c_v (c_p — уд. теп­лоёмкость при пост. давлении, с_v — то же при пост. объёме).

ЭЙЛЕРОВЫ УГЛЫ, три угла ,  и , определяющие положение тв. тела, имеющего неподвижную точку О (напр., гироскопа), по отношению к неподвижным прямоуг. осям Ох₁у₁z₁. Если с телом жёстко связать прямоуг. оси Oxyz (рис.) и обозначить линию пересечения плоскостей Оx₁y₁ и Оху через OR (линия узлов), то Э. у. будут: угол собственного вращения =КОх (угол поворота вокруг оси Oz), угол прецессии =x₁ОК (угол по­ворота вокруг оси Oz₁) и угол нутации =z₁Oz (угол поворота вокруг ли­нии узлов ОК); положительные на­правления отсчёта углов показаны на рисунке дуговыми стрелками



. Поло­жение тела будет определяться одно­значно, если считать углы  и  изме­няющимися от 0 до 2я, а угол  от 0 до . Э. у. широко пользуются в динамике тв. тела, в частности в те­ории гироскопа, и в небесной меха­нике.

ЭЙНШТЕЙН (Э, Е), единица энергии, применяемая иногда в фотохимии. Названа в честь А. Эйнштейна (А. Einstein). 1Э — суммарная энергия квантов монохроматич. излучения, число к-рых равно Авогадро постоян­ной. Размер ед. изменяется в зависи­мости от длины волны света (частоты излучения).

ЭЙНШТЕЙНА ЗАКОН ТЯГОТЕНИЯ, см. Тяготение.

ЭЙНШТЕЙНА КОЭФФИЦИЕНТЫ, характеризуют вероятности излучат. квантовых переходов. Введены А. Эйнштейном в 1916 при рассмотрении теории испускания и поглощения излучения атомами и молекулами на основе представления о фотонах; при этом им впервые была высказана идея существования вынужденного излу­чения. Вероятности спонтанного ис­пускания (см. Спонтанное излучение), поглощения и вынужденного испус­кания характеризуются соответст­венно коэфф. A_ki, B_ik и B_ki (индексы указывают на направление перехода между верхним ξ_k и нижним ξ_i уров­нями энергии). Эйнштейн одновре­менно дал вывод Планка закона излу­чения путём рассмотрения термоди­намич. равновесия в-ва и излучения и получил соотношения между Э. к. (см. Тепловое излучение). • Эйнштейн А., Испускание и по­глощение излучения по квантовой теории, в его кн.: Собр. науч. трудов, т. 3, М., 1966, с. 386; К квантовой теории излучения, там же, с. 393.

ЭЙНШТЕЙНА — ДЕ ХААЗА ЭФ­ФЕКТ, при намагничивании тела вдоль нек-рой оси тело получает относительно этой оси механич. мо­мент, пропорц. приобретённой намаг­ниченности. Эффект эксперимен­тально открыт и теоретически объяс­нён А. Эйнштейном и голл. физиком В. де Хаазом (1915); см. Магнитомеханические явления.

ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ПРИНЦИП, утверждение, согласно к-рому поле тяготения в небольшой области пр-ва и времени (в к-рой его можно считать однородным и постоянным во време­ни) по своему проявлению тождест­венно ускор. системе отсчёта. Э. п. доказан экспериментально с большой точностью. См. Тяготение.

ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ПОВЕРХ­НОСТЬ, поверхность, все точки к-рой имеют один и тот же потенциал. Напр., поверхность проводника в электростатике — Э. п.

ЭКЗОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ, ис­пускание эл-нов холодной металлич. поверхностью при механич. воздей­ствии на неё и растрескивании. От­крыта нем. физиком И. Крамером в 40-х гг. 20 в. Одно из объяснений Э. э. состоит в том, что энергия, необходи­мая для вылета экзоэлектрона из металла, освобождается при переходе атома из слабо связанного состояния в более сильно связанное состояние на поверхности. Э. э. используется как показатель радиац. повреждений или радиац. облучения, а также при исследовании развития трещин в тв. телах, особенно в ходе усталости, а также для изучения процессов адсорб­ции и хим. реакций на поверхностях твёрдых тел.

• Рабинович Э., Экзоэлектроны, пер. с англ., «УФН», 1979, т. 127, в. 1, с. 163.

ЭКСА... (от греч. hex — шесть; оз­начает шестую степень тысячи), при­ставка к наименованию ед. физ. вели­чины для образования наименования кратной единицы, равной 10¹⁸ от ис­ходной ед. Обозначения: Э или Е. Пример: 1 Эм (эксаметр) = 10¹⁸ м=10¹⁵ км=0,1 светового года.

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ, газовые лазеры, работающие на переходах между электронными уровнями эксимерных молекул (молекул, существующих только в электронно-возбуждённом состоянии). Нижний уровень лазерного перехода является т. н. «отталкивательным» (невозбуж­дённые атомы отталкиваютсл друг от друга и не образуют молекулу).




Зависимость энергии ξ эксимерной моле­кулы от расстояния R между составляющими её атомами X и Y: верх. кривая — для верх. лазерного уровня, нижняя — для ниж. уровня.


Энер­гия верх. уровня лазерного перехода (один из атомов X* возбуждён) имеет минимум, соответствующий образо­ванию эксимерной молекулы (рис.). При наличии в газе нек-рого кол-ва

860


эксимерных молекул, создаваемых накачкой, инверсия населённостей возникает благодаря эфф. опустоше­нию ниж. уровня за счёт разлёта ядер. Быстрое опустошение ниж. уровня обусловливает аномально большую ширину линий усиления Э. л. (~10^-2—10^-1 эВ).

В Э. л. используются двухатомные эксимерные молекулы — короткоживущие соединения атомов инертных га­зов друг с другом, с галогенами или с кислородом (см. табл.). Излучение этих молекул соответствует видимой или УФ областям спектра. Это объяс­няет интерес к Э. л. как к источникам УФ когерентного излучения. Аномаль­но большая ширина линии усиления открывает возможность перестройки частоты генерации.

ПАРАМЕТРЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРОВ



Активная среда Э. л. состоит из инертного газа при атмосферном или несколько большем давлении с возмож­ными малыми добавками галогенсодержащих молекул (давление р10^-2 атм). Эксимерные молекулы об­разуются в результате протекания след. процессов:

R*+Х₂RХ*Х, (1)

R*+2RR*₂+R, (2)

где R — атом инертного газа, Х₂ — молекула галогена (звёздочка озна­чает электронно-возбуждённое состо­яние). В силу малых времён жизни активных молекул (~10^-8 с), малости Я и большой ширины линии усиления для осуществления генерации требу­ется создать достаточно высокую концентрацию эксимерных молекул. Это достигается за счёт использова­ния мощных импульсных источников возбуждения — мощных электронных пучков или импульсного поперечного разряда, к-рый обычно для обеспече­ния объёмной однородности предва­рительно инициируют маломощным электронным пучком или фотоионизирующим УФ излучением.

Наиболее эффективны и хорошо изучены Э. л. на ArF, KrF, XeF. Вы­ходная энергия этих лазеров при воз­буждении электронным пучком или электрич. разрядом, инициируемым электронным пучком, достигает неск.

сот Дж при кпд 10% и длительности импульса ~10^-8 с. При возбуждении импульсным электрич. разрядом кпд ~1%, однако возможность реализа­ции импульсного режима с высокой частотой повторений (~10⁴ Гц) делает такой способ возбуждения удобным. Ср. мощность генерации импульсных Э. л. с газоразрядным возбуждением достигает неск. десятков Вт. Угл. расходимость излучения при исполь­зовании резонатора спец. конструк­ции достигает дифракц. предела.

Высокая мощность и эффективность Э. л., малость длины волны и возмож­ность её перестройки с помощью па­раметрич. генераторов света и др. устройств (см. Нелинейная оптика) делают их перспективными. Э. л. используются для оптич. накачки ла­зеров на красителях. Они перспектив­ны для селективной лазерной фото­химии и лазерного разделения изото­пов, а также лазерного термояд. синтеза.

• Елецкий А. В., Эксимерные лазеры, «УФН», 1978, т. 125, в. 2, с. 279; Эксимер­ные лазеры, под ред. Ч. Роудза, пер. с англ., М., 1981.

А. В. Елецкий.

ЭКСИТОН (от лат. excito — возбуж­даю), квазичастица, соответствующая электронному возбуждению в кристал­ле диэлектрика или ПП, мигрирующе­му по кристаллу, но не связанному с переносом электрич. заряда и массы. Представление об Э. введено в 1931 Я. И. Френкелем. В мол. кристаллах (где вз-ствие между отд. молекулами значительно слабее, чем вз-ствие между атомами и эл-нами внутри моле­кулы) Э.— возбуждение электронной системы отд. молекулы. Благодаря межмолекулярным взаимодействиям оно распространяется по кристаллу в виде волны (Э. Френкеля).

Э. Ванье — Мотта представля­ет собой водородоподобное связанное состояние эл-на проводимости и дырки в полупроводнике. Энергии связи ξ* и эфф. радиусы а* Э. Ванье — Мотта можно оценить по ф-лам Бора для атома

водорода, учитывая, что эффективные массы эл-нов проводимости m*_э и дырок m*_д отличаются от массы свободного эл-на m₀ и что кулоновское притяже­ние эл-на и дырки ослаблено диэлект­рич. проницаемостью :



m* =m_эm_д/(m_э+m_д) — приведённая масса Э.,

е — заряд эл-на. Учёт сложной зон­ной структуры и вз-ствия эл-нов и ды­рок с фононами меняет порядок ве­личин ξ* и а*. Для Ge, Si и ПП типа А^IIIВ^V и A^IIB^V обычно m* ~ 0,1m₀, ~10; при этом ξ ~10^-2 эВ и а* =10^-6 см. Т. о., энергия связи Э. Ва­нье — Мотта во много раз меньше, чем энергия связи эл-на с протоном в атоме водорода, а радиусы Э. во много раз больше межат. расстояний в кристалле.

Большие значения а* означают, что в ПП Э.— макроскопич. образование. Эффективная масса, соответствующая движению его (как целого): М=m_э+m_д. Для щёлочно-галоидных кри­сталлов и кристаллов благородных газов ξ*~1 эВ, а*~10^-7—10^-8 см; такие Э. занимают промежуточное положение между Э. Френкеля и Э. Ванье — Мотта. Образование Э. сопровождается деформацией элем. ячейки. Время жизни т Э. невелико: эл-н и дырка рекомбинируют с излу­чением фотона, обычно за время ~10^-5—10^-7 с. Кроме того, Э. может погибнуть безызлучательно, напр. при захвате дефектами решётки.

При малых концентрациях Э. ведут себя в кристалле подобно газу. При больших концентрациях становится существенным их вз-ствие и возможно образование связанного состояния двух Э.— экситонной молекулы (биэкситона). При достижении нек-рой критич. концентрации (зависящей от темп-ры) в ПП происходит «сжижение» экситонного газа — образование от­носительно плотной электронно-дырочной фазы (электронно-ды­рочных капель), обладающей металлич. св-вами. При этом расстоя­ние между ч-цами порядка радиуса Э. Электронно-дырочные капли обла­дают высокой плотностью (при малой средней по объёму концентрации Э.), большой подвижностью в неоднород­ных полях.

Э. состоит из двух фермионов, по­этому его можно рассматривать как бозон. Это означает, что в принципе возможна бозе-конденсация Э. (либо биэкситонов), приводящая к существо­ванию в кристалле потоков энергии, не затухающих в течение времени жизни Э. Однако это явление пока не наблюдалось.

• Н о к с Р., Теория экситонов, М., 1966; Гросс Е., Экситон и его движение в крис­таллической решетке, «УФН», 1962, т. 76, в. 3, с. 433; Агранович В. М., Тео­рия экситонов, М., 1968; Давыдов А. С., Теория молекулярных экситонов, М., 1968.

А. П. Силин.

ЭКСПОЗИЦИЯ (количество освеще­ния, световая экспозиция), поверх­ностная плотность световой энергии: отношение световой энергии dQ, пада­ющей на элемент поверхности dA , к площади этого элемента. Эквивалент­ное определение — произведение осве­щённости Е на длительность освеще­ния: H=dQ/dA= ∫Edt. Э. выражают в лк•с. Понятие Э. удобно приме­нять, если результат воздействия излучения накапливается во време­ни (напр., в фотографии). В системе энергетических фотометрических ве­личин аналогичная величина наз. энергетической экспозицией.

Д. Н. Лазарев.

ЭКСТЕНСИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ в термодинамике, параметры (объём, внутр. энергия, энтропия и др.), зна-

861


чения к-рых пропорц. массе термоди­намич. системы или её объёму (т. е. значение Э. п. системы равно сумме его значений для отд. частей системы).

ЭКСТИНКЦИИ ПОКАЗАТЕЛЬ, то же, что ослабления показатель.

ЭКСТИНКЦИЯ (от лат. exstinctio — гашение), ослабление пучка света при его распространении в в-ве за счёт действия поглощения света и рассеяния света. В общем случае ослабление пучка с нач. интенсивностью I₀ может быть рассчитано по Бугера — Ламбер­та — Бера закону: I=I₀e^-l, где l — толщина поглощающего в-ва, а =+ — показатель Э. (ослабления показатель), равный сумме поглоще­ния показателя а и рассеяния показа­теля р. Показатель Э. имеет размер­ность обратной длины (м^-1, см^-1). Безразмерный коэффициент Э. равен сумме поглощения коэффициен­та и рассеяния коэффициента среды. Показатели и коэффициенты Э. раз­личны для разных длин волн света.

Л. Н. Капорский.

ЭКСТРАКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗА­РЯДА в полупроводниках, обедне­ние приконтактной области ПП неос­новными носителями заряда при проте­кании тока через контакт ПП с метал­лом (см. Шотки барьер) или др. полу­проводником (см. Электронно-дыроч­ный переход, Гетеропереход) при запор­ном направлении приложенного на­пряжения U (плюс на n-области). Уменьшение концентрации n неосновных носителей по сравнению с равновесной n₀ изменяется с расстоя­нием х до контакта экспоненциально:



где L — диффуз. длина носителей,

е — заряд носителей.

Э. М. Эпштейн.

ЭЛЕКТРЕТЫ, диэлектрики, длительно сохраняющие поляризованное состоя­ние после снятия внеш. воздействия, вызвавшего поляризацию, и создаю­щие электрич. поле в окружающем пр-ве (электрич. аналоги пост. магни­тов). Если в-во, молекулы к-рого обла­дают дипольным моментом, расплавить и поместить в сильное электрич. поле, то его молекулы частично выстроятся по полю. При охлаждении расплава в электрич. поле и последующем выклю­чении поля в затвердевшем в-ве пово­рот молекул затруднён, и они длитель­ное время сохраняют преимуществен­ную ориентацию (от неск. дней до мн. лет). Первый Э. был таким методом изготовлен япон. физиком Ёгучи (1922).

Остаточная поляризация может быть получена также в крист. в-ве за счёт ориентации в поле т. н. квазидиполей (две вакансии противопо­ложного знака, примесный ион вакансия и т. п.) или за счёт скопле­ния носителей заряда вблизи электро­дов. При изготовлении Э. в диэлектрик

могут переходить носители заряда из электродов или межэлектродного про­межутка. Носители могут быть созда­ны и искусственно, напр. облучением электронным пучком.

Стабильные Э. получены из аморф­ных восков и смол (пчелиный воск, парафин и т. д.), полимеров (полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поликарбонат, политетрафторэтилен и др.), неорганич. поликрист. диэлект­риков (титанаты щёлочноземельных металлов, стеатит, ультрафарфор и др. керамич. диэлектрики), монокрист. неорганич. диэлектриков (щёлочногалоидные монокристаллы, напр. LiF; корунд; рутил), стёкол и ситаллов и др.

Стабильные Э. получают, нагревая, а затем охлаждая в сильном электрич. поле (термоэлектреты), осве­щая в сильном электрич. поле (фотоэлектреты), облучая радиоакт. излучением (радиоэлектреты), поляризацией в сильном электрич. поле без нагревания (электро­электреты) или в магн. поле (магнетоэлектреты), при засты­вании органич. р-ров в электрич. поле (криоэлектреты), механич. деформацией полимеров (механоэлектреты), трением (трибоэлектреты), действием поля коронного разряда (короноэлектреты). Все Э. имеют стабильный поверхностный заряд.

Э. применяют как источники пост. электрич. поля (электретные микро­фоны и телефоны, вибродатчики, ге­нераторы слабых перем. сигналов, электрометры, электростатич. вольт­метры и др.), а также как чувствит. датчики в устройствах дозиметрии, электрич. памяти; для изготовления барометров, гигрометров и газовых фильтров, пьезодатчиков и др. Фото­электреты применяются в электрофо­тографии.

• Губкин А. Н., Электреты, М., 1978; Фридкин В. М., Желудев И. С., Фотоэлектреты и электрофотографический процесс, М., 1960.

А. Н. Губкин.