Идеальная жидкость

Вид материала

Документы

Содержание Импульсная модуляция Импульсный сигнал). Импульсный разряд Импульсный реактор В. И. Лущикое. Д. А. Кабанов, М. А. Миллер. Инверсионный слой Инверсия населённостей Индексы кристаллографи­ческие Прямая ОА с индексами Вейса [2,3,3] и плоскость Р с индексами Миллера (4,3,6); Ох, Оу, Оz — кристаллографич. оси; OAP. Б. К. Вайнштейн. Индуктивное сопротивление Рис. 1. Схема возникновения торцевого вих­ря в результате перетекания воздуха из об­ласти под крылом в область над крылом. Рис. 2. Разрез потока за крылом плоско­стью, перпендику­лярной V. Рис. 3. Схема образования индуктивного со­противления (v ИНДУКТИВНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (генриметр) Схема электрич. моста для изме­рения индуктив­ности: L В. П. Кузнецов. I изменение тока за время t I. И. длин­ного соленоида из N ... Полное содержание

Подобный материал:

• Профессор Валерий Кирилович Кедринский Динамика одиночной полости в жидкости (математические, 40.82kb.
• Исследование адсорбции пав на границах раздела жидкость-газ и жидкость-твердое тело, 40.56kb.
• Идеальная пара для стимуляции и синхронизации охоты у коров, 170.7kb.
• Мама, папа, я – идеальная семья, 31.08kb.
• Список принятых докладов, 185.98kb.
• Идеальная модель экономического устройства общества предполагает использование механизма, 26.68kb.
• Назначение фильтров и их место в измерительной системе, 159.98kb.
• Краткий справочник по проектированию и бурению скважин на воду, 2392.28kb.
• Алексушин И. Н, 128.72kb.
• В. В. Радаев Рынок как идеальная модель и форма хозяйства, 285.76kb.

EH] — в СИ

или g=1/4c[EH] — в СГС системе,

где [ЕН] — векторное произведение напряжённостей электрич. Е и магн. Н полей. Т. о., вектор плотности И. э. п. g перпендикулярен Е и Н и направлен по движению правого буравчика, рукоятка к-рого вра­щается от Е к Н.

В квант. теории эл.-магн. поля (квантовой электродинамике) носи­телями энергии и импульса явл. кванты этого поля — фотоны. Фотон частоты v обладает энергией hv и им­пульсом hv/c. Существование импульса у фотона проявляется во мн. явлениях, напр. в обмене импульсами между эл.-магн. полем и ч-цей в Комптона эффекте.

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ, модуляция колебаний, при к-рой моду­лирующий сигнал представляет собой последовательность импульсов. В ре­зультате И. м. образуется последова­тельность кратковременных посылок, «цугов», модулируемых коле­баний. Характеристики этой после­довательности (порядок следова­ния, длительность и форма отд. по­сылок и др.) определяются поряд­ком следования, формой и др. св-вами модулирующих импульсов. И. м. при­меняется, напр., в радиолокации, оптич. локации, гидролокации, при зондировании ионосферы, где расстоя­ние до объекта определяется по вре­мени прихода отражённых или рас­сеянных объектом импульсных посылок колебаний. И. м. используется также в системах импульсной радио- и оп­тической связи. При этом передавае­мый сигнал может изменить разл. параметры исходной последователь­ности модулирующих сигналов.

Чаще всего в И. м. применяются им­пульсы прямоуг. или колоколообразной формы (см. Импульсный сигнал). Длительность импульсов в зависимо­сти от типа модулируемых колебаний (световые, радио, акустические) и от хар-ра решаемых задач может ме­няться в широких пределах (от неск. единиц 10^-12 с до 10^-1 с). Скважность при регулярной И. м. (отношение пе­риода повторения к длительности им­пульсов) может изменяться от 10²— 10³ (у радиолокац. станций) до неск. ед. (в многоканальной радиосвязи).

• И ц х о к и Я. С., Овчинников . И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1972; Зернов Н. В., Карпов В. Г., Теория радиотехнических цепей, 2 изд., Л., 1972. В. В. Мигулин.

ИМПУЛЬСНЫЙ РАЗРЯД, самостоя­тельный нестационарный электриче­ский разряд в газах, возникающий при наложении на электроды кратковрем. импульса напряжения. Различают два вида И. р. 1-й вид — разряд с ис­кусственно сформированным импуль­сом постоянного (или ВЧ) тока (на­пряжения). И. р. этого вида имеет место только при коротких импульсах, меньших времени релаксации осн. па­раметров плазмы (т. е. времени уста­новления равновесия в системе), когда все процессы разряда нестационарны и ток явл. неустановившимся. Если же длительность импульса существен­но превышает время релаксации осн. параметров плазмы, то последние при­нимают значения, типичные для ква­зистационарных разрядов (напр., ду­гового или тлеющего). При повторяю­щихся импульсах на хар-ки разряда оказывает влияние остаточная иониза­ция среды в разрядном промежутке. Для облегчения и стабилизации зажи­гания И. р. применяются либо предионизация среды в разрядном про­межутке, либо электрич. поля, значи­тельно превышающие величину по­тенциала зажигания. 2-й вид И. р. возникает при ограниченной энерго­ёмкости источника питания; в этом случае И. р. принимает форму пе­риодического затухающего или даже апериодич. тока (в зависимости от

217


параметров разрядной цепи). Такой вид И. р. обычно наз. искровым разря­дом.

И. р. широко применяется для соз­дания спец. источников света (лампы для оптич. накачки лазеров, эталон­ные источники и т. д.), в газовой элек­тронике, технике.

В. Н. Колесников.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕАКТОР, ядерный реактор, генерирующий кратковрем. импульсы потока нейтронов длитель­ностью от неск. десятков мкс до неск. с. Коэфф. размножения нейтронов в И. р. быстро увеличивается, напр. путём введения в активную зону ре­актора дополнит. кол-ва ядерного топ­лива, создавая условия для развития ядерной цепной реакции. В так наз. И. р. самогасящего действия гашение импульса происходит за счёт уменьше­ния коэфф. размножения нейтронов вследствие разогрева активной зоны во время импульса, и импульс может быть повторён после охлаждения ре­актора (неск. ч). И. р. самогасящего действия используются гл. обр. для изучения поведения материалов и при­боров под действием интенсивного из­лучения (полное число нейтронов за импульс ~10¹⁸—10²⁰). В И. р. периодич. действия возбуждение и га­шение импульса осуществляется с ча­стотой неск. Гц с помощью спец. механич. устройств. Такие И. р. пред­назначены для нейтронной спектро­скопии; они создают поток нейтронов ~10¹²—10¹⁴ с 1 см² за импульс дли­тельностью 100 мкс.

• Шабалин Е.П., Импульсные реакто­ры на быстрых нейтронах, М., 1976.

В. И. Лущикое.

ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ (импульс), изменение к.-л. физ. величины (эл.-магн. поля, механич. смещения и т. п.) в течение некоторого конечного промежутка времени. С распростране­нием И. с. обычно связан перенос энергии и, следовательно, передача определ. информации.



Одиночные И. с. наз. видеоимпульсами; фор­ма их может быть различной. На рис. 1 показаны видеоимпульсы пря­моугольной (а), экспоненциальной (б), колоколообразной (в) и треуголь­ной (г) форм. Участки нарастания и спада И. с. наз. его передним и зад­ним фронтами, макс. отклонение от нулевого (или постоянного) уровня — амплитудой И. с. Ширина И.с., или его длительность, определяется ус­ловно на нек-ром уровне его высо­ты (напр., на уровне 1/е=¹/_2,7

или на уровне 0,9). Последователь­ность И. с. характеризуется также скважностью — безразмерной величиной, равной отношению пери­ода повторения И. с. к длительно­сти одиночного И. с.

Высокочастотные И. с. (рис. 2), напр. акустические и радиоимпульсы, используемые в гидролокации или радиолокации, пред­ставляют собой цуги высокочастот­ных колебаний ко­нечной длительно­сти. Их огибающая имеет форму видео­импульса.



И. с. применяется в технике связи. Передача информации в этом случае осуществляется путём модуляции ко­лебаний. И. с. «наполнена» природа: соударения, рождение и аннигиля­ция элем. ч-ц, переходы атомов и молекул из одного состояния в дру­гое сопровождаются импульсным из­лучением. Импульсный хар-р имеют «всплески» радиоизлучения косм. ис­точников (Солнца, пульсаров и др.), а также всплески земного происхожде­ния; напр., при грозах возникают ра­диоимпульсы, наз. атмосфериками.

• Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1972.

Д. А. Кабанов, М. А. Миллер.

ИНВАРИАНТНОСТЬ (от лат. invarians, род. п. invariantis — неизменя­ющийся), неизменность, независи­мость от нек-рых физ. условий. Чаще рассматривается И. в матем. смысле — неизменность к.-л. величины по от­ношению к нек-рым преобразованиям. Напр., если рассматривать движение матер. точки в двух системах коор­динат, повёрнутых одна относитель­но другой на нек-рый угол, то проек­ции скорости движения в них будут разными, но квадрат скорости, а сле­довательно, и кинетич. энергия будут одинаковыми, т. е. кинетич. энергия инвариантна относительно поворота в пр-ве системы отсчёта. Важный слу­чай — И. относительно преобразова­ний Лоренца (релятивистская инва­риантность). Примеры таких ин­вариантов — четырёхмерный интер­вал, полный электрич. заряд, а также величины Е²-Н² и E•H в электро­динамике, где Е к Н — напряжён­ности электрич. и магн. полей. В об­щей теории относительности (теории тяготения) рассматриваются величи­ны, инвариантные относительно про­извольных преобразований коорди­нат. Особую роль играет И. относи­тельно т. н. калибровочных преобра­зований (см. Калибровочная симмет­рия), распространение к-рой на ши­рокий класс физ. теорий позволила установить единство фундам. вз-ствий, выступавших в прежних теориях как независимые.

И. тесно связана с сохранения за­конами (см. также Нётер теорема).

В. И. Григорьев.

ИНВЕРСИОННЫЙ СЛОЙ, область полупроводника у его поверхности, в к-рой равновесная концентрация не­основных носителей заряда больше, чем основных. И. с. возникает, когда поверхность ПП n-типа (р-типа) по отношению к объёму находится под достаточно большим отрицательным (положительным) потенциалом:

>2kT/e|lnp₀/n₀|.

Здесь е — заряд эл-на, n₀ и p₀— концентрации эл-нов и дырок в объёме ПП. И. с. реализуется вблизи кон­такта ПП — металл, когда работа выхода металла превышает работу выхода ПП более чем на ширину за­прещённой зоны ПП при наличии поверхностных состояний, захваты­вающих осн. носители. Если толщина И. с. меньше длины свободного про­бега носителей, то в нём возможно образование квазидвухмерной про­водимости (см. Двумерные проводни­ки). Это приводит к изменению элект­рич. и оптич. св-в поверхностного слоя ПП.

• См. лит. при ст. Поверхностные явления.

Э. М. Эпштейн.

ИНВЕРСИЯ НАСЕЛЁННОСТЕЙ (от лат. inversio — переворачивание, пе­рестановка), неравновесное состояние в-ва, при к-ром для составляющих его ч-ц (атомов, молекул и т. п.) вы­полняется неравенство: N₂/g₂>N₁/g₁, где N₂ и n₁— населённости верх. и ниж. уровней энергии, g₂ и g₁— их кратности вырождения (см. Уровни энергии). В обычных условиях (при тепловом равновесии) на верхних уров­нях энергии находится меньше ч-ц, чем на нижних (см. Больцмана рас­пределение) и неравенство не выпол­няется. И. н.— необходимое условие генерации и усиления эл.-магн. коле­баний во всех устройствах квантовой электроники.

Н. В. Карлов.

ИНДЕКСЫ КРИСТАЛЛОГРАФИ­ЧЕСКИЕ, три целых числа, опреде­ляющих расположение в пр-ве гра­ней и ат. плоскостей кристалла (индексы Миллера), а также направлений в кристалле и его рёбер (индексы Вейса) относительно кристаллографич. осей.



Прямая ОА с индексами Вейса [2,3,3] и плоскость Р с индексами Миллера (4,3,6); Ох, Оу, Оz — кристаллографич. оси; OAP.

Прямая и параллельное ей ребро, определяемые индексами Вейса p₁, р₂, p₃ (обознача­ются [p₁, p₂, p₃] или [h, k, l]), проходят из начала координат О в точку А, оп­ределяемую вектором р₁а+р₂b+р₃с, где a, b, с — периоды решётки (рис.).

218


Плоскость P, отсекающая на осях отрезки р₁а, р₂b, р₃с, имеет индексы Миллера h, k, l, определяемые отно­шением целых величин, обратных ин­дексам p₁, р₂, р₃, т. е. h : k : l=1/p₁:1/p₂:1/p₃, к-рые обозначаются

(h, k, I). Равенство нулю одного или двух индексов Миллера означает, что плоскости параллельны одной из кристаллографич. осей. Отрицат. зна­чения индексов Миллера соответст­вуют плоскостям, пересекающим оси координат в отрицат. направлениях. Совокупность симметричных граней одной простой формы кристалла обоз­начается {h, k, l}. При дифракции рентгеновских лучей индексы h, k, l отражающей плоскости характеризуют одновременно положение дифракц. максимума (рефлекса) в обратной ре­шётке.

• См. лит. при ст. Кристаллография.

Б. К. Вайнштейн.

ИНДИКАТРИСА (от лат. inclico — указываю, определяю) (указательная поверхность), вспомогательная по­верхность, характеризующая зависи­мость к.-л. св-ва среды от направле­ния. Для построения И. из одной точки проводят радиусы-векторы, длина к-рых пропорц. величине, характе­ризующей данное св-во в данном на­правлении, напр. электропроводность, показатель преломления, модули упру­гости.

ИНДИКАТРИСА в оптике, изобража­ет зависимость хар-к светового поля (яркости, поляризации) или оптич. хар-к среды (отражат. способности, показателей преломления и др.) от направления. Напр., И. рассея­ния даёт зависимость интенсивности рассеянного света от угла рассеяния неполяризованного падающего света. Для получения И. из центра полярной диаграммы откладывают отрезки, изо­бражающие в условном масштабе ве­личины соответствующих векторов. Поверхность, на к-рой лежат концы этих векторов, и будет И. Для опти­чески изотропных сред оптич. И.— сфера. И. пользуются в тех случаях, когда аналитич. выражения соответ­ствующих угл. зависимостей сложны или неизвестны, а также при систе­матизации эксперим. данных. См. так­же ст. Кристаллооптика.

Л. Н. Капорский.

ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ в аэродинамике, часть аэродинамиче­ского сопротивления крыла, обуслов­ленная вихрями, оси к-рых берут на­чало на крыле и направлены вниз по потоку. Эти, т. н. свободные, вихри происходят от перетекания воздуха у торцов крыла (рис. 1) из области под крылом в область над крылом.



Рис. 1. Схема возникновения торцевого вих­ря в результате перетекания воздуха из об­ласти под крылом в область над крылом.


Те­чение воздуха у торцов вызывает по­ток, направленный над крылом от торцов к плоскости симметрии, а под крылом — от плоскости симметрии к торцам; в результате в спутной струе, или следе, за крылом происходит вращение каждой ч-цы вокруг оси, проходящей через неё и параллельной местному вектору скорости v потока; направление вращения при этом про­тивоположно для левого и правого полукрыла (рис. 2). Т. о., возникает непрерывная система вихрей, от­ходящих от каждой точки поверхно­сти крыла.



Рис. 2. Разрез потока за крылом плоско­стью, перпендику­лярной V.


Свободные вихри вызывают (ин­дуцируют) в области между торцами крыла потоки, направленные вниз, к-рые, налагаясь на набегающий по­ток, отклоняют последний вниз на



Рис. 3. Схема образования индуктивного со­противления (v_y — скорость, индуцирован­ная свободными вихрями,  — угол атаки).


угол  (угол скоса потока). Пос­кольку подъёмная сила крыла должна быть перпендикулярна набегающему потоку, она отклоняется назад на тот же угол Да (рис. 3). Разлагая эту силу на компоненты вдоль и перпен­дикулярно v, получим И. с. dQ_инд и подъёмную силу dY. Если крыло имеет бесконечно большой размах, И. с. отсутствует.

• Прандтль Л., Гидроаэромеханика, пер. с нем., 2 изд., М., 1951; Л о й ц я н с к и й Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., М., 1978.

ИНДУКТИВНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (генриметр), прибор для измерения индуктивности элементов электрич. цепей. Действие И. и. основано на тех же методах измерений, что и дей­ствие ёмкости измерителя. Для изме­рений на низких и средних частотах (до 20 кГц) применяют гл. обр. И. и. на основе моста измерительного. На рисунке изображена упрощённая схе­ма И. и. на основе четырёхплечного моста с мерой ёмкости. При больших активных потерях в объекте измерений применяют шестиплечный мост, что облегчает достижение равновесия моста. На ВЧ используют И. и. на основе резонансных методов изме­рений.



Схема электрич. моста для изме­рения индуктив­ности: L_x и r_х — индуктивность и омич. сопротив­ление катушки индуктивности; С₀ и r₀ — регу­лируемые меры ёмкости и актив­ного сопротивле­ния; r₁, и r₂ — со­противления плеч моста; НИ — ну­левой индика­тор, U_пит— напря­жение питания.


В кач-ве И. и. применяют также куметр. Совр. И. и. обеспечивают измерение индуктивности в диапазоне 10^-8—10⁵ Гн при осн. погрешности в % от верх. предела измерений до 0,1%.

Техн. требования к И. и. стандар­тизованы в ГОСТе 22261—76, для мо­стовых И.и.— в ГОСТе 9486—79, 9 Электрические измерения, 14 изд., Л., 1973; Справочник по электроизмерительным приборам, 2 изд., Л., 1977.

В. П. Кузнецов.

ИНДУКТИВНОСТЬ (от лат. inductio — наведение, побуждение), ве­личина, характеризующая магн. св-ва электрич. цепи. Ток, текущий в про­водящем контуре, создаёт в окружаю­щем пр-ве магн. поле, причём маг­нитный поток Ф, пронизывающий контур (сцепленный с ним), прямо пропорционален току I:Ф=LI. Коэфф. пропорциональности L наз. И. или коэфф. самоиндукции контура. И. зависит от размеров и формы кон­тура, а также от магнитной проница­емости окружающей среды. В СИ И. измеряется в генри, в Гаусса системе единиц она имеет размерность длины (1 Гн=10⁹ см).

Через И. выражается эдс самоин­дукции ξ в контуре, возникающая при изменении в нём тока:



( I изменение тока за время t). И. определяет энергию W магн. поля тока I:

W =LI²/2.

Если провести аналогию между элек­трич. и механич. явлениями, то магн. энергию следует сопоставить с кинетич. энергией тела T=mv²/2 (m — масса тела, v — его скорость), при этом И. будет играть роль массы, а ток — скорости. Т. о., И. определяет инерц. св-ва тока.

Для увеличения И. применяют ка­тушки индуктивности с железными сердечниками; в результате зависи­мости магн. проницаемости  фер­ромагнетиков от напряжённости магн.

219


поля (а следовательно, и от тока) И. таких катушек зависит от I. И. длин­ного соленоида из N витков с пло­щадью поперечного сечения S и дли­ной l в среде с магн. проницаемостью  равна (в ед. СИ): L=₀N²S/l, где ₀— магн. проницаемость вакуума.

ИНДУКТИВНОСТЬ ВЗАИМНАЯ, ве­личина, характеризующая магн. связь двух или более электрич. цепей (кон­туров).



Магн. поток через контур 1 с током I₁ (рис.) частично пронизывает площадь, ограниченную конту­ром 2, причём магн. поток Ф₁₂ через контур 2 прямо пропорционален току

Ф₁₂=M₁₂I₁. (1)

Коэфф. пропорциональности М₁₂ за­висит от размеров и формы контуров 1 и 2, расстояния между ними, от их взаимного расположения, а также от магнитной проницаемости окружаю­щей среды. Он наз. И. в. или коэфф. взаимной индукции контуров 1 и 2; в ед. СИ измеряется в генри (Гн). Если ток I₂ течёт в контуре 2, то магн. поток Ф₂₁ через контур 1 так­же пропорц. току I₂:

Ф₂₁=М₂₁I₂, (2)

причём М₂₁=М₁₂.

Наличие магн. связи между кон­турами проявляется в том, что при изменении тока в одном из них наво­дится эдс в другом. Согласно закону электромагнитной индукции,



где ξ₂ и ξ₁ — возникающие в кон­турах 2 и 1 эдс индукции, a dФ₁₂/dt и dФ₂₁/dt — изменение магн. потоков через соответствующие контуры по времени t.

Через И. в. выражается взаимная энергия W₁₂ магн. поля токов I₁ и I₂:

W₁₂=±M₁₂I₁I₂. (4)

Знак в (4) зависит от направления

токов.

ИНДУКЦИОННЫЕ УСКОРИТЕЛИ,

ускорители, в к-рых ускоряющее электрич. поле создаётся за счёт из­менения во времени магн. поля (эдс индукции). Циклич. И. у. эл-нов наз. бетатроном. Существуют также линейные И. у., в к-рых эдс индукции создаётся кольцеобразным импульсным магн. полем. См. Ускорители. ИНДУКЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ­НЫЙ МЕХАНИЗМ, преобразователь электрич. величины в механич. перемещение; основан на вз-ствии перем. магн. потоков, связанных с измеряе­мой электрич. величиной, с токами, индуцированными ими в подвижной части механизма. Магн. потоки, сдви­нутые по фазе и в пр-ве, образуют «бегущее» магн. поле, пересекающее подвижную часть механизма (токопроводящий диск, цилиндр или катуш­ку; рис.). В результате вз-ствия поля с индуцированными им в подвижной части токами на последнюю действует




Принципиальная схема устройства индук­ционного двухпоточного измерит. механизма: 1 — электромагниты, по обмоткам к-рых протекают токи разл. силы (I₁ и I₂); 2 — вращающийся диск; 3— ось диска; устройст­во, создающее тормозной момент, не пока­зано.


вращающий момент, пропорц. изме­ряемой величине. В И. и. м., пред­назначенных для счётчиков электрич. энергии, на подвижный диск помимо магн. потоков, создаваемых катуш­ками электромагнитов, ток в одной из к-рых пропорц. напряжению, а в другой — силе тока нагрузки, дей­ствует ещё магн. поток от пост. маг­нита, создающего тормозной (проти­водействующий при вращении диска) момент. Показания счётчика пропорц. числу оборотов диска. Осн. относит. погрешность измерений счётчиков с И. и. м.—1—3% , они обладают сла­бой чувствительностью к внеш. магн. полю и изменениям темп-ры окружаю­щей среды, выдерживают перегрузки. Однако они очень чувствительны к изменению частоты перем. тока в сети и поэтому предназначаются для работы только на определ. частоте (обычно 50 Гц).

• Основы электроизмерительной техники. ., 1972.

В. Я. Кузнецов.