От лат cavitas пустота), образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (т н. кавитац пузырьков или каверн). Кавитац
Вид материала | Документы |
- Вывихи. Переломы, 241.71kb.
- От лат evaporo испаряю и греч grapho пишу), метод получения изображений объектов, 2696.94kb.
- Реферат от лат rеfеrо "сообщаю", 198.27kb.
- Абсцесс и гангрена легкого определение заболевания острый абсцесс легкого, 403.26kb.
- Перелом подвздошной кости; перелом вертлужной впадины; перелом лобковой кости; открытая, 1124.91kb.
- Вишнев В. Н. Безродная Н. В. Остеохондроз Профилактика и лечение Введение, 623.65kb.
- Реферат от лат. «сообщать», 61.18kb.
- Лекция. Взаимосвязанные рынки, 285.49kb.
- Реферат Реферат, 36.91kb.
- Предыстория или как мне удалось получить музыкальное образование и чем это обернулось, 2157.21kb.
КВАРКИ, гипотетич. материальные объекты, из к-рых, по совр. представлениям, состоят все адроны. Гипотеза о К. была высказана в 1964 М. Гелл-Маном и Г. Цвейгом (США) для объяснения закономерностей в спектроскопии и св-вах адронов. Она возникла в связи с обнаружением большого числа резонансов и их успешной систематизацией. Согласно кварковой гипотезе, барионы состоят из трёх К. (антибарионы — из трёх антикварков), мезоны — из К. и антикварка. Все известные в то время адроны можно было построить из К. трёх типов: u, d и s, обладающих спином 1/2, барионным зарядом 1/3 и электрич. зарядами соотв. 2/3, -1/3 и -1/3 элем. заряда е. В состав странных частиц входит s-K.— носитель странности. В дальнейшем оказалось необходимым расширение семейства К. Были введены «очарованный» с-К. и «красивый» b-K. и предсказано существование новых семейств адронов, часть из к-рых уже обнаружена (см. Мезоны со скрытым «очарованием», «Очарованные» частицы, Ипсилон-частицы). Возможно существование и др. типов К., в частности t-K.
Нек-рые барионы (напр., ++ , ) оказываются состоящими из трёх одинаковых К. в одном и том же состоянии, что запрещено принципом Паули. Поэтому каждому типу («аромату») К. была приписана дополнит. внутр. хар-ка — квант. число «цвет», к-рое может принимать три значения. При этом барионам соответствует «бесцветная» (т. е. антисимметричная по «цветам») комбинация трёх К., а мезонам — «бесцветная» сумма комбинаций К. и антикварка одинаковых «цветовых» индексов.
Гипотеза кварковой структуры адронов оказалась в дальнейшем необходимой для понимания динамики разл. процессов с участием адронов (глубоко неупругого рассеяния лептонов, образования адронных струй в е+е--аннигиляции и в адрон-адронных процессах с большой передачей импульса и др.). Так, глубоко неупругое рассеяние лептонов на адронах, согласно совр. представлениям, идёт с выбиванием К. лептоном и превращением его и адронного остатка в струи адронов. Измерения хар-к таких струй (угл. распределения, ср. электрич. и ср. барионного зарядов в др.) даёт возможность судить о сред-
них (по «цветам») значениях квант. чисел К.— спине, электрич. и барионном зарядах и др.
Существуют более сложные варианты кварковых теорий с целочисл. зарядами К., к-рые пока трудно экспериментально отличить от теорий с дробными зарядами.
Хотя гипотеза К. необходима для объяснения систематики и динамики адронов, К. в свободном состоянии не были обнаружены (несмотря на многочисл. их поиски на ускорителях высоких энергий, в косм. лучах и окружающей среде). Это даёт основание считать, что здесь физики встретились с принципиально новым явлением природы — т. н. удержанием К. (точнее, удержанием «цвета»).
В квантовополевой теории К.— квантовой хромодинамике, к-рая строится на основе локальной «цветовой» калибровочной симметрии, вз-ствие К. осуществляется посредством обмена «цветными» глюонами — безмассовыми ч-цами со спином 1. Характерной особенностью этой теории явл. убывание «цветового» эффективного заряда К. и глюонов с уменьшением расстояния, благодаря чему на малых расстояниях К. ведут себя как квазисвободные частицы. Считается, что рост «цветового» заряда с увеличением расстояния между К. приводит к рождению из вакуума пар К.-антикварк, к-рые «обесцвечивают» разделяемые К., превращая их в «бесцветные» адроны. Однако эту картину удержания «цвета» нельзя считать доказанной.
• Коккедэ Я., Теория кварков, пер. [с англ.], М., 1971; Л а н д с б е р г Л. Г., Поиски кварков, «УФН», 1973, т. 109, в. 4, с. 695; Г л э ш о у Ш., Кварки с цветом и ароматом, там же, 1976, т. 119, в. 4, с. 715; Н а м б у Й., Почему нет свободных кварков, там же, 1978, т. 124, в. 1, с. 147; Окунь Л. Б., Лептоны и кварки, М., 1981.
А. В. Ефремов.
КВАРЦ (нем. Quarz), природный и синтетич. монокристалл SiO2 (наиб. распространённое на Земле соединение). Существует четыре полиморфные модификации К., из к-рых применяется гл. обр. низкотемпературный -К. При нагревании выше 575°С -К., имеющий точечную группу симметрии 32, без разрушения приобретает структуру высокотемпературного К. с точечной группой симметрии 62. Плотность 2,65 г/см3, Tпл1470 °С, твёрдость по шкале Мооса 7. К. химически стоек, оптически анизотропен, прозрачен для УФ и частично ИК излучения. К.— пьезоэлектрик, обладает нелинейными оптич. и электро-оптич. св-вами. Прозрачные разновидности К.: горный хрусталь, аметист (фиолетовый), раухтопаз (дымчатый), морион (чёрный), цитрин (жёлтый). Монокристаллы К. применяются для изготовления пьезоэлектрич. преобразователей, фильтров, УЗ линий задержки, призм для спектрографов, монохроматоров, линз для УФ оптики и др.
Я. В. Переломова.
КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ, прибор для точного измерения времени, ход которых определяется колебаниями кварцевого генератора. Точность отсчёта времени обусловлена постоянством (стабильностью) частоты колебаний кварцевого резонатора (см. Пьезоэлектричество) и его добротностью. Т. к. частота прецезионного кварцевого резонатора всё же зависит от темп-ры (/10-8 на 1°С), то его помещают в термостат, в к-ром поддерживается пост. темп-pa с точностью до 0,001°С. Помимо кварцевого генератора, К. ч. содержат преобразователи частоты колебаний (делители и умножители частоты), синхронный двигатель, приводящий в движение стрелочные часы (или устройство цифрового отсчёта), и контактное устройство для подачи сигналов точного времени. К. ч. обычно снабжены устройством, выдающим набор стандартных частот для измерит. целей.
В бытовых К. ч. колебания миниатюрного кварцевого резонатора поддерживаются микросхемой, вырабатывающей также сигналы, управляющие устройством цифрового отсчёта. Питание осуществляется малогабаритными батареями, циферблат обычно выполнен на основе жидких кристаллов. Нек-рые модели наручных К. ч. могут работать в режиме секундомера или будильника и снабжаются календарём.
• См. лит. при ст. Времени измерение, Квантовые стандарты частоты.
М. Е. Жаботинский.
KDP, см. Дигидрофосфат. калия.
КЕЛЬВИН (К), единица СИ термодинамич. темп-ры, равная 1/273,16 части термодинамич. темп-ры тройной точки воды. Названа в честь англ. физика У. Томсона (лорда Кельвина, W. Thomson, Lord Kelvin). До 1968 именовалась градус Кельвина (°К). Применяется как ед. Междунар. практич. температурной шкалы, 1 К=1°С.
КЕЛЬВИНА УРАВНЕНИЕ, характеризует изменение давления пара жидкости или растворимости тв. тел, вызванное искривлением поверхности раздела смежных фаз (жидкость — пар, тв. тело — жидкость). Так, над сферич. каплями жидкости давление насыщ. пара р повышено по сравнению с давлением насыщ. пара р0 над плоской поверхностью при той же темп-ре Т, а над вогнутыми соотв. понижено. Растворимость с тв. в-ва с выпуклой поверхностью выше (с вогнутой — ниже), чем растворимость с0 плоских поверхностей того же в-ва. К. у. получено У. Томсоном в 1871 из условия равенства химических потенциалов в смежных фазах, находящихся в состоянии термодинамич. равновесия, и имеет вид:
p/p0=c/c0=exp(2v/rRT), где r — радиус ср. кривизны поверхности раздела фаз, — межфазное
279
поверхностное натяжение, v — молярный объём жидкости или тв. тела, R — универсальная газовая постоянная.
Т. к. значения р и с различны для ч-ц разных размеров или для участков поверхностей, имеющих впадины и выступы, К. у. определяет направление переноса в-ва (от больших значений р и с к меньшим) в процессе перехода системы к состоянию термодинамич. равновесия. Это приводит, в частности, к тому, что крупные капли или ч-цы растут за счёт испарения (растворения) более мелких, а неровные поверхности сглаживаются за счёт растворения выступов и заполнения впадин. Заметные отличия р и с имеют место лишь при достаточно малых r. Поэтому К. у. наиболее широко используется для хар-ки состояния малых объектов (ч-ц коллоидных систем, зародышей новой фазы) и при изучении капиллярных явлений.
КЕЛЬВИНА ШКАЛА, часто применяемое наименование термодинамич. температурной шкалы. Названа в честь У. Томсона, впервые (1848) предложившего принцип построения температурной шкалы на основе второго начала термодинамики.
КЕПЛЕРА ЗАКОНЫ, три закона движения планет, открытые нем. астрономом И. Кеплером (J. Kepler) в нач. 17 в. Ниже приведены их совр. формулировки.
1-й закон: при невозмущённом движении (в двух тел задаче) орбита движущейся матер. точки (планеты) есть кривая второго порядка, в одном из фокусов к-рой находится центр силы притяжения (Солнце). Т. о., орбита матер. точки в невозмущённом движении — это одно из конич. сечений, т. е. окружность, эллипс (для планет), парабола или гипербола.
2-й закон: при невозмущённом движении площадь, описываемая радиусом-вектором движущейся точки, изменяется пропорц. времени (рис.). Часто 2-й закон формулируют как закон площадей: радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
3-й закон: при невозмущённом эллнптич. движении двух матер. точек (планет) вокруг центр. тела (Солнца) произведения квадратов времён обращения на суммы масс центральной и движущейся точек относятся как кубы больших полуосей их орбит, т. е.
где t1 и T2 — периоды обращения двух точек, m1 и m2 — их массы, m0 — масса центр. точки (Солнца), a1 и а2 — большие полуоси орбит точек (планет). Пренебрегая массами планет m1 и m2 по сравнению с мае-
сой Солнца mсолн, получаем 3-й К. з. в его первонач. форме: квадраты периодов обращений двух планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их эллиптич. орбит. 3-й К. з. в применении к планетам, спутникам планет, компонентам двойных звёзд позволяет подсчитать массы планет, сумму масс двойной звёздной системы (если известны период обращения компонент и параллакс системы), расстояния до двойных систем (т. н. динамич. параллаксы).
Орбита планеты — эллипс: F1 и F2 — фокусы эллипса, в одном из к-рых находится Солнце S; СП=СА — большая полуось орбиты; r — радиус-вектор планеты; отрезки траектории ПВ и AD планета проходит за одинаковое время; площади секторов SПB=SAD.
К. з., найденные из наблюдений, были выведены Ньютоном как строгое решение задачи двух тел. Однако в действительности, в результате взаимного влияния планет Солнечной системы, траектории планет — сложные пространств. кривые, к-рые можно интерпретировать как эллиптические лишь за время одного-двух оборотов.
• Дубошин Г. Н., Небесная механика. Основные задачи и методы, 2 изд., М., 1968; Гребеников Е. А., Рябов Ю. А., Поиски и открытия планет, М., 1975.
КЕРМА (сокр. англ. kinetic energy released in matter — кинетич. энергия, освобождённая в в-ве), сумма начальных кинетич. энергий всех заряж. ч-ц, образуемых нейтронами, рентгеновскими и -квантами в ед. массы облучаемого в-ва в результате вз-ствия с в-вом. К. измеряется в грэях (СИ) или в радах. К.— мера энергии, переданной излучением заряж. ч-цам в данной точке облучаемого объёма. Т. к. ч-цы теряют энергию на длине пробега, то пространств. распределение поглощённой дозы в в-ве отличается от распределения К., и тем больше, чем больше пробеги ч-ц. Приращение К. в ед. времени наз. мощностью К.
• См. лит. при ст. Дозиметрия.
Г. Б. Радзиевский.
КЕРРА ПОСТОЯННАЯ, константа пропорциональности, связывающая относит. величину индуцированного электрич. полем двупреломления изотропной центросимметричной среды с квадратом напряжённости электрич. поля (см. Керра эффект). К. п. характеризует электрооптич. св-ва среды.
КЕРРА ЭФФЕКТ, квадратичный электрооптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в-вах (жидкостях, стёклах, кристаллах с центром симметрии) под воздействием однородного электрич. поля. Открыт шотл. физиком Дж. Керром (J. Kerr) в 1875. Помещённое в электрич. поле изотропное в-во становится анизотропным, приобретая св-ва одноосного кристалла (см. Кристаллооптика), оптич. ось к-рого направлена вдоль поля. Возможная схема наблюдения К. э. изображена на рисунке. Между скрещёнными поляризатором П и анализатором А находится ячейка Керра
Схема установки для наблюдения эффекта Керра.
(плоский конденсатор, заполненный прозрачным изотропным в-вом). В отсутствии электрич. поля свет преобразуется в линейно поляризованный в призме П и полностью гасится призмой А, не проходя к наблюдателю. При наложении электрич. поля линейно поляризованная световая волна в в-ве распадается на две, поляризованные вдоль поля (необыкновенная волна) и перпендикулярно полю (обыкновенная волна). Эти волны имеют в в-ве разл. скорости распространения, вследствие чего выходящий из среды свет оказывается эллиптически поляризованным и частично проходит через анализатор. Помещая перед ним компенсатор К, можно исследовать свет, прошедший ячейку Керра. Величина двойного лучепреломления n пропорц. квадрату напряжённости электрич. поля Е: n= nkE2, где n — показатель преломления вещества в отсутствии поля, k — постоянная Керра. Постоянной Керра иногда наз. также величину B=nk/ ( — длина световой волны). Постоянная Керра может быть положительной и отрицательной. Её величина зависит от агрегатного состояния в-ва (для газов k~10 -15 ед. СГСЕ, для жидкостей k~10-12 ед. СГСЕ), темп-ры (с увеличением темп-ры постоянная Керра уменьшается), а также от структуры молекул в-ва.
Объяснение К. э. было дано франц. физиком П. Ланжевеном (1910) и нем. физиком М. Борном (1918). Электрич, поле ориентирует молекулы в-ва, обладающие дипольным моментом, вдоль поля,— ориентационный К. э., и индуцирует дипольный момент в молекулах (или атомах), не обладающих собственным дипольным моментом, поляризационный К. э. (см. Поляризуемость). В результате этого показатели преломления (и, следовательно, I скорости распространения в в-ве световых волн, поляризованных вдоль и поперёк Е) становятся различными, и возникает двойное лучепреломление.
В перем. электрич. поле величина ориентационного К. э. зависит от соотношения между частотой поля и скоростью ориентационной релаксации молекул (~109 с-1). Инерционность поляризационного К. э. огра-
280
ничена временами ~10-13 с. Поэтому при частотах электрич. поля вплоть до 109—1013 Гц интенсивность света, проходящего через анализатор А, будет обнаруживать модуляцию на удвоенной частоте (из-за квадратичности эффекта), а ячейка Керра будет работать как модулятор светового потока. Следствием квадратичности К. э. явл. также возникновение пост. составляющей двупреломления в перем. электрич. поле. Этот факт лежит в основе т. н. оптического К. э.— возникновения двупреломления под действием поля мощного (как правило, лазерного) оптич. излучения.
Магнитооптический К. э. состоит в том, что плоско поляризов. свет, отражаясь от намагниченного ферромагнетика, становится эллиптически поляризованным, при этом большая ось эллипса поляризации поворачивается на нек-рый угол по отношению к плоскости поляризации падающего света (см. Металлооптика). Это магнитооптическое явление - имеет природу, сходную с Фарадея эффектом, и объясняется квантовой теорией.
• Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М.—Л., 1955; его же, Молекулярная оптика, М.—Л., 1951; Л а н д с б е р г Г. С., Оптика, 5 изд. М., 1976 (Общий курс физики).
Ю. Е. Светлов.
КЕРРА ЯЧЕЙКА, электрооптич. устройство, основанное на Керра эффекте, применяемое в кач-ве оптического затвора или модулятора света; наиболее быстродействующее устройство для управления интенсивностью светового потока (скорость срабатывания ~10-9—10-13 с). К. я. состоит из сосуда с прозрачными окнами, заполненного пропускающим свет в-вом, напр. прозрачной жидкостью, в к-рую погружены два электрода, образующие плоский конденсатор. Между электродами проходит линейно поляризованный световой луч (см. рис. в ст. Керра эффект), к-рый в отсутствии электрич. поля не пропускается анализатором А (анализатор и поляризатор находятся в скрещенном положении). При включении электрич. поля, составляющего угол 45° с направлениями электрич. поля поляризованных световых колебаний, в жидкости возникает двойное лучепреломление, световая волна оказывается эллиптически поляризованной и анализатор частично пропускает свет. В зависимости от заполняющей жидкости (применяются жидкости с большой постоянной Керра) и размеров ячейки макс. прозрачность достигается при напряжении на электродах 3—30 кВ. В нек-рых случаях в К. я. используют крист. и стеклообразные среды.
К. я. применяется в скоростной фото- и киносъёмке, в оптич. телефонии, в оптич. локации, геодезич. дальномерных устройствах и схемах управления оптич. квант. генераторов, в научных исследованиях.
• М у с т е л ь Е. Р., Парыгин В. Н.,
Методы модуляции и сканирования света,
М., 1970.
В. А. Замков.
К-ЗАХВАТ, захват ат. ядром эл-на с ближайшей к ядру орбиты—К-оболочки. См. Электронный захват.
КИКОИНА — НОСКОВА ЭФФЕКТ (фотомагнитоэлектрический эффект), возникновение электрич. поля в освещённом ПП, помещённом в магн. поле. Электрич. поле перпендикулярно магн. полю и потоку носителей тока (эл-нов проводимости, дырок), диффундирующих в ПП в направлении от освещённой стороны ПП, где поглощённые фотоны образуют электронно-дырочные пары, к неосвещённой. К.— Н. э. наблюдается при резко неоднородной концентрации неосновных носителей тока, что достигается при сильном поглощении света. Открыт в 1933 сов. физиками И. К. Кикоиным и М. М. Носковым.
• См. лит. при ст. Фотоэдс.
КИЛО... (франц. kilo..., от греч. chilioi — тысяча), приставка к наименованию ед. физ. величины для образования наименования кратной единицы, равной 1000 исходных ед. Обозначения: к, k. Пример: 1 км=1000 м.
КИЛОВАТТ (кВт, kW), широко применяемая кратная ед. от ватта. 1 кВт=1000 Вт = 1010 эрг/с=101,97 кгс•м/с=1,36 л. с. =859,84 ккал/ч.
КИЛОВАТТ-ЧАС (кВт•ч, kW•h), внесистемная ед. энергии или работы, применяемая преим. в электротехнике. 1 кВт•ч=3,6•106 Дж.
КИЛОГРАММ (кг, kg), единица массы, основная в СИ. К. равен массе междунар. прототипа, хранимого в Междунар. бюро мер и весов (в Севре, близ Парижа). Прототип К. сделан из платиново-иридиевого сплава (90% Pt, 10% Ir) в виде цилиндрич. гири (диаметром и высотой 39 мм); относит. погрешность сличений с прототипом эталонов-копий не превышает 2•10-9. Широко применяется дольная ед.— грамм, равная 0,001 кг.
КИЛОГРАММ НА КУБИЧЕСКИЙ МЕТР (кг/м3, kg/m3), единица СИ плотности в-ва; 1 кг/м3 равен плотности однородного в-ва, 1 м3 к-рого содержит массу, равную 1 кг. 1 кг/м3= 10-3 г/см3.
КИЛОГРАММ-МЕТР В СЕКУНДУ (кг•м/с, kg•m/s), единица СИ импульса (кол-ва движения); 1 кг•м/с равен импульсу тела массой 1 кг, движущегося поступательно со скоростью 1 м/с. КИЛОГРАММОМЕТР, см. Килограмм-сила-метр.
КИЛОГРАММ-СИЛА (кгс или кГ, kgf или kG), единица силы МКГСС системы единиц. 1 кгс=9,80665 ньютона. В ряде европ. гос-в (ГДР, ФРГ, Австрия, Швеция и др.) для К.-с. официально принято название килопонд (kp).
КИЛОГРАММ-СИЛА-МЕТР (кгс•м или кГ•м, kgf•m или kG•m) (иногда эту ед. неправильно наз. килограммометр), единица энергии и работы МКГСС системы единиц. 1 кгс•м= 9,80655 Дж.
КИЛОПОНД, см. Килограмм-сила.
КИНЕМАТИКА (от греч. kinema, род. п. kinematos — движение), раздел механики, посвящённый изучению геом. св-в движений тел, без учёта их масс и действующих на них сил. Методы и зависимости, устанавливаемые в К., используются при кинематич. исследованиях движений, в частности при расчётах передач движений в разл. механизмах, машинах и др., а также при решении задач динамики. В зависимости от св-в изучаемого объекта К. разделяют на К. точки, К. тв. тела и К. непрерывной изменяемой среды (деформируемого тв. тела, жидкости, газа).
Движение любого объекта в К. изучают по отношению к нек-рому телу (тело отсчёта), с к-рым связывают т. н. систему отсчёта (оси х, у, г на рис. 1), позволяющую определять положение движущегося объекта в разные моменты времени относительно тела отсчёта.
Выбор системы отсчёта в К. произволен и зависит от целей исследования. Напр., при изучении движения колеса вагона по отношению к рельсу систему отсчёта связывают с Землёй, а при изучении движения того же колеса по отношению к кузову вагона — с кузовом и т. д. Движение рассматриваемого объекта считается заданным (известным), если известны ур-ния (или графики, таблицы), позволяющие определить положение этого объекта по отношению к системе отсчёта в любой момент времени.
Осн. задача К.— установление (при помощи тех или иных матем. методов) способов задания движения точек или тел и определение соответствующих кинематич. хар-к этих движений (траектории, скорости и ускорения движущихся точек, угл. скорости и угл. ускорения вращающихся тел и др.).
Движение точки может быть задано одним из трёх способов: векторным, координатным или естественным. При векторном способе положение точки по отношению к системе отсчёта определяется её радиусом-вектором r, проведённым от начала отсчёта до движущейся точки, а закон движения даётся векторным ур-нием: