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

Содержание Рис. 1. Кома в простой оптич. системе при наклонном прохождении пучка параллель­ных лучей. Комбинационное рассеяние света Рис. 1. Спектр комбинац. рассеяния света на вращат. уровнях молекул газа N Рис. 2. Схема об­разования стоксовых (с частотами - Рис. 3. Схемы стоксова (a) и антистоксова (б) переходов при комбинац. рассеянии света. О — основной уровень,  Iаст, как правило, зна­чительно меньше интенсивности стоксовых линий Iст (отношение I По­ляризация света). Комбинационные тона Комбинированная инверсия Комбинированная чётность Коммутационные соотноше­ния Сравнение с мерой). Компенсатор оптический Поляризация света). Компенсационный метод измерений Рис. Схема компенсатора эдс с нормальным элементом: u Компенсированный полупроводник Э. М. Эпштейп.

Подобный материал:

• 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.

КОМА (от греч. kome — волосы, хвост кометы), одна из аберраций оптиче­ских систем, вследствие к-рой наруша­ется симметрия пучка лучей относи­тельно его оси. Луч, прошедший через центр системы под углом со, пересе­кает плоскость изображения FF' в



Рис. 1. Кома в простой оптич. системе при наклонном прохождении пучка параллель­ных лучей.


точке О (рис. 1, a). Каждая кольце­вая зона оптич. системы A₁A'₁, А₂А'₂, отстоящая от её оптической оси на расстоянии d, формирует при наклон­ном прохождении лучей света изоб­ражение точки не в точке О, а в точ­ках O₁, О₂, . . ., отстоящих от О на расстояние, пропорциональное d. В ре­зультате изображение точки, созда­ваемое системой, имеет вид несиммет­ричного пятна рассеяния (рис. 1, б); его размеры пропорц. квадрату угл. апертуры системы и угл. удалению точки — объекта от оп­тич. оси. К. очень велика в телеско­пах с параболич. зеркалами; именно она в осн. ограничивает их поле зре­ния (рис. 2). В сложных оптич. сис­темах К. исправляют совместно со сферической аберрацией подбором линз. Если осесимметричная оптич. система плохо центрирована, то К. искажает изображения и тех точек, к-рые на­ходятся на оси системы.



Рис. 2. Эффект ко­мы в параболич. зеркале.


КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА, рассеяние света в-вом, сопро­вождающееся заметным изменением ча­стоты рассеиваемого света. Если ис­точник испускает линейчатый спектр, то при К. р. с. в спектре рассеянного излучения обнаруживаются дополнит. линии, число и расположение к-рых тесно связаны с мол. строением в-ва. К. р. с. открыто в 1928 Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом на кристаллах и одновременно инд. фи­зиками Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном на жидкостях (в зарубежной литературе К. р. с. часто наз. эффектом Рамана). При К. р. с. преобразование первичного свето­вого потока сопровождается обычно переходом рассеивающих молекул на др. колебат. и вращат. уровни энергии (см. Молекулярные спектры), причём частоты новых линии в спектре рассе­яния явл. комбинациями частоты па­дающего света и частот колебат. и вращат. переходов рассеивающих мо­лекул — отсюда и назв. «К. р. с.».

Для наблюдения спектров К. р. с. необходимо сконцентрировать интен­сивный пучок света на изучаемом объ­екте. В качестве источника возбужда­ющего света применяют ртутную лам­пу, в последнее время чаще лазеры. Рассеянный свет фокусируется и ре­гистрируется фотографич. (рис. 1) или фотоэлектрич. методом (см. Спек­тральные приборы).

К. р. с. наиболее часто связано с переходами между колебат. уровнями энергии молекул. Колебат. спектр К. р. с. состоит из системы спутников, расположенных симметрично относительно возбуждающей линии с часто­той  (рис. 2).



Рис. 1. Спектр комбинац. рассеяния света на вращат. уровнях молекул газа N₂O при воз­буждении ртутной линией 2536,5Å.


Каждому спутнику с ча­стотой -_i (красный, или стоксов, спутник) соответствует спут­ник с частотой +_i (фиолетовый, или антистоксов, спутник). Здесь _i— одна из собств. частот колебаний молекулы. Т. о., измеряя частоты ли­ний К. р. с., можно определить частоты собств. (или нормальных) ко­лебаний молекулы, проявляющихся в спектре К. р. с.



Рис. 2. Схема об­разования стоксовых (с частотами -₁; -₂; -₃) и антистоксовых (+₁;  +₂; +₃) линий при комбинац. рассея­нии света часто­ты .

Аналогичные зако­номерности имеют место и для вращат. спектра К. р. с. В простейшем случае вращат. спектр К. р. с. — последова­тельность почти равноотстоящих сим­метрично расположенных линий, ча­стоты к-рых явл. комбинациями вра­щат. частот молекул и частоты воз­буждающего света.

Согласно квант. теории, процесс К. р. с. состоит из двух связанных между собой актов — поглощения пер­вичного фотона с энергией h и ис­пускания фотона с энергией h' (где ' = ±_i), происходящих в результате вз-ствия эл-нов молекулы с полем падающей световой волны. Молекула, находящаяся в невозбуждённом сос­тоянии, под действием кванта с энер­гией h через промежуточное элект­ронное состояние, испуская квант h(-_i), переходит в состояние с колебат. энергией h_i. Этот процесс приводит к появлению в рассеянном свете стоксовой линии с частотой -_i (рис. 3, а). Если фотон поглощается системой, в к-рой уже возбужде­ны колебания, то после рассеяния она может перейти в нулевое состояние, при этом энергия рассеянного фотона превышает энергию поглощённого.



Рис. 3. Схемы стоксова (a) и антистоксова (б) переходов при комбинац. рассеянии света. О — основной уровень, _i; — колебат. уровень, _e — промежуточный электронный уровень молекулы.


Этот процесс приводит к появлению антистоксовой линии с частотой +_i (рис. 3, б).

Вероятность w К. р. с. (а следова­тельно, интенсивность линий К. р. с.) зависит от интенсивностей возбужда­ющего I₀ и рассеянного I излучения: w=aI₀(b+I), где а и b — постоян­ные; при возбуждении К. р. с. обыч­ными источниками света (напр., ртут­ной лампой) второй член (аI₀I) мал, и им можно пренебречь. Интенсивность

303


линий К. р. с. в большинстве случаев весьма мала, причём при обычных темп-pax интенсивность антистоксо­вых линий I_аст, как правило, зна­чительно меньше интенсивности стоксовых линий I_ст (отношение I_аст/I_ст определяется отношением населённостей возбуждённого и основного уров­ней). С повышением темп-ры населён­ность возбуждённого уровня возра­стает (см. Больцмана статистика), что приводит к увеличению интенсив­ности антистоксовых линий.

Интенсивность линий К. р. с. за­висит от v возбуждающего света; на больших расстояниях (в шкале v) от области электронного поглощения молекул она ~⁴, при приближении к полосе электронного поглощения на­блюдается более быстрый рост интен­сивности линий К. р. с. В нек-рых случаях при малых концентрациях в-ва удаётся наблюдать резонан­сное К. р. с., когда частота воз­буждающего света попадает в область полосы поглощения в-ва. При возбуж­дении К. р. с. лазерами большой мощности вероятность К. р. с. воз­растает и возникает вынужденное К. р. с. (см. Вынужденное рассеяние света), интенсивность к-рого того же порядка, что и интенсивность возбуж­дающего света.

Линии К. р. с. в большей или мень­шей степени поляризованы (см. По­ляризация света). При этом разл.


а

Рис. 4. Схемы установок для на­блюдения комбинац. рассеяния света при ис­пользовании ла­зеров: а—прозрач­ный объект (жид­кость или крис­талл); б — поро­шкообразный объ­ект, метод «на просвет»; в — ме­тод «на отраже­ние». K₁, К₂ — линзы, О — объ­ект, Sp — щель спектрографа, Э— экран для устра­нения возбуждаю­щего излучения.


спутники одной и той же возбуждаю­щей линии имеют разл. степень поля­ризации, характер же поляризации стоксова и антистоксова спутников всегда одинаков.

К. р. с. явл. эфф. методом исследо­вания строения молекул и их вз-ствия с окружающей средой. Существен­но, что спектр К. р. с. и ИК спектр поглощения не дублируют друг дру­га, поскольку определяются разл. отбора правилами. Сопоставление ча­стот, наблюдаемых в спектре К. р. с. и ИК спектре одного и того же соединения, позволяет судить о симмет­рии нормальных колебаний и, сле­довательно, о симметрии молекулы в целом и её структуре. Методами К. р. с. изучают квазичастицы в твёр­дом теле. Специфичность спектров К. р. с. соединений позволяет иден­тифицировать их и обнаруживать в смесях (см. Спектральный анализ). Благодаря применению лазеров в качестве источников возбуждающего света значительно расширился круг объектов, доступных для исследования методами К. р. с. (рис. 4), стало воз­можным более широкое изучение газов и порошков окрашенных в-в, напр. ПП материалов. Кроме того, приме­нение лазеров резко сократило требо­вания к количеству исследуемого вещества (см. Лазерная спектроско­пия).

• Сущинский М. М., Спектры комби­национного рассеяния молекул и кристал­лов, М., 1969; Л а н д с б е р г Г. С., Б а ж у л и н П. А., Сущинский М. М., Основные параметры спектров комбинацион­ного рассеяния углеводородов, М., 1956; Брандмюллер И., Мозер Г., Вве­дение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, пер. с нем., М., 1964; Сущинский М. М., Комбинационное рассеяние света и строение вещества, М., 1981.

М. М. Сущинский.

КОМБИНАЦИОННЫЕ ТОНА, тона, возникающие в нелинейной акустич. системе при наличии двух или неск. синусоидальных звуковых колебаний. Частота К. т. выражается через суммы (суммовые К. т.) или разности ча­стот первичных тонов (разностные К. т.).

К. т., возникающие в слуховом ап­парате человека при воздействии на него звука большой интенсивности, наз. субъективными (напр., тона Тартини). Причиной их образования явл. нелинейность процесса восприятия звука, а также нелинейность механич. системы слухового аппарата. Особое значение имеют разностные субъек­тивные К. т., из-за к-рых более гром­кие звуки кажутся богаче низкими тонами.

Объективными наз. К. т., образую­щиеся вне человеческого уха, напр. благодаря нелинейности самого ис­точника звука или звукопроводящей среды. К. т. рассматриваются в тео­рии муз. инструментов и при исследо­ваниях нелинейных искажений в аку­стич. аппаратуре. При параметрич. из­лучении низкочастотного звука с ост­рой направленностью используют раз­ностные К. т., обусловленные нели­нейностью среды.

• Горелик Г. С., Колебания и волны, изд., М.—Л., 1959.

КОМБИНИРОВАННАЯ ИНВЕРСИЯ (СР), операция сопоставления физ. системе, состоящей из к.-л. ч-ц, др. системы, состоящей из соответствую­щих античастиц и являющейся зер­кальным изображением первой. Ма­тематически К. и. представляет собой произведение двух операций: зарядо­вого сопряжения С (переход от ч-ц к античастицам) и пространственной инверсии, Р (замены координат ч-ц 

на -). В 1956 (в связи с открытием несохранения пространств, чётности, в слабом взаимодействии) Л. Д. Лан­дау и кит. физики Ли Цзундао и Янг Чжэньнин высказали гипотезу о том, что любые вз-ствия в природе инва­риантны относительно К. и. Эл.-магн. и сильное вз-ствия для любой сис­темы не меняются при преобразова­ниях С и Р в отдельности, поэтому они не меняются и при К. и. (СР). Слабое вз-ствие меняется при операциях С и Р, но одинаково для систем, получен­ных одна из другой преобразованием СР. Напр., распад ч-ц под влиянием слабого вз-ствия выглядит как зер­кальное изображение распада соот­ветствующих античастиц. Истинно нейтральная частица (или система) при К. и. переходит сама в себя. По­этому для таких ч-ц и систем можно ввести понятие комбинирован­ной чётности (СР-чётности) — чётности относительно К. и., т. к. при отсутствии в системе сил, меняющихся при К. и., волн. ф-ция преобразован­ной системы либо совпадает с волн. ф-цией первонач. системы, либо отли­чается от неё знаком. В первом слу­чае говорят, что система обладает по­ложит. СР-чётностью [таковы, напр., K⁰₁ (см. К-мезоны), система (⁺ ^-) при чётном орбит. моменте], во вто­ром — отрицательной (напр., °К°₂). Закон сохранения СР-чётности запре­щает, в частности, распад К°₂ на два -мезона. Открытие в 1964 распада т. н. долгоживущего нейтрального К-мезона на 2 обнаружило сущест­вование сил, меняющихся при К. и. Природа этих сил ещё не установлена.

• Л и Ц., B y Ц., Слабые взаимодействия, пер. с англ., М., 1968; О к у н ь Л. Б., Сла­бое взаимодействие элементарных частиц, М., 1963.

С. С. Герштейн.

КОМБИНИРОВАННАЯ ЧЁТНОСТЬ, чётность истинно нейтральной ча­стицы (системы) относительно опера­ции комбинированной инверсии.

КОМБИНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРО­ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, средство для измерения неск. разнород­ных электрич. величин (тока, напря­жения, сопротивления, ёмкости и др.). К. э. п. состоит из неск. цепей, пре­образующих разнородные электрич. величины в одну определ. электрич. величину, воспринимаемую измерит. механизмом или аналого-цифровым преобразователем. Чувствительность цепи для каждой из измеряемых элек­трич. величин регулируется в широких пределах, что позволяет охватывать широкий диапазон значений каждой величины.

Наибольшую группу К. э. п. сос­тавляют малогабаритные переносные стрелочные ампервольтомметры сред­ней точности с магнитоэлектрическим измерительным механизмом, пред­назначенные для измерений силы тока и напряжения в цепях пост. и перем. тока и активного электрич. сопротив­ления цепей. Выпускаются модифи­кации таких приборов, позволяющие

304


измерять также ёмкость, отношение напряжений, параметры ПП элемен­тов и др. Такие К. э. п. снабжаются защитой от перегрузок и от ошибочного включения. Охватываемые диапазоны значений измеряемых электрич. ве­личин (верх. пределы измерений): на пост. токе 15 мкА — 10 А, 75 мВ — 1500 В; на перем. токе 0,3 мА — 7,5 А, 0,3—1000 В в частотном диапазоне до 20 кГц; сопротивление 10 Ом — 200 МОм. Осн. погрешность от верх­него предела измерений 0,5—2,5%. Пром-стью выпускаются также цифро­вые К. э. п. данной группы. Цифровые настольные лаб. К. э. п. обладают по­вышенной точностью и универсаль­ностью (в зарубежной литературе их называют также мультнметрами). К. э. п. такой группы совмещают из­мерения напряжения и силы пост. и перем. тока, сопротивления, ёмкости, индуктивности, частоты, интервала времени, кол-ва импульсов. Осн. по­грешность от верх. предела диапазона измерений составляет от 0,05 до 1%. Техн. требования к К. э. п. стан­дартизованы в ГОСТе 22261—76, к переносным К. э. п.— в ГОСТе 10374—74.

9 Справочник по электроизмерительным при­борам, 2 изд., Л., 1977.

В. П. Кузнецов.

КОММУТАЦИОННЫЕ СООТНОШЕ­НИЯ, то же, что перестановочные соотношения.

КОМПАРАТОР (от лат. comparo — сравниваю), прибор для сравнения измеряемых величин с мерами или шкалами (см. Сравнение с мерой). К. измеряют разность двух близких по величине одноимённых физ. величин, чем достигается высокая точность. Пример — К. для измерений длин. При помощи такого К. линейный размep тела сравнивают с расстоянием между штрихами образцовой шкалы (штриховой К.) или с концевыми мера­ми длины (концевой К.). В качестве измерит. устройств в К. для измерений длин применяют микроскопы с оку­лярным винтовым, шкаловым или оптич. микрометрами, фотоэлектрич. ми­кроскопы с цифровым отсчётом, интер­ферометры и др.

КОМПАРИРОВАНИЕ, сравнение мер или измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой, в процессе измерения. К. производят при помо­щи приборов сравнения (компарирующих приборов): равноплечных весов, электрич. компенсац. цепей, радиац. пирометров, компараторов для мер длины и т. п. К.— один из наиболее точных методов поверки средств из­мерений. К. Я. Широков.

КОМПЕНСАТОР ОПТИЧЕСКИЙ (от лат. compenso — возмещаю, уравнове­шиваю), устройство, с помощью к-рого двум лучам света сообщается опре­делённая разность хода либо уже име­ющаяся разность хода сводится к нулю или нек-рому пост. значению. Обычно К. о. снабжаются отсчётными приспо­соблениями, превращающими их в измерители разности хода. Общий

принцип конструкций К. о.— возмож­ность введения малых разностей хода посредством сравнительно грубых пе­ремещений. Наиболее употребитель­ны два типа К. о.

Интерферометрические К. о. применяются в двухлучевых интерферометрах для уравнивания разностей хода в интерферирующих

лучах. Примером К. о. этого типа явл. плоскопараллельная пластинка, в к-рой оптическая длина пути луча зависит от угла его падения на пла­стинку. Обычно на пути каждого из двух интерферирующих лучей поме­щают по пластинке одинаковой тол­щины; если они строго параллельны друг другу, то вносимая ими допол­нит. разность хода равна нулю. Одна из пластинок снабжается приспособ­лением, позволяющим поворачивать её на небольшой угол относительно другой; сообщаемая при этом разность хода может быть измерена по углу по­ворота. Имеется ряд более сложных конструкций — К. о. с передвижным клином и т. п.

Поляризационные К. о. применяются для анализа эллип­тически поляризованного света (см. Поляризация света). В них использу­ется явление двойного лучепреломле­ния в кристаллах. Скорости обыкно­венного и необыкновенного лучей в кристалле (а следовательно, и оптич. длины их путей) различны; поэтому, проходя через кристалл, они приобре­тают разность хода, определяемую его толщиной. Простейший К. о. такого типа — пластинка четверть длины волны (по вносимой ею разности хода). Поляризац. К. о. превращают эллиптически поляризо­ванный свет в поляризованный линей­но или по кругу. Точность измерения разности хода с их помощью достига­ет 10^-5•2.

К. о. широко применяются при изу­чении распределения напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризов. света, при изучении струк­туры органич. в-в, в сахариметрии и в особенности в кристаллооптике, где К. о. явл. важнейшим вспомогат. прибором, используемым совместно с поляризац. микроскопом.

• Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики); Захарьевский А. Н., Интерферометры, М., 1952.

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ, основан на компенса­ции (уравнивании) измеряемого напря­жения (эдс) напряжением, создавае­мым на известном сопротивлении то­ком от вспомогат. источника. К. м. и. применяют не только для электрич. величин (эдс, напряжений, токов, со­противлений), но и для др. физ. ве­личин (механич., световых, темп-ры и т. д.), к-рые обычно предварительно преобразуют в электрич. величины. К. м. и. явл. по существу нулевым методом измерений, в нём результиру­ющий эффект воздействия сравнивае­мых величин на прибор сравнения

(нулевой прибор) доводят до нуля. Однако в области электрич. измере­ний его традиционно называют К. м. и. Для К. м. и. характерна высокая точ­ность, к-рая зависит от чувствитель­ности нулевого прибора и от точности определения величины, компенсирую­щей измеряемую величину.

К. м. и. электрич. напряжения в цепи пост. тока состоит в следующем. Измеряемое напряжение U_x (рис.)



Рис. Схема компенсатора эдс с нормальным элементом: u_всп — источник вспомогат. на­пряжения, R — калиброванное сопротивле­ние, r_рег — регулировочное сопротивление, Е_N — нормальный элемент, I_p — рабочий ток, Г — гальванометр, П — переключа­тель, U_x — измеряемое напряжение.


компенсируется падением напряже­ния, создаваемым на известном сопро­тивлении r током от вспомогат. источ­ника U_всп (рабочим током I_р). Галь­ванометр Г (нулевой прибор) вклю­чается в цепь сравниваемых напряже­ний перемещением переключателя П в правое положение. Когда напряже­ния скомпенсированы, ток в гальвано­метре, а следовательно и в цепи изме­ряемого напряжения U_x, отсутствует. Это явл. большим преимуществом К. м. и. перед др. методами, т. к. он позволяет измерять полную эдс источника U_х и, кроме того, на резуль­таты измерений этим методом не влия­ет сопротивление соединит. проводов и гальванометра. Рабочий ток уста­навливают по нормальному элементу с известной эдс E_N, компенсируя её падением напряжения на сопротивле­нии R (когда переключатель П в левом положении). Значение напряжения U_x находят по ф-ле U_x=E_Nr/R, где r — сопротивление, падение напряжения на к-ром компенсирует U_x. Электроизмерит. приборы, основанные на К. м. и., наз. потенциометрами или электроизмерит. компенсаторами.

• Карандеев К. Б., Специальные ме­тоды электрических измерений, М.—Л., 1963; Электрические измерения, под ред. Е. Т. Шрамкова, М., 1972.

К. Л. Широков.

КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК, полупроводник, содер­жащий одновременно доноры и ак­цепторы. Эл-ны, отдаваемые донорами, захватываются акцепторами, что при­водит к уменьшению концентрации n подвижных носителей заряда. На-

305


личие даже малой концентрации ком­пенсирующей примеси (при нек-рых условиях) позволяет управлять ве­личиной и температурной зависимо­стью концентрации осн. носителей. Для полупроводника n-типа, ком­пенсированного акцепторами (N_д>>N_a, где N_д— концентрация доно­ров, N_a— концентрация акцепторов), концентрация эл-нов в зоне проводи­мости описывается ф-лой:



Здесь Т — абс. темп-ра, N_с— эфф. плотность состояний в зоне проводи­мости, I — энергия ионизации донора, g₀ и g₁— статистич. веса пустого и заполненного донорных уровней. При достаточно высоких темп-pax, когда

(N_д-N_a)n₁/(N_a+n1)²<<1 и n₁>>N_а; n=N_д-N_а. При низких темп-pax, когда n₁<а и n1<<(N_д-N_а)^-1N²_a,



Из (2) следует, что концентрация ком­пенсирующих акцепторов сильно вли­яет на концентрацию эл-нов прово­димости и может изменять её на много порядков. Это означает, что введением соответствующих примесей можно из­менять электрич., оптич. и др. св-ва ПП.

• См. лит. при ст. Полупроводники.

Э. М. Эпштейп.