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.
В массивных сверхпроводниках I рода с размерами, много большими глубины проникновения магн. поля, К. т. Iк соответствует току, к-рый создаёт критическое магнитное поле Нк на поверхности сверхпроводника. При этом сверхпроводник переходит в промежуточное состояние, в к-ром часть в-ва находится в нормальном, а часть — в сверхпроводящем состоянии. При наличии тока границы между сверхпроводящими и норм. областями находятся в движении. В силу Мейснера эффекта магн. поле становится переменным, и возникает индукционное электрич. поле, обусловливающее диссипацию энергии в проводнике.
В сверхпроводниках II рода различают два значения К. т. (Iк,1 и Iк,2). В идеальном сверхпроводнике (не содержащем дефектов крист. решётки) при Iк,1 магн. индукция становится отличной от нуля, магн. поле проникает в сверхпроводник. Проникшее поле имеет вид нитей с квантованным магн. потоком, вокруг к-рых циркулируют сверхпроводящие токи (т. н. вихревые нити). Диссипация энергии в этом случае связана с изменением магн. поля во времени из-за движения вихревых нитей и с соответствующим индукционным электрич. полем. В реальных сверхпроводниках II рода (с дефектами крист.
решётки) омич. сопротивление возникает при Iк,2 >Iк,1 и т. к. дефекты препятствуют движению вихревых нитей (см. Сверхпроводимость).
С. В. Иорданский.
КРИТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ, давление в-ва (или смеси в-в) в его критическом состоянии. При давлении ниже К. д. система может распадаться на две равновесные фазы — жидкость и пар. При К. д. и критич. темп-ре теряется физ. различие между жидкостью и паром, в-во переходит в однофазное состояние. Поэтому К. д. можно определить ещё как предельное (наивысшее) давление насыщ. пара в условиях сосуществования жидкой фазы и пара. К. д. представляет собой физ.-хим. константу в-ва. Значения К. д. рк нек-рых в-в приведены в ст. Критическая точка. Критич. состояние смесей характеризуется, кроме того, зависимостью К. д. от состава (концентраций компонентов смеси) и осуществляется поэтому не в единственной критич. точке, а на кривой, точки к-рой имеют разл. значения К. д., температуры и концентрации.
КРИТИЧЕСКОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ в сверхпроводниках, характерное значение напряжённости магн. поля Hк, выше к-рого происходит полное или частичное проникновение магн. поля в сверхпроводник. При H<Hк магн. поле в сверхпроводник не проникает, его экранирует поверхностный сверхпроводящий ток (Мейснера эффект).
В сверхпроводниках I рода, к к-рым относится большинство чистых металлов, в-во полностью переходит в нормальное, несверхпроводящее состояние лишь при H>Hк (фазовый переход I рода). Наибольшее значение Нк у чистых металлов достигает сотен Э. Если магн. поле оказывается равным Hк только в нек-рых точках поверхности сверхпроводника I рода, то в нём возникает промежуточное состояние (чередование сверхпроводящей и норм. фаз).
В сверхпроводниках II рода (в осн. это сплавы) проникновение поля начинается с образования вихревых нитей, в сердцевине к-рых в осн. сосредоточено магн. поле. При этом в-во ещё не теряет сверхпроводящих св-в и в нём текут токи, частично экранирующие внеш. поле. Соответствующее началу проникновения К. м. п. Hк,1 меньше термодинамического критич. поля Нк для этих в-в. Полное проникновение магн. поля в сверхпроводник наступает при Hк,2, к-рое может быть как меньше, так и больше Hк. В т. н. жёстких сверхпроводниках, из к-рых наиб. известны сплавы на основе ниобия, К. м. п. Hк,2>>Hк,1 и достигает сотен тысяч Э. При значениях поля Hк,1 и HК,2 происходят фазовые переходы II рода. Поверхностная сверхпроводимость пропадает в поле Hк,3>Hк,2 (см. также Сверхпроводимость).
С. В. Иорданский.
332
КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, предельное состояние равновесия двухфазной системы, в к-ром обе сосуществующие фазы становятся тождественными по своим св-вам. На диаграммах состояния К. с. соответствуют предельные точки на кривых равновесия фаз — т. н. критические точки. Согласно Гиббса правилу фаз, критич. точка изолирована в случае двухфазного равновесия чистого в-ва, а в случае, напр., бинарных (двухкомпонентных) р-ров критич. точки образуют критич. кривую (см. рис. в ст. Критическая температура). Значения параметров состояния системы, соответствующие К. с., наз. критическими — критич. давление рк, критич. темп-pa Тк, критич. объём VК, критич. концентрация хк и т. д.
С приближением к К. с. различия в плотности, составе и др. св-вах сосуществующих фаз, а также теплота фазового перехода и межфазное поверхностное натяжение уменьшаются и в критич. точке равны нулю. Значительно возрастают флуктуации
Слева — верхняя критич. точка (Кв) .кидкой смеси фенол — вода (с TК66°С), заштрихована область, где смесь состоит из тух фаз, имеющих разл. концентрацию комитентов; справа — двухкомпонентная жидкая система никотин — вода, имеющая как верхнюю критич. точку растворения Kв с Tк481 К (208 °С), так и нижнюю критич. точку Kн с Tк334 К (61°С).
плотности и концентрации (в смесях). Эти особенности в структуре в-в и их св-вах приводят к наблюдаемым в . с. критическим явлениям. В двухкомпонентных системах характерные |я К. с. явления наблюдаются не только в критич. точке равновесия жидкость — газ, но и в т. .н. критич. точках растворимости, где взаимная растворимость компонентов становится неограниченной. Существуют двойные жидкие системы как с одной критич. точкой растворимости, так и с двумя — верхней и нижней (рис.). Эти точки явл. температурными границами области расслаивания жидких смесей на фазы разл. состава. Аналогичной способностью к расслаиванию при определённой критич. темп-ре обладают нек-рые р-ры газов и тв. р-ры. Переход системы из однофазного состояния в двухфазное вне критич.
точки и изменение состояния в самой критич. точке существенно различаются. В первом случае при расслаивании на две фазы переход начинается с появления" небольшого кол-ва (зародыша) 2-й фазы с конечным отличием её св-в от св-в 1-й фазы, что сопровождается выделением или поглощением теплоты фазового перехода. Поскольку возникновение зародыша новой фазы приводит к появлению поверхности раздела фаз и поверхностной энергии, для его рождения требуются определённые энергетич. затраты. Это означает, что такой фазовый переход (фазовый переход I рода) может начаться лишь при нек-ром переохлаждении (перегреве) в-ва, способствующем появлению устойчивых зародышей новой фазы.
Фазовый переход в критич. точке (предельной на кривой равновесия фаз) имеет много общего с фазовым переходом II рода. В критич. точке фазовый переход происходит в масштабах всей системы. Флуктуационно возникающая новая фаза по своим св-вам бесконечно мало отличается от св-в исходной фазы. Поэтому возникновение новой фазы не связано с поверхностной энергией, т. е. исключается перегрев (или переохлаждение) и фазовый переход не сопровождается выделением или поглощением теплоты, что характерно для фазовых переходов II рода. Знание св-в в-в в К. с. (см. Критические явления) необходимо во мн. областях науки и техники: при создании энергетич. установок на сверхкритич. параметрах, установок для сжижения газов, разделения смесей и т. д.
• Ф и ш е р М., Природа критического состояния, пер. с англ., М., 1968; Б р а у т Р., Фазовые переходы, пер. с англ., М., 1967; Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Статистическая физика, 3 изд., ч. 1, М., 1976.
КРОССИНГ-СИММЕТРИЯ, то же, что перекрёстная симметрия.
КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ, см. Поляризация света.
КРУГОВОЙ ДИХРОИЗМ, то же, что Коттона эффект.
КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС (цикл), термодинамич. процесс, при к-ром система, претерпев ряд изменений, возвращается в исходное состояние. Термодинамич. параметры и характеристические функции состояния системы (внутренняя энергия U, энтальпия, изохорный и изобарный термодинамич. потенциалы, энтропия и др.) в результате К. п. вновь принимают первонач. значения, и, следовательно, их изменения при К. п. равны нулю (U=0 и т. д.). Из первого начала термодинамики, (закона сохранения энергии) следует, что произведённая в К. п. системой или над системой работа (А) равна алгебр. сумме кол-в теплоты (Q), полученных или отданных на каждом участке К. п.: U=Q-А=0, A=Q. В результате т. н. прямого К. п. теплота превращается в работу, а в обратных К. п. работа затрачивается на перенос
теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. Различают равновесные (точнее, квазиравновесные) К. п., в к-рых последовательно проходимые системой состояния близки к равновесным, и неравновесные К. п., у к-рых хотя бы один из участков явл. неравновесным процессом. У равновесных К. п. кпд максимален (см. Карно цикл).
Расчёт разл. равновесных К. п. явился исторически первым методом термодинамич. исследований. На его основе был проанализирован рабочий цикл идеальной тепловой машины (цикла Карно), получено матем. выражение второго начала термодинамики, построена термодинамическая температурная шкала, получены мн. важные термодинамич. соотношения (Клапейрона — Клаузиуса уравнение и др.). В технике К. п. применяются в кач-ве рабочих циклов двигателей внутр. сгорания, разл. теплосиловых и холодильных установок.
КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ, чувствительный физ. прибор для измерений малых сил (малых моментов сил). К. в. были изобретены франц. физиком Ш. Кулоном в 1784 и применены им для исследования вз-ствия точечных электрич. зарядов и магн. полюсов (см. Кулона закон). К. в. простейшей конструкции состоят из вертикальной нити, на к-рой подвешен лёгкий уравновешенный рычаг. Измеряемые силы действуют на концы рычага и поворачивают его в горизонтальной плоскости до тех пор, пока не окажутся уравновешенными силами упругости закрученной нити. По углу поворота рычага можно судить о величине крутящего момента Мк действующих сил, т. к. пропорц. MKl/GI, где l — длина нити, G — модуль сдвига материала нити, I — момент инерции поперечного сечения нити. Шкалу отсчёта К. в. обычно градуируют непосредственно в ед. силы или момента силы. Высокая чувствительность К. в. достигается применением достаточно длинной нити с малым значением момента инерции поперечного сечения.
К. в. (торзионными) называют также весы с горизонтальной осью в виде стержня на опорах или упругой нити и с рычагом для помещения нагрузки (см. рис. 4 в ст. Весы).
К. в. применяют для измерения механич., электрич., магн. и гравитац. сил и их вариаций.
• Ш о к и н П. Ф., Гравиметрия, М., 1960, гл. 4; Чечерников В. И., Магнитные измерения, 2 изд., М., 1969, гл. 7; Б р а г и н с к и й В. Б., Панов В. И., Проверка эквивалентности инертной и гравитационной масс, «ЖЭТФ», 1971, т. 61, в. 3, с. 873.
КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ, один из видов колебаний упругих систем, при к-рых отд. элементы системы испытывают деформации кручения. Пример К. к.— движение крутильного маятника, представляющего собой упру-
333
гий стержень, закреплённый одним концом, с массивным диском на другом. Крутильный маятник используется в разл. физ. приборах, напр. для определения модуля упругости при сдвиге, коэфф. внутр. трения тв. материалов, коэфф. вязкости жидкостей. В машинах К. к. нежелательны. КРУЧЕНИЕ, деформация, возникающая в стержне при приложении к его концу (торцу) системы сил, к-рая приводится к паре сил с вектором момента вдоль оси стержня, т. е. к крутящему моменту.
Для стержня круглого сечения радиуса а используется гипотеза плоских сечений: поперечное сечение остаётся плоским, радиальные волокна остаются прямыми и углы между ними не изменяются. Точки стержня перемещаются по окружности вокруг оси, что приводит к сдвигу 7 между продольным и окружным волокнами, к-рый вызывает касат. напряжение т в поперечном сечении, направленное перпендикулярно радиусу. Суммарный момент этих напряжений равен приложенному крутящему моменту М,
т. е.
Характерной деформацией стержня в целом явл. погонный угол закручивания (крутка) , равный относит. повороту поперечных сечений, расстояние между к-рыми вдоль оси равно единице. При этом сдвиг =r, где r — расстояние от оси.
В упругом стержне
где Iр=а4/2 — полярный момент инерции сечения, G — модуль сдвига, GIр — жёсткость стержня при К.
Распределение касат. напряжений в круглом поперечном сечении: а — для упругого стержня; б — для упруго-пластич. стержня; в — остаточные напряжения.
Касат. напряжения распределены линейно по радиусу (рис., а). Наибольшее касат. напряжение макс=Mа/Ip. Оно достигает значения предела текучести при сдвиге s при крутящем моменте Ms=Ips/a. При M>Ms в части стержня, примыкающей к боковой поверхности, возникают пластич. деформации, а центр. часть стержня остаётся упругой. Ф-лы (*) при этом неприменимы. Касат. напряжения распределены по радиусу нелинейно (рис., б), а при снятии крутящего момента возникают остаточные напряжения (рис., в). Вследствие Сен-Венана принципа приведённые решения точны в частях стержня, удалённых от торцов на расстояние более 2 а, независимо от способа реализации крутящего момента.
Разработаны методы решения задач о К. стержней некругового сечения, в к-рых гипотеза плоских сечений неверна, а также развита теория К. тонкостенных стержней с произвольной формой поперечного сечения.
• В л а с о в В. З., Тонкостенные упругие стержни. Избр. труды, т. 2, М., 1963; Д и н н и к А. Н., Продольный изгиб. Кручение, М., 1955; Ильюшин А. А., Ленский В. С., Сопротивление материалов, М., 1959.
В. С. Ленский.
КУБИК ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ, устройство для. сравнения интенсивностей двух световых потоков; представляет собой две прямоугольные стеклянные призмы 1 и 2 (рис.), сложенные гипотенузными гранями. На большей части своей поверхности
эти грани находятся в оптическом контакте друг с другом, и лучи света 4 и 5 проходят через К. ф., не изменяя направления. На участке 3 поверхностный слой одной из призм удаляют; стеклянные грани оказываются здесь разделёнными прослойкой воздуха, вследствие чего лучи 4' и 5', падающие на этот участок, испытывают полное внутр. отражение (см. Отражение света). Наблюдатель 6 видит два смежных световых поля (одно, создаваемое потоком лучей 5, и второе — лучами 4') и сравнивает их яркости. К. ф. применяется в визуальных фотометрах к колориметрах.
КУЛОН (Кл, С), 1) единица СИ кол-ва электричества (электрич. заряда); названа в честь франц. физика Ш. Кулона (Ch. Coulomb). 2) Ед. потока электрич. смещения (потока электрич. индукции) СИ. 1 Кл3•109 ед. СГСЭ=0,1 ед. СГСМ.
КУЛОН НА КИЛОГРАММ (Кл/кг, C/kg), единица СИ экспозиц. дозы гамма- и рентгеновского излучений; 1 Кл/кг равен экспозиц. дозе гамма или рентг. излучения, при к-рой сумма электрич. зарядов всех ионов одного знака, образовавшихся под воздействием излучения в сухом атм. воздухе массой 1 кг, равна 1 Кл (при условии полного использования ионизующей способности фотоэлектронов).
КУЛОНА ЗАКОН, один из осн. законов электростатики, определяющий силу вз-ствия между двумя точечными электрич. зарядами (между двумя электрически заряж. телами, размеры к-рых малы по сравнению с расстоянием между ними). Установлен франц. физиком Ш. Кулоном в 1785 с помощью изобретённых им крутильных весов
(ранее, в 70-х гг. 18 в., этот закон был открыт англ. учёным Г. Кавендишем, но его труды были опубликованы лишь в 1879).
Согласно К. з., два точечных заряда взаимодействуют друг с другом в вакууме с силой F, величина к-рой пропорц. произведению зарядов е1 и е2 и обратно пропорц. квадрату расстояния r между ними:
F=ke1e2/r2 .
Коэфф. пропорциональности k зависит от выбора системы ед. измерений (в Гаусса системе единиц k=1, в СИ k=1/40, 0— электрическая постоянная). Сила F направлена по прямой, соединяющей заряды, и соответствует притяжению для разноимённых зарядов и отталкиванию для одноимённых. Если взаимодействующие заряды находятся в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью , то сила вз-ствия уменьшается в раз:
К. з. служит одним из эксперим. обоснований классич. электродинамики; его обобщение приводит, в частности, К Гаусса теореме.
К. з. наз. также закон, определяющий силу вз-ствия двух магн. полюсов:
F=fm1m2/r2
(m1 и m2— магнитные заряды, — магнитная проницаемость среды, f — коэфф. пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц и равный в СГС единице).
КУЛОН-МЕТР (Кл•м, C•m), единица СИ электрич. дипольного момента; 1 Кл•м равен моменту электрич. диполя, заряды к-рого, равные 1 Кл, расположены на расстоянии 1 м один от другого. 1 Кл•м=3•1011 ед. СГСЭ=10 ед. СГСМ.
КУЛОНОВСКИЙ ЛОГАРИФМ, см. в ст. Плазма.
КУЛОНОВСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЯДРА, переход ат. ядра из невозбуждённого (основного) состояния в возбуждённое в результате электромагнитного взаимодействия с налетающей заряж. ч-цей. К. в. я. наблюдается при бомбардировке ядер ускоренными эл-нами, протонами, дейтронами, -частицами и др. заряж. ч-цами. При определении эфф. сечения К. в. я. либо измеряют энергию неупруго рассеянных ч-ц, либо регистрируют -кванты или конверсионные электроны, испускаемые возбуждённым ядром. К. в. я.— один из важнейших методов изучения спектра и св-в возбуждённых состояний стабильных ядер.
КУМЕТР (измеритель добротности), прибор для измерения добротности Q элементов электрич. цепей: катушек индуктивности, конденсаторов, колебат. контуров и др.
334
Действие К. основано на резонансном методе измерений: при резонансе напряжения в колебат. контуре, состоящем из последовательно включённых индуктивности и ёмкости, напряжение на индуктивности или ёмкости в Q раз больше напряжения, подаваемого на контур. На рисунке изображена схема НЧ К. для измерения
Схема куметра для измерения добротности катушек индуктивности: Г — генератор синусоидального напряжения; V — электронный вольтметр.
добротности катушек индуктивности. Настроив при помощи регулируемой меры ёмкости С0 колебат. контур включающий индуктивность Lx и
ёмкость С0) в резонанс, получают Q=UС0/Uвх. При неизменённом напряжении на входе Uвх вольтметр V может быть проградуирован в ед. добротности. В К. для измерений на высоких частотах вместо сопротивления До используется индуктивный
или ёмкостный делитель, с одного из плеч к-рого снимается напряжение Uвх. К. используется также для измерения индуктивности, ёмкости, тангенса угла диэлектрических потерь и полного сопротивления электрич. цепей. Совр. К. обеспечивают измерение добротности в диапазоне 2— 1200 на частотах 1 кГц — 250 МГц, осн. погрешность в % от верх. предела измерений 5—10%.
Техн. требования к К. стандартизованы в ГОСТах 22261—76 и 11286— 69.
• Электрорадиоизмерения, М., 1976; Грохольский А. Л., Измерители добротности — куметры, Новосиб., 1966.
В. П. Кузнецов.