Устаревшая ед частотного интервала. Названа в честь франц физика Ф. Савара (F. Savart). 1 С

Вид материала

Документы

Содержание Сен-венана принцип Сенсибилизированная люминесценция Серое тело С. С. Герштейн. L — линейный размер тела. С. газов, будучи очень большой при р Л. Д. Лившиц. Сила звука Сила инерции Сила света Д. Н. Лазарев. Сила тяжести Силовая оптика Силовое поле

Подобный материал:

• Синдром удлинённого интервала qt и проблемы безопасности психофармакотерапии, 109.2kb.
• Товариство з обмеженою, 119.57kb.
• Н. Г. Чернышевского кафедра теоретической и математической физики рабочая программа, 152.3kb.
• Программа по физике для 10-11 классов общеобразовательных, 75.87kb.
• Татьяна Евгеньевна Зыкова. Сюных лет ему была интересна литература, 95.59kb.
• Электронная газета в рамках «Дня науки», посвященного Году российской космонавтики, 85.16kb.
• Лекция Логические основы компьютеров , 369.25kb.
• Игра ) Имя известного ученого, в честь которого названа самая популярная программа, 21.91kb.
• Физика биологических систем, 39.45kb.
• Динамика культурных процессов в современной России, 39.45kb.

rv]/2. Производная от С. с. по времени наз. секторным ускорением точки w_= [rw]/2, где w — ускорение точки.

Понятие «С. с.» играет важную роль при изучении движения под дейст­вием центральной силы, напр. силы тяготения; в этом случае С. с. ос­таётся величиной постоянной, что имеет место, напр., при движении планет (2-й закон Кеплера), искусств. спутников Земли (если силу тяготе­ния считать направленной к её цент­ру) и косм. летат. аппаратов. При движении точки по плоской кривой v_=¹/₂r²d/dt, где r и  — полярные координаты точки.

СЕКУНДА [от лат. secunda divisio — второе деление (первоначально гра­дуса, а затем и часа)] (с, s), 1) единица времени СИ. Различают атомную С., воспроизводимую цезиевыми эта­лонами частоты и времени, и эфемеридную С., размер к-рой свя­зан с периодом обращения Земли во­круг Солнца (определяется на осно­вании астр. наблюдений). 1с равна 9192631770 периодам излучения, соот­ветствующего энергетич. переходу ме­жду двумя уровнями сверхтонкой структуры осн. состояния атома це­зия ¹³³₅₅Cs (резолюция 13-й Генераль­ной конференции по мерам и весам, 1967). Гос. эталон времени и частоты СССР (включающий атомно-лучевую трубку с пучком атомов Cs и радио­устройство, дающее набор электрич. колебаний фиксированных частот) по­зволяет воспроизводить ед. времени и частоты с относит. погрешностью ±1•10^-11.

За эфемеридную С. при­нята 1/31556925,9747 доля тропич. года. Оценки ат. времени и эфемеридного времени совпадают с точностью 2•10^-9. 2) Звёздная С. равна 1/86400 звёздных суток, или 0,99726966 с. 3) Угловая С. (") — внесистемная еди­ница плоского угла. 1"= (1/3600)°=4,848137•10^-6 радиан.

^ СЕН-ВЕНАНА ПРИНЦИП в теории упругости, принцип, согласно к-рому уравновешенная система сил, прило­женная к к.-л. части поверхности однородного упругого тела, вызы­вает в нём напряжения, очень быстро убывающие по мере удаления от этой части и на расстояниях, существенно превышающих наибольший линейный размер области приложения нагру­зок, напряжения и деформации оказы­ваются пренебрежимо малыми. Сфор­мулирован франц. учёным А. Сен-Венаном (A. Saint- Venant) в 1855.

Согласно С.-В. п., если усилия, действующие на небольшую часть поверхности упругого тела, заменить др. статически эквивалентной системой усилий (т. е. системой, имеющей ту же равнодействующую и тот же мо­мент), действующей на ту же часть поверхности тела, то изменение в напряжённом состоянии произойдёт лишь в непосредств. близости к обла­сти приложения нагрузки. Это по­зволяет одни граничные условия (дей­ствующие силы) заменять другими (напр., более удобными для статич. расчёта) при условии, что гл. вектор и гл. момент новой заданной системы сил сохраняют прежние значения (ме­тод смягчения граничных условий). С.-В. п. применяется также при на­личии упругопластич. деформаций.

^ СЕНСИБИЛИЗИРОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, люминесценция, при к-рой энергия возбуждения поглоща­ется одними атомами (молекулами, ионами) в-ва и передаётся другим ч-цам, к-рые затем люминесцируют. При С. л. большую роль играют про­цессы переноса энергии от поглощаю­щих атомов к излучающим.

С. л. наблюдается как в газовых, так и в конденсированных средах. В последнем случае С. л. обусловлена введением в основное в-во помимо ак­тиваторов, являющихся центрами лю­минесценции, новых центров — сенси­билизаторов, что расширяет спектраль­ную область поглощения люминофора. К С. л. можно отнести и процессы, при к-рых поглощение происходит в основном в-ве люминофора, а излуче­ние — в примесных атомах или моле­кулах, получающих энергию от атомов основного в-ва. В этом случае, наряду с безызлучательным перено­сом энергии, она может передаваться в процессе рекомбинации разделённых зарядов (эл-нов и дырок) на примес­ных центрах. Интенсивность С. л.

675


выше, чем обычной люминесценции при одинаковом возбуждении.

О См. лит. при ст. Люминесценция.

М. Д. Галанин.

^ СЕРОЕ ТЕЛО, тело, поглощения ко­эффициент к-рого меньше 1 и не за­висит от длины волны излучения  и абс. темп-ры Т. Коэфф. поглощения _,T (наз. также коэфф. черноты С. т.) всех реальных тел зависит от  (се­лективное поглощение) и Т, поэтому их можно считать серыми лишь в интервалах  и Т, где _,T прибл. постоянен. В видимой области спектра св-вами С. т. обладают каменный уголь _,T =0,80 при 400—900 К), сажа _,T =0,94—0,96 при 370— 470 К); платиновая и висмутовая черни поглощают и излучают как С. т. в наиб. широком интервале  — от видимого света до 25—30 мкм (_,T=0,93—0,99).

С. т. явл. источником т. н. серого излучения — теплового излучения, оди­накового по спектр. составу с излу­чением абсолютно чёрного тела, но отличающегося от него меньшей энер­гетич. яркостью. К серому излучению применимы законы излучения абсо­лютно чёрного тела — Планка за­кон излучения, Вина закон излучения, Рэлея — Джинса закон излучения. По­нятие «С. т.» применяется в оптич. пирометрии.

СЕЧЕНИЕ (эффективное сечение), величина, характеризующая вероят­ность перехода системы двух стал­кивающихся ч-ц в результате их рас­сеяния (упругого или неупругого) в определённое конечное состояние. С.  равно отношению числа dN таких переходов в ед. времени к плотности nv потока рассеиваемых ч-ц, падаю­щих на мишень, т. е. к числу ч-ц, проходящих в ед. времени через еди­ничную площадку, перпендикуляр­ную к их скорости v (n — плотность числа падающих ч-ц): a=dN/nv. Т. о., С. имеет размерность площади. Разл. типам переходов, наблюдаемых при рассеянии ч-ц, соответствуют разные С. Упругое рассеяние ч-ц характе­ризуют дифференциальным сечением d/d, равным отноше­нию числа ч-ц, упруго рассеянных в ед. времени в ед. телесного угла, к потоку падающих ч-ц (d— элемент телесного угла), и полным се­чением , равным интегралу дифф. сечения, взятому по полному телес­ному углу =4 стер. На рис. схе­матически изображён процесс упруго­го рассеяния точечных «классич.» ч-ц на шарике радиуса R₀ с «абсолютно жёсткой» поверхностью; полное С. рассеяния равно геом. сечению ша­рика: =R²₀.

При наличии неупругих процессов полное С. складывается из С. упругих и неупругих процессов. Для более детальной хар-ки рассеяния вводят С. для отд. типов (каналов) неупругих

реакций. Для множественных про­цессов важное значение имеют т. н. инклюзивные сечения, опи­сывающие вероятность появления в данном столкновении к.-л. определён­ной ч-цы или группы ч-ц.

Если вз-ствие между сталкивающи­мися ч-цами велико и быстро падает с увеличением расстояния, то С. по порядку величины, как правило, рав­но квадрату радиуса действия сил или геом. сечению системы (см. рис.);



Схема, поясняющая упругое рассеяние «классич.» ч-цы на «абсолютно твёрдом» ша­рике. Рассеянию на угол =- отвечает прицельный параметр =R₀sin(/2)=R₀cos(/2), а сечение d рассеяния в те­лесный угол d=2sind равно площади заштрихованного кольца: d=2d=(/2)R²₀sinid, т.е. дифф. сечение d/d=R²₀/4, а полное сечение упругого рассея­ния равно геом. сечению шарика: =R²₀. При учёте квант. (волн.) св-в ч-ц сечение получается иным. В предельном случае >>R₀ (=ћ/р — длина волны де Бройля ч-цы, р — её импульс) рассеяние сфериче­ски симметрично, а полное сечение в 4 раза больше классического: _кв=4R²₀. При <0 рассеяние на конечные углы (0) на­поминает классическое, однако под очень малыми углами ~/R₀ происходит вол­новое «дифракц.» рассеяние с сечением R²₀; т. о., полное сечение с учётом дифрак­ции вдвое больше классического: =2R²₀.

однако вследствие специфич. квантовомеханич. явлений С. могут сущест­венно отличаться от этих значений (напр., в случаях резонансного рас­сеяния и Рамзауэра эффекта).

Эксперим. измерения С. рассеяния дают сведения о структуре сталки­вающихся ч-ц. Так, измерения сече­ния упругого рассеяния -частиц ато­мами позволили открыть ат. ядро, а упругого рассеяния эл-нов нукло­нами — определить радиусы нуклонов и распределение в них электрич. заряда и магн. момента (т. н. эл.-магн. формфакторы). Понятие «С.» ис­пользуется также в кинетич. ур-ниях, описывающих неравновесные процес­сы в статистич. физике.

^ С. С. Герштейн.

СЖАТИЕ, см. Растяжение.

СЖИМАЕМОСТЬ, способность в-ва изменять свой объём под действием всестороннего давления. С. обладают все в-ва. Если в-во в процессе сжатия не испытывает хим., структурных и др. изменений, то при возвращении внеш. давления к исходному значению нач. объём восстанавливается. Именно обратимое изменение занимаемого в-вом объёма V под равномерным гидростатич. давлением р и наз. обыч­но С. (объёмной упругостью). Величину С. характеризует коэфф. С. , к-рый выражает уменьшение единич­ного объёма (или плотности ) тела при увеличении р на единицу: =-(1/V)(V/p)=1/(/p), где V и  — изменения V и  при изменении р на величину p. K=1/ — мо­дуль объёмной упруго­сти (модуль объёмного сжатия, объ­ёмный модуль), для тв. тел К=EG/3(3G-E), где E - Юнга модуль, G — модуль сдвига. Для иде­альных газов К=р при любой темп-ре Т. В общем случае С. в-ва, а следо­вательно, К и  зависят от р и Т. Как правило,  убывает при увели­чении р и растёт с Т. Часто С. харак­теризуют относит. плотностью  = /₀, где ₀ — плотность при T=0°С и р=1 атм.

Сжатие может происходить как при пост. Т (изотермически), так и с одноврем. разогревом сжимаемого тела (напр., в адиабатном про­цессе). В последнем случае значе­ния К будут большими, чем при изотермич. сжатии (для большинства тв. тел при обычной Т — на неск. %).

Для оценки С. в-в в широком диа­пазоне р используют уравнения со­стояния, выражающие связь между р, V и Т. Определяют С. непосред­ственно по изменению V под давлением (см. Пьезометр), из акустич. изме­рений скорости распространения уп­ругих волн в в-ве. Эксперименты в ударной волне позволяют установить зависимость между  и р при макс. эксперим. полученных давлениях. С. находят также из измерений парамет­ров крист. решётки под давлением, производимых методами рентгенов­ского структурного анализа. С. можно определить, измеряя линейную де­формацию твёрдого тела под гидро­статич. давлением (по т. н. линейной С.). Для изотропного тела коэфф.

линейной С. (1/L)(L/p) ¹/₃, где ^ L — линейный размер тела.

С. газов, будучи очень большой при р<1 кбар, по мере приближения их плотности к плотности жидкостей ста­новится близкой к С. жидкостей. Последняя с ростом р уменьшается сначала резко, а затем меняется весь­ма мало: в интервале 6—12 кбар  уменьшается примерно так же, как в интервале от 1 атм (10^-3 кбар) до 1 кбар (примерно в 2 раза), и при 10—12 кбар составляет 5—10% от начального значения. При 30—50 кбар модули К жидкостей по порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при 100 кбар /₀15—25%. Для отдельных в-в, напр. для щелочных металлов, /~40%, для большинства др. металлов — ~6—15%. Линейная С. анизотроп­ных в-в зависит от кристаллографич. направлений (во всяком случае до давлений в десятки кбар), причём вдоль направлений со слабым меж-

676


атомным взаимодействием она может в 8—10 раз превосходить С. по на­правлениям, вдоль к-рых в крист. решётке имеет место более сильная связь; изменение параметра решётки в этих направлениях в определённом интервале р может быть даже положи­тельным (теллур, селен). С.— важнейшая характеристика в-ва, к-рая позволяет судить о зависимости физ. «в-в от межатомных (межмолекуляр­ных) расстояний.

Знание С. газов (паров), жидкостей и твёрдых тел необходимо для рас­чёта работы тепловых машин, химико-технологич. процессов, действия взры­ва, аэро- и гидродинамич. эффектов, наблюдающихся при движении с боль­шими скоростями, и т. д.

• Варгафтик Н. Б., Справочник по теплофизическим свойствам газов и жид­костей, 2 изд., М., 1972; Таблицы физиче­ских величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976. См. также лит. при ст. Давление высокое.

^ Л. Д. Лившиц.

СИЛА в механике, мера механич. дей­ствия на данное материальное тело других тел. Это действие вызывает изменение скоростей точек тела или его деформацию и может иметь место как при непосредств. контакте (дав­ление прижатых друг к другу тел, трение), так и через посредство со­здаваемых телами полей (поле тяго­тения, электромагн. поле). С.— вели­чина векторная и в каждый момент времени она характеризуется числен­ным значением, направлением в про­странстве и точкой приложения; сло­жение сил производится по правилу параллелограмма сил. Прямая, вдоль к-рой направлены С., наз. линией действия С. Если тело можно рас­сматривать как недеформируемое (абс. твёрдое), то С. можно считать прило­женной и любой точке на её линии действия.

Измерение С. производят статич. или динамич. методами. Статич. ме­тод основан на уравновешивании из­меряемой С. другой, ранее известной. Динамич. метод основан на законе динамики mw=F, позволяющем, если известна масса m тела и измерено ускорение w его свободного поступат. движения относительно инерциальной системы отсчёта, найти силу F. Единицы измерения С.—1 ньютон (1 Н), равный С., к-рая сообщает мас­се в 1 кг ускорение 1 м/с², а также 1 дин =10^-5 Н и 1 кгс=9,81 Н.

С. М. Тарг.

^ СИЛА ЗВУКА, то же, что интенсив­ность звука.

СИЛА ИЗЛУЧЕНИЯ (энергетическая сила света), пространственно-угловая плотность потока излучения. Равна отношению потока излучения, рас­пространяющегося от источника внут­ри телесного угла, к величине этого телесного угла. Единица измерения С. и.— Вт/ср. В системе световых величин аналогом С. и. явл. сила света.

Л. Н. Капорский.

^ СИЛА ИНЕРЦИИ, векторная величи­на, численно равная произведению массы m материальной точки на её ускорение w и направленная проти­воположно ускорению. При криволи­нейном движении С. и. можно разло­жить на касательную, или тангенци­альную составляющую J_, направ­ленную противоположно касат. уско­рению w_ , и на нормальную состав­ляющую J_n, направленную вдоль нормали к траектории от центра кри­визны; численно J_=mw_, J_n=mv²/, где v — скорость точки,  — радиус кривизны траектории. При изучении движения по отношению к инерциальной системе отсчёта С. и. вводят для того, чтобы иметь формальную возможность составлять ур-ния ди­намики в форме более простых ур-ний статики (см. Д'Аламбера принцип). Понятие о С. и. вводится также при изучении относительного движения. В этом случае присоединение к дей­ствующим на материальную точку си­лам взаимодействия с др. телами С. и.— переносной J_пер и Кориолиса силы J_кор — позволяет составлять ур-ния движения этой точки в под­вижной (неинерциальной) системе от­счёта так же, как и в инерциальной.

С. М. Тарг.

^ СИЛА СВЕТА, одна из осн. световых величин, характеризующая свечение источника видимого излучения в нек-ром направлении. Равна отноше­нию светового потока, распространяю­щегося от источника внутри элем. те­лесного угла, содержащего данное на­правление, к этому телесному углу. Единица С. с. в Междунар. системе единиц (СИ) — кандела (кд). Понятие «С. с.» применимо на расстояниях от источника, намного превышающих его

размеры.

^ Д. Н. Лазарев.

СИЛА ТОКА, скалярная хар-ка электрического тока; равна отноше­нию заряда q, переносимого через сечение проводника за интервал вре­мени t, к этому интервалу: i=q/t. Единица С. т.— ампер. Для измерения С. т. используют амперметры.

^ СИЛА ТЯЖЕСТИ, сила Р, действу­ющая на любую материальную ча­стицу, находящуюся вблизи земной поверхности, и определяемая как геом. сумма силы при­тяжения Земли F (рис.) и перенос­ной силы инерции J_пер, учитывающей эффект суточного вращения Земли (аналогично опре­деляется понятие «С. т.» на др. не­бесных телах). В данной точке земной поверхности С. т. направлена верти­кально, а перпендикулярная к ней плоскость является горизонт. пло­скостью; углы  и  определяют соот­ветственно геоцентрич. и астрономич. широты.

Величина J_пер=mh² (где m — мас­са ч-цы, h — её расстояние от земной оси,  — угловая скорость вращения Земли) ввиду малости ² очень мала



по сравнению с F, поэтому С. т. мало отличается от силы притяжения Зем­ли. При перемещении вдоль поверх­ности Земли от полюса к экватору значение С. т. несколько убывает вследствие возрастания J_пер и умень­шения F из-за несферичности Земли; на экваторе С. т. примерно на 0,5% меньше, чем на полюсе. Разность между углами  и  тоже невелика (наибольшая около 11' при =45°). Под действием С. т. ч-ца получает ускорение g=P/m, наз. ускорени­ем силы тяжести, к-рое из­меняется с широтой так же, как С. т. Вес тела численно равен С. т.

Во всех точках области, размеры к-рой малы по сравнению с радиусом Земли, С. т. можно считать равными и параллельными друг другу, т. е. образующими однородное силовое по­ле. Действие С. т. существенно вли­яет почти на все явления и процессы, происходящие на Земле как в при­роде (включая живую), так и в тех­нике.

С. М. Тарг.

^ СИЛОВАЯ ОПТИКА, раздел оптики, в к-ром изучается воздействие на твёрдые среды интенсивных потоков оптического излучения (света), в ре­зультате к-рого может нарушаться механич. целостность этих сред. В оптотехнике под С. о. понимают оптич. устройства и системы, предназначен­ные для работы с интенсивными све­товыми потоками. С. о. развилась после появления лазеров в связи с использованием интенсивных свето­вых потоков для оптич. обработки материалов, а также с необходимостью создания формирующих и передающих оптич. систем, к-рые не теряют ра­ботоспособности при большой плот­ности энергии излучения.

В С. о. исследуют процессы выде­ления энергии в прозрачных (слабопоглощающих), поглоща­ющих и отражающих сре­дах, подвергающихся действию ин­тенсивных световых потоков, и ре­зультаты такого воздействия, а также определяют параметры излучения (плотность мощности, энергии, дли­тельность), при к-рых происходит разрушение того или иного типа (оп­тический пробой, плавление, испаре­ние, растрескивание). При этом су­ществ. значение могут иметь изме­нения оптич. хар-к в-ва в процессе воздействия лазерного излучения (напр., коэфф. отражения и показа­теля поглощения, возникновения са­мофокусировки света, появление по­глощения в продуктах световой эро­зии в-ва и др.). Определённые т. о. параметры излучения и режим его воздействия на в-во кладут в основу разработки лазерных установок для оптич. обработки материалов (сварка и резка, получение микроотверстий, изготовление элементов микроэлект­роники и т. д.). Для хар-ки работо-

677


способности прозрачных оптич. ма­териалов (стёкол, кристаллов, по­крытий и т. п.) и диэлектрич. зеркал вводят по аналогии с механич. или электрич. прочностью понятие луче­вой прочности. Данные о лучевой прочности материалов и изготовляемых из них оптич. элементов используют при постройке лазерных систем разл. назначения.

9 Действие излучения большой мощ­ности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича и М. А. Ельяшевича, М., 1970; Алешин И. В., И м а с Я. А., Комолов В. П., Оптическая прочность слабопоглощающих материалов, Л., 1974; Р э д и Дж., Действие мощного лазерного излучения, пер. с англ., М., 1974.

А. М. Бонч-Бруевич.

^ СИЛОВОЕ ПОЛЕ, часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке к-рой на помещённую туда материальную ч-цу действует сила, величина и направление к-рой зависят либо только от координат х, у, z этой точки, либо от координат и от времени t. В первом случае С., п. наз. стационарным, а во вто­ром — нестационарным. Ес­ли сила во всех точках С. п. имеет одно и то же значение, т. е. не за­висит от координат, то С. п. наз. однородным.

С. п., в к-ром работа сил поля, дей­ствующих на перемещающуюся в нём материальную ч-цу, зависит только от начального и конечного положения ч-цы и не зависит от вида её траек­тории, наз. потенциальным. Эту работу можно выразить через потенциальную энергию ч-цы П (х, у, z):

A=П(x₁, y₁, z₁)-П(x₂, y₂, z₂),

где x₁, y₁, z₁ и х₂, y₂, z₂ — координа­ты начального и конечного положе­ний частицы соответственно. При движении ч-цы в потенциальном С. п. под действием только сил поля имеет место закон сохранения механич. энергии, позволяющий установить за­висимость между скоростью ч-цы и её положением в С. п.

Примеры С. п.; поле тяготения, электромагнитное поле и др. См. Поля физические.

С. М. Тарг.