Магнит постоянный магнит сверхпроводящий магнитная анизотропия



бет13/18
Дата06.07.2016
өлшемі3.14 Mb.
#181198
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18
Часть М., непосредственно свя­занную с техникой, составляют мно­гочисленные общетехн. и спец. дисцип­лины, такие, как гидравлика, сопро­тивление материалов, строит. М., ки­нематика механизмов, динамика машин и механизмов, теория гироскопич. устройств, внеш. баллистика, дина­мика ракет, теория движения назем­ных, морских и воздушных транспорт­ных средств, теория регулирования и управления движением разл. объектов и др. Все эти дисциплины пользуются ур-ниями и методами теор. М. Та­ким образом, М. явл. одной из на­учных основ мн. областей совр. тех­ники.

Основные понятия и методы меха­ники. Осн. кинематич. мерами дви­жения в М. являются: для точки — её скорость и ускорение, а для тв.

тела — скорость и ускорение поступат. движения и угловая скорость и угловое ускорение вращат. движения. Кинематич. состояние деформируе­мого тв. тела характеризуется относит. удлинениями и сдвигами его ч-ц; совокупность этих величин определяет т. н. тензор деформаций. Для .жидкостей и газов кинематич. состоя­ние характеризуется тензором ско­ростей деформаций; при изучении поля скоростей движущейся жидкости пользуются также понятием вихря, характеризующего вращение ч-цы. Осн. мерой механич. вз-ствия матер. тел в М. явл. сила. Одновременно в М.

пользуются понятием момента силы относительно точки и относительно

оси.. В М. сплошной среды силы задаются их поверхностным или объёмным распределением, т. е. отношением величины силы к площади поверхности (для поверхностных сил) или к объёму (для массовых сил), на к-рые соответствующая сила действует. Воз­никающие в сплошной среде внутр. напряжения характеризуются в каждой точке среды касательными и норм. .напряжениями, совокупность к-рых представляет собой величину, наз. тензором напряжений. Среднее арифметическое трёх норм. напряжений, взятое с обратным знаком, определяет величину, наз. давлением в данной точке среды.

На движение тела, помимо действующих сил, оказывает влияние степень его инертности. Для матер. точки мерой инертности явл. её масса, ииертность матер. тела зависит от его общей массы и от распределения масс теле, к-рое характеризуется положением центра масс и величинами, наз. осевыми и центробежными моментами инерции; совокупность этих величин определяет т. н. тензор инерции. Инертность жидкости или газа характеризуется их плотностью.

В основе М. лежат три закона Нью­тона. Первые два справедливы по от­ношению к т. н. инерциальной сис­теме отсчёта. Второй закон даёт осн. ур-ния для решения задач дина­мики точки, а вместе с третьим — для

решения задач динамики системы ма­тер. точек. В М. сплошной среды, кроме законов Ньютона, использу­ются ещё законы, отражающие св-ва данной среды и устанавливающие для неё связь между тензором напряжений и тензорами деформаций или скоро­стей деформаций. Таков Гука закон для линейно-упругого тела и закон Ньютона для вязкой жидкости (см. Вязкость). О законах, к-рым подчи­няются др. среды, см. Пластичность и Реология.

Важное значение для решения за­дач М. имеют понятия о динамич. ме­рах движения, к-рыми явл. количе­ство движения, момент количества движения (или кинетич. момент) и кинетическая энергия, и о мерах дей­ствия силы, каковыми служат им­пульс силы и работа. Соотношение между мерами движения и мерами действия силы дают т. н. общие теоре­мы динамики. Эти теоремы и вы­текающие из них законы сохранения кол-ва движения, момента кол-ва дви­жения и механич. энергии выражают св-ва движения любой системы матер. точек и сплошной среды.

Эфф. методы изучения равновесия и движения несвободной механич. сис­темы (см. Связи механические) дают вариационные принципы механики, в частности возможных перемещений принцип, наименьшего действия прин­цип, а также Д'Аламбера принцип. При решении задач М. широко ис­пользуются вытекающие из её за­конов или принципов дифф. ур-ния движения матер. точки, тв. тела И сис­темы матер. точек, в частности ур-ния Лагранжа, канонич. ур-ния, ур-ние Гамильтона — Якоби, а в М. сплош­ной среды — соответствующие ур-ния равновесия или движения этой среды, ур-ние неразрывности (сплошности) среды и ур-ние энергии.

Основные этапы развития механики. М.— одна из древнейших наук. Её воз­никновение и развитие неразрывно связаны с развитием производит. сил общества, нуждами практики. Раньше других разделов М. под влиянием за­просов гл. обр. строит. техники на­чинает развиваться статика. Первые дошедшие до нас трактаты по М., где рассматриваются элем. задачи статики и св-ва простейших машин, появи­лись в Древней Греции. К ним отно­сятся натурфилософские сочинения Аристотеля (4 в. до н. э.), к-рый ввёл в науку термин «М.». Научные основы статики (теория рычага, сложение параллельных сил, учение о центре тяжести, начала гидростатики и др.) разработал Архимед (3 в. до н. э.). Существенный вклад в дальнейшие исследования по статике (установле­ние правил параллелограмма сил и развитие учения о моменте силы) при­надлежит Леонардо да Винчи (15 в.), голл. учёному С. Стевину (16 в.), франц. учёному П. Вариньону (17 в.), а по теории пар сил — франц. учёно­му Л. Пуансо (1804).

Периодом создания научных основ динамики, а с ней и всей М. явился 17 в. Большое влияние на развитие М. оказало учение польск. астронома Н. Коперника (16 в.) и открытие нем. астрономом И. Кеплером законов дви­жения планет (нач. 17 в.). Осново­положником динамики явл. итал. учё­ный Г. Галилей, к-рый дал первое верное решение задачи о движении тела под действием силы (закон рав­ноускоренного падения); его исследо­вания привели к открытию закона инерции и принципа относительности классич. М.; им же положено начало теории колебаний (открытие изохронности малых колебаний маятни­ка) и науке о сопротивлении материа­лов (исследование прочности балок). Важные для дальнейшего развития М. исследования движения точки по ок­ружности, колебаний физ. маятника и законов упругого удара тел принад­лежат голл. учёному X. Гюйгенсу. Создание основ классич. М. заверша­ется трудами И. Ньютона, сформули­ровавшего осн. законы М. (1687) и открывшего закон всемирного тяго­тения. В 17 в. были установлены и два исходных положения М. сплошной среды: закон вязкого трения в жид­костях и газах (Ньютон) и закон, выражающий зависимость между на­пряжениями и деформациями в упру­гом теле (англ. учёный Р. Гук).

В 18 в. интенсивно развиваются аналитич. методы решения задач М., осно­вывающиеся на использовании дифф. и интегр. исчислений. Для матер. точ­ки эти методы разработал Л. Эйлер, заложивший также основы динамики тв. тела. Аналитич. методы решения задач динамики системы основываются на принципе возможных перемеще­ний, развитию и обобщению к-рого были посвящены исследования швейц. учёного И. Бернулли, франц. учёных Л. Карно, Ж. Фурье и Ж. Лагранжа, и на принципе, высказанном франц. учёным Д'Аламбером и носящем его имя. Разработку этих методов завер­шил Лагранж, получивший ур-ния движения системы в обобщённых коор­динатах (назв. его именем); им же раз­работаны основы совр. теории коле­баний. Др. путь решения задач М. ис­ходит из принципа наименьшего дей­ствия в форме, высказанной для точки франц. учёным П. Мопертюи и обоб­щённой на случай системы точек Лагранжем. В М. сплошной среды Эй­лером, швейц. учёным Д. Бернулли, а также Лагранжем и Д'Аламбером были разработаны теор. основы гидро­динамики идеальной жидкости.

В 19 в. продолжается интенсивное развитие всех разделов М. В динамике тв. тела результаты, полученные Эй­лером и Лагранжем, а затем продол­женные С. В. Ковалевской и др. ис­следователями, послужили основой, имеющей большое ирактич. значение

415

теории гироскопа. Дальнейшему раз­витию принципов М. были посвяще­ны исследования М. В. Остроград­ского, ирл. учёного У. Гамильтона, нем. учёных К. Якоб и и Г. Герца и др. Англ. учёным Э. Раусом, Н. Е. Жу­ковским и особенно А. М. Ляпуно­вым была разработана теория устой­чивости равновесия и движения. И. А. Вышнеградский заложил основы совр. теории автоматич. регулирова­ния. Доказанная франц. учёным Г. Кориолисом теорема о составляющих ускорения легла в основу динамики относит. движения. Кинематика, раз­вивавшаяся одновременно с динами­кой, выделяется во 2-й пол. 19 в. в самостоят. раздел М.



Значит. развитие в 19 в. получила М. сплошной среды. Франц. учёными Л. Навье и О. Коши были установле­ны общие ур-ния теории упругости. Дальнейшие фундам. результаты в этой области получили англ. учё­ные Дж. Грин, У. Томсон, франц. учёные С. Пуассон, А. Сен-Венан, Г. Ламе, нем. учёный Г. Кирхгоф, Остроградский и др. Исследования Навье и англ. учёного Дж. Стокса при­вели к установлению дифф. ур-ний движения вязкой жидкости. Сущест­венный вклад в дальнейшее развитие динамики идеальной и вязкой жид­кости внесли нем. учёный Г. Гельм­гольц (учение о вихрях), Кирхгоф и Жуковский (отрывное обтекание тел), англ. учёный О. Рейнольдс (начало изучения турбулентных тече­ний), Н. П. Петров (гидродинамич. теория трения при смазке), нем. учё­ный Л. Прандтль (теория погранично­го слоя) и др. Сен-Венан предложил первую матем. теорию пластич. тече­ния металла.

В 20 в. интенсивно развиваются новые области науки — теория нели­нейных колебаний, основы к-рой бы­ли заложены в трудах Ляпунова и франц. учёного А. Пуанкаре, М. тел перем. массы и динамика ракет, где ряд исходных исследований при­надлежит И. В. Мещерскому (труды кон. 19 в.) и К. Э. Циолковскому. В М. сплошной среды появляются два раздела: аэродинамика, основы к-рой, как и всей авиац. науки, были созданы Жуковским, и газовая дина­мика, основы к-рой были заложены С. А. Чаплыгиным.

Современные проблемы механики. К числу этих проблем относятся уже отмечавшиеся задачи теории колеба­ний (особенно нелинейных), динамики тв. тела, теории устойчивости движе­ния, а также М. тел перем. массы и динамики косм. полётов. Всё боль­шее значение приобретают задачи, требующие применения вероятност­ных методов расчёта, т. е. задачи, в к-рых, напр., для действующих сил известна лишь вероятность того, ка­кие значения они могут иметь. В М.

непрерывной среды весьма актуальны проблемы: изучения поведения макро­частиц при изменении их формы, что связано с разработкой более строгой теории турбулентного течения жид­кости; решения задач теории пластич­ности и ползучести; создания обос­нованной теории прочности и разру­шения тв. тел.

Большой круг задач М. связан с изучением движения плазмы в магн. поле (магнитная гидродинамика), т. е. с решением одной из самых актуаль­ных проблем совр. физики — осущест­влением управляемого термоядерного синтеза. В гидродинамике ряд важ­нейших задач связан с проблемами больших скоростей в авиации, бал­листике, турбиностроении и двигателестроении. Много новых задач воз­никает на стыке М. с др. областями наук. Сюда относятся проблемы гидротермохимии, т. е. исследования механич. процессов в жидкостях и га­зах, вступающих в хим. реакции, изучение сил, вызывающих деление клеток, механизма образования му­скульной силы и др.

При решении мн. задач М. исполь­зуются электронно-вычислительные и аналоговые машины; разработка ме­тодов решения новых задач М. с по­мощью этих машин (особенно М. сплошной среды) — также весьма ак­туальная проблема.

• Г а л и л е й Г., Соч., т. 1, М.—Л., 1934; Н ь ю т о н И., Математические начала на­туральной философии, пер. с лат., М.—Л., 1936 (Крылов А. Н., Собр. соч., т. 7); Э й л е р Л., Основы динамики точки, пер. с лат., М.—Л., 1938; Д'А л а м б е р Ж., Динамика, пер. с франц., М.—Л., 1950; Л а г р а н ж Ж., Аналитическая механика, пер. с франц., 2 изд., т. 1—2, М.—Л., 1950; Жуковский Н. Е., Теоретическая механика, 2 изд., М.—Л., 1952; Суслов Г. К., Теоретическая механика, 3 изд., М.— Л., 1946; Бухгольц Н. Н., Основной курс теоретической механики, 9 изд., ч. 1, 6 изд., ч. 2, М., 1972; Моисеев Н. Д., Очерки развития механики, М., 1961; Кос­модемьянский А. А., Очерки по истории механики, 2 изд., М., 1964; История механики с древнейших времен до конца XVIII в., М., 1971; Веселовский И. Н., Очерки по истории теоретической механи­ки, М., 1974; Механика в СССР за 50 лет, т. 1—3, М., 1968—72; См. также лит. при ст. Гидроаэромеханика, Упругости теория и Пластичности теория.

С. М. Тарг.

МЕХАНИКА СПЛОШНОЙ СРЕДЫ, раздел механики, посвящённый изу­чению движения и равновесия газов, жидкостей, плазмы и деформируемых тв. тел; подразделяется на гидроаэромеханику, газовую динамику, упругости теорию, пластичности теорию и др. Осн. допущение М. с. с. состоит в том, что в-во можно рассматривать как не­прерывную, сплошную среду, пре­небрегая его молекулярным (атом­ным) строением, и одновременно счи­тать непрерывным распределение в среде всех её хар-к (плотности, на­пряжений, скоростей ч-ц и др.). Эти допущения позволяют применять в М. с. с. хорошо разработанный для непрерывных ф-ций аппарат высшей математики на основании того, что размеры молекул ничтожно малы по сравнению с размерами ч-ц, к-рые

рассматриваются при теор. и эксперим. исследованиях в М. с. с.

Исходными в М. с. с. при изучении любой среды являются: 1) ур-ния движения или равновесия среды, полу­чаемые как следствие осн. законов ме­ханики; 2) ур-ние неразрывности (сплошности) среды, являющееся след­ствием закона сохранения массы; 3) ур-ние сохранения энергии. Осо­бенности каждой конкретной среды учитываются т. н. ур-нием состояния, или реологич. ур-нием, устанавли­вающим для данной среды вид зави­симости между напряжениями и де­формациями или скоростями дефор­мации среды. Хар-ки среды могут также зависеть от темп-ры и др. физ.-хим. параметров; вид таких зависимо­стей устанавливается дополнительно. Кроме того, при решении каждой кон­кретной задачи должны задаваться начальные и граничные условия, вид к-рых тоже зависит от особенностей среды.

М. с. с. применяется в разл. обла­стях физики и техники.

• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., М., 1954 (Теоретическая физика); Седов Л. И., Механика сплошной среды, 2 изд., т. 1—2, М., 1973.



С. М. Тарг.

МЕХАНИКА СЫПУЧИХ СРЕД, раздел механики сплошной среды, в к-ром исследуются равновесие и движение сыпучих сред (песчаных, глинистых и др. грунтов, зерна и т. д.). Задача М. с. с.— гл. обр. определение дав­ления грунтов на опорные стенки, формы возможных поверхностей спол­зания откосов, вычисление необходи­мой глубины фундаментов, определе­ние давления зерна на стены элевато­ров, изучение волн. процессов в грун­тах при динамич. нагружениях и т. д. Одним из осн. разделов М. с. с. явл. механика грунтов.

МЕХАНИКА ТЕЛ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ, раздел теор. механики, в к-ром изучается движение матер. тел, масса к-рых изменяется во время дви­жения. Осн. исследования по М. т.п. м. принадлежат И. В. Мещерскому и К. Э. Циолковскому. Задачи М. т. п. м. выдвигаются развитием ави­ационной и ракетной техники, а также теор. механики и астрономии.

Изменение массы тела (точки) во вре­мя движения может обусловливаться отделением (отбрасыванием) ч-ц или их присоединением (налипанием). При полёте совр. реактивных самолётов с воздушно-реактивными двигателями происходят одновременно как про­цессы присоединения, так и отделения ч-ц. Масса таких самолётов увеличи­вается за счёт ч-ц воздуха, засасывае­мых в двигатель, н уменьшается в ре­зультате отбрасывания ч-ц — продук­тов горения топлива. Основное век­торное дифф. ур-ние движения точки перем. массы для случая присоедине­ния и отделения ч-ц, полученное в 1904 Мещерским, имеет вид:



416


где М — масса точки, v её ско­рость, t время, F равнодейству­ющая приложенных сил, V1 — отно­сит. скорость отделяющихся ч-ц, │dM1/dt секундный расход массы,

V2 — относит. скорость присоединяющихся ч-ц, │dM2/dt — секундный приход

массы. Произведение (dM1/dt)V1=Ф1реактивная тяга, a ( dM2/dt)V22

тормозящая сила, обусловленная присоединением частиц. Для совр. ракет ур-ние движения получается из (*) при условии, что Ф2=0.

В М. т. п. м. рассматриваются два класса задач: определение траекто­рии центра масс и определение движе­ния тела перем. массы около центра масс. В ряде случаев можно найти траекторные хар-ки движения центра масс, исходя из ур-ний динамики точ­ки перем. массы. Изучение движения тел перем. массы около центра масс важно для исследования динамич. ус­тойчивости реальных объектов (ра­кет, самолётов), их управляемости и манёвренности. К задачам М. т. п. м. относится также отыскание оптим. режимов движения, т. е. определение таких законов изменения массы тела или точки, при к-рых кинематич. или динамич. хар-ки их движения ста­новятся наилучшими. Наиболее эфф. метод решения таких задач — вариа­ционное исчисление.

Важной задачей механики тел пе­рем. массы с тв. оболочкой явл. изу­чение движения этих тел при нек-рых дополнит. условиях, налагаемых на скорость центра масс. Такие задачи возникают, напр., при изучении дви­жения телеуправляемых ракет и бес­пилотных самолётов, наводимых на цель автоматически, или по радио­командам с Земли, или же по коман­дам, вырабатываемым головками са­монаведения. Большое число работ по М. т. п. м. относится к изучению движения небесных тел. Допуская, что увеличение массы небесного тела происходит за счёт налипания косм. пыли, приходят к дополнит. условию о равенстве нулю абс. скорости на­липающих ч-ц. Ур-ние движения точки перем. массы в этом случае прини­мает вид: d/dt(Mv)=F. М. т. п. м.

находит приложения при исследова­ниях и в др. областях техники.

• Мещерский И. В., Работы по меха­нике тел переменной массы, 2 изд., М., 1952; Циолковский К. Э., Собр. соч., т. 2, М., 1954; Методы оптимизации с прило­жениями к механике космического полета, под ред. Дж. Лейтмана, М., 1965; Кос­модемьянский А. А., Курс теоре­тической механики, 3 изд., ч. 2, М., 1966. См. также лит. при ст. Динамика ракет.



А. А. Космодемьянский.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ СВЕТА, отношение потока излучения к содержащемуся в нём световому потоку. Понятие «М. э. с.» применяется обычно к монохроматич. излучению,


лежащему в световом диапазоне. Ве­личина, обратная М. э. с., наз. све­товой эффективностью излучения. М. э. с. явл. ф-цией длины волны света  и наименьшее значение, рав­ное 0,00146 Вт/лм, принимает при

555 нм.



Д. И. Лазарев.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ТЕПЛОТЫ, количество работы, экви­валентное ед. количества теплоты (ка­лории или килокалории). Понятие «М. э. т.» возникло в связи с тем, что исторически механич. работу и кол-во теплоты измеряли в разных единицах. С установлением эквивалентности ме­ханич. работы и теплоты (см. Энергии сохранения закон) были произведены тщательные измерения М. э. т., по­казавшие, что 1 ккал=426,9 кгс•м. В Международной системе единиц (СИ) принята одна единица для измере­ния работы и кол-ва теплоты — джо­уль (1 Дж=0,239 кал=0,102 кгс•м), поэтому пользоваться понятием «М. э. т.» нет необходимости.

МЕХАНОКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФ­ФЕКТ, наблюдается в жидком гелии 4 Не при темп-pax ниже темп-ры пере­хода в сверхтекучее состояние (ниже 2,19 К при норм. давлении): при вы­текании гелия из сосуда через узкий капилляр или щель (~1 мкм) оста­ющийся в сосуде гелий нагревается. Открыт в 1938 англ. физиками Д. Г. Доунтом и К. Мендельсоном; эффект получил объяснение на основе квант. теории сверхтекучести. Обрат­ное явление — течение гелия, вы­званное подводом теплоты, наз. тер­момеханическим эффектом. См. Ге­лий жидкий.

МЕХАНОСТРИКЦИЯ, деформация, возникающая в ферро-, ферри- и антиферромагн. образцах при наложе­нии механич. напряжений, изменяю­щих магн. состояние (намагничен­ность) образцов. М. явл. следствием магнитострикции. В отсутствии внеш. магн. поля механич. напряжения вы­зывают в образце процессы смещения границ магн. доменов и вращения век­торов их самопроизвольной намагни­ченности, что приводит к дополни­тельному, по сравнению с упругим, изменению размеров образца. При наличии М. деформация (напр., удли­нение) образца оказывается непропорц. напряжению, т. е. наблюдается откло­нение от Гука закона.

• Белов К. П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, 2 изд., М., 1957.

МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ, то же, что изотопные индикаторы.

МИГРАЦИЯ ЭНЕРГИИ (от лат. migratio — перемещение), многократный безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. При на­личии в в-ве примесных центров лю­минесценции М. э. от центра к центру наблюдается при достаточно большой концентрации примесных атомов или молекул в оптически инертном раство­рителе (жидкостях, стёклах, кристаллах); в этом случае она обычно обу­словлена резонансным диполь-дипольным или обменным вз-ствием (т. н. механизм Ферстера). В кристаллах М. э. может быть обусловлена также переносом энергии экситонами, и во мн. случаях М. э. в них можно рас­сматривать как диффузионное дви­жение экситонов. М. э. может при­водить к сенсибилизированной люми­несценции или к тушению люминесцен­ции (если при М. э. энергия возбужде­ния поглощается тушащими центрами). М. э. играет большую роль в биоло­гии в процессах фотосинтеза.

• См. лит. при ст. Перенос энергии.



М. Д. Галанин.

МИДЕЛЕВОЕ СЕЧЕНИЕ (мидель) (от голл. middel — средний), для движу­щегося в воде или воздухе тела (напр., торпеды, корпуса судна, фюзеляжа самолёта, ракеты) — наибольшее по площади сечение этого тела плоско­стью, перпендикулярной направле­нию движения. К площади М. с. обычно относят действующую на тело силу сопротивления. Под площадью М. с. понимают ещё площадь проек­ции тела на плоскость, перпендику­лярную направлению его движения.

МИКРО... (от греч. mikros — малый), приставка к наименованию ед. физ. величины для образования наименова­ния дольной единицы, равной одной миллионной доле исходной единицы. Обозначения: мк, ,. Напр., 1 мкс (микросекунда)=10-6 с.

МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКО­ПИЯ, радиоспектроскопия сантиметро­вого и миллиметрового диапазонов длин волн  (СВЧ). Т. к. в этот диа­пазон попадает большинство враща­тельных и вращательно-пнверсионных спектров молекул, наблюдение к-рых в тв. телах и жидкостях невозможно, то М. с. часто отождествляют с радио­спектроскопией газов. Измерение ча­стот вращат. спектров молекул позво­ляет определить структуру молекулы и природу хим. связи. Колебания ато­мов, составляющих молекулу, при­водят к расщеплению линий вращат. спектра и к возникновению тонкой структуры. В спектрах линейных моле­кул и молекул типа симметричного волчка возможно т. н. l-удвоение ли­ний, а в спектрах молекул типа асим­метричного волчка, обладающих пло­скостью инверсии,— инверсионное рас­щепление. Спектры l-удвоения на­блюдаются, напр., у молекулы HCN, причём переходы между уровнями удвоения попадают в диапазон ~3 мм. Инверсионное расщепление на­блюдается только у молекулы аммиа­ка (NH3, ND3, NH2D). Инверсионный спектр молекулы NH3 попадает в область ~1,3 см, а спектр молекулы ND3— в область ~15—18 см. Обе эти молекулы использовались в пер­вых квант. генераторах (см. Молеку­лярный генератор).

417

Сверхтонкая структура вращат. мол. спектров обусловлена слабыми вз-ствиями электрич. и магн. момен­тов ат. ядер между собой и с полем, создаваемым эл-нами в молекуле. Квадрупольная сверхтонкая структура спектров вызвана вз-ствием квадрупольного момента ядра с электрич. внутримол. полем, а магн. сверхтон­кая структура связана с вз-ствием магн. моментов ядер между собой и с магн. полем, обусловленным враще­нием молекулы как целого. Наблюде­ние квадрупольной сверхтонкой струк­туры даёт информацию о спине, квадрупольном и магнитном моментах ядер, входящих в состав молекулы.



Радиоспектроскоп СВЧ содержит ге­нератор (клистрон), излучение к-рого пропускают через волноводную ячей­ку, заполненную исследуемым газом. После этого оно попадает на детектор. Сигнал детектора подаётся на реги­стрирующий прибор; он пропорц. мощ­ности, поглощённой в волноводе. Плавно изменяя частоту генератора, определяют резонансную частоту и ин­тенсивность поглощения. Иногда вме­сто волноводной ячейки применяется объёмный резонатор. Для повышения чувствительности радиоспектроско­пов интенсивность спектр. линии мо­дулируют с помощью электрич. или магн. полей. Модуляция происходит за счёт расщепления линий в электри­ческом (Штарка эффект) или маг­нитном (Зеемана эффект) полях.

Разрешающая способность радио­спектроскопа определяется шириной спектр. линии  ( — частота излу­чения), к-рая в газе обусловлена гл. обр. Доплера эффектом и соударения­ми молекул друг с другом и со стен­ками ячейки. Роль соударений можно уменьшить, понижая давление р в ячейке [при р~0,13 Н/м2 или 10-3 мм рт. ст. ~(1 —5)•104 Гц] или используя мол. пучки, в к-рых практически полностью отсутствуют соударения молекул друг с другом (см. Молекулярные и атомные пучки). В этом случае ~103 Гц, что позволяет наблюдать не только квадрупольную, но и магнитную сверхтонкую структуру, однако применение мол. пучков связано с уменьшением интен­сивности линии. Для её повышения «очищают» от ч-ц верх. энергетич. уро­вень или увеличивают в иеск. раз насе­лённость ниж. уровня. При этом, т. к. коэфф. поглощения волны пропорц. разности населённостей уровней, между к-рыми происходит переход, интен­сивность спектр. линии увеличивается в kT/ћ раз (Т — темп-pa газа). В мол. пучке это осуществляется с помощью неоднородных электрич. или магн. полей, а в равновесном газе — с по­мощью вспомогат. излучения (см. Квантовая электроника).

• См. лит. при ст. Радиоспектроскопия.

А. Н. Ораевский.

МИКРОКАНОНИЧЕСКИЙ АН­САМБЛЬ ГИББСА, статистический ансамбль для изолированных (не об­менивающихся энергией с окружаю­щими телами) макроскопич. систем, имеющих пост. объём и пост. число ч-ц. Введён амер. физиком Дж. У. Гиббсом (J. W. Gibbs) в 1901 как одно из важных понятий статистиче­ской физики. В М. а. Г. распределение по состояниям описывается микрока­ноническим распределением Гиббса.

МИКРОКАНОНИЧЕСКОЕ РАСПРЕ­ДЕЛЕНИЕ ГИББСА, равновесное рас­пределение вероятностей состояний статистического ансамбля систем с заданной полной энергией при пост. объёме и пост. числе ч-ц, но энергети­чески изолированных от окружающей среды, т. е. статистич. распределение для микроканонического ансамбля Гиббса. Установлено амер. физиком Дж. У. Гиббсом (1901) как один из осн. законов статистической физики.

В классич. статистике статистич. ансамбль характеризуется ф-цией рас­пределения f(р, q], зависящей от обобщённых координат q и им­пульсов р всех ч-ц системы. Эта ф-ция определяет плотность вероятности микроскопич. состояния (р, q) системы. Равновесное распределение должно за­висеть от интегралов движения сис­темы, её полной энергии H(р, q). Согласно М. р. Г., все микроскопич. состояния на поверхности заданной энергии Н(р, q) (т. е. заданной Га­мильтона функции) равновероятны, а вероятности других состояний равны нулю (системы энергетически изоли­рованы), следовательно f(р, q)=А[Н(р, q)-ξ], где  — дельта-функция Дирака, £ — заданное зна­чение энергии. Постоянная А опре­деляется из условия нормировки: сум­марная вероятность пребывания сис­темы во всех состояниях равна едини­це.

В квант. статистике рассматривает­ся ансамбль энергетически изолиро­ванных квант. систем с пост. объёмом V и числом ч-ц N, имеющих одинако­вую энергию ξ с точностью до ξ<<ξ. Величину ξ выбирают обычно ма­лой, но конечной, т. к. точная фик­сация энергии в квант. механике, в соответствии с неопределённостей соот­ношением между энергией и временем, потребовала бы бесконечного времени наблюдения. Предполагается, что для таких систем все квантовомеханич. состояния с энергией от ξ до ξ+ξ равновероятны. Такое распре­деление вероятностей w состояний системы, когда w (ξк) =

наз. М. р. Г. для квантового стати­стического ансамбля. Здесь (ξ, N, V) — статистический вес, рав­ный числу квант. состояний в слое ξ и определяемый из условия нор­мировки кw(ξк)=1. М. р. Г. ма­лочувствительно к выбору ширины

энергетич. слоя ξ, поэтому в квант. статистике можно также рассматри­вать ансамбль полностью изолирован­ных систем, когда ξ0. Такому М. р. Г. соответствует матрица плот­ности =A(H-ξ), где Н — гамиль­тониан, системы.

М. р. Г. неудобно для практич. при­менений, т. к. для вычисления  нужно найти распределение квант, уровней системы из большого числа ч-ц, что представляет очень сложную задачу. М. р. Г. применяется при теор. исследованиях, т. к, из всех Гиббса распределений оно наиболее тесно связано с механикой. Для кон­кретных задач удобнее рассматривать не энергетически изолированные сис­темы, а системы, находящиеся в теп­ловом контакте с окружающей средой, темп-pa к-рой постоянна (с термоста­том), и применять каноническое рас­пределение Гиббса или рассматривать системы, для к-рых возможен обмен энергией и ч-цами с термостатом, и использовать Гиббса большое канони­ческое распределение.

• См. лит. при ст. Статистическая физика.

Д. Н. Зубарев.

МИКРОН (от греч. mikron — малое) (мк, ), устаревшее назв. дольной ед. длины, равной 10-6 м; совр. наимено­вание — микрометр (обознача­ется мкм).

МИКРОНАПРЯЖЕНИЯ, внутрен­ние напряжения, существующие в кристаллах в отсутствии внеш. сил и уравновешенные в объёмах, малых по сравнению с объёмом всего тела. Ис­точники М.— несовершенства крист. строения: точечные дефекты и их скоп­ления, дислокации и т. п. По мере приближения к дефекту кристалла напряжения возрастают и могут до­стигать значений порядка предела прочности материала. М. определяют ряд физ. св-в кристаллов и прежде все­го закономерности их пластич. де­формирования и разрушения.

МИКРОПРИЧИННОСТИ УСЛОВИЕ, требование, согласно к-рому условие причинности (причина должна пред­шествовать во времени следствию) вы­полняется вплоть до сколь угодно малых расстояний и промежутков вре­мени. Из теории относительности сле­дует, что допущение о существований физ. сигналов, распространяющихся со сверхсветовой скоростью, приво­дит к нарушению требования при­чинности. Таким образом, М. у. оз­начает запрет на сверхсветовые сиг­налы «в малом». В квант. теории, где физ. величинам ставятся в соответ­ствие операторы, М. у. выступает как требование переставимости любых операторов, относящихся к двум точ­кам пространства-времени, если эти точки нельзя связать световым сиг­налом; такая переставимость означает, что физ. величины, к-рым соответст­вуют эти операторы, могут быть точно определены независимо и одновре­менно. М. у. существенно в квантовой теории поля, особенно в дисперсион-

418

ном и аксиоматич. подходах, к-рые не опираются на конкретные модель­ные представления о вз-ствии и поэто­му могут быть использованы для пря­мой проверки М. у. В квант. электро­динамике М. у. экспериментально про­верено до расстояний 10-16 см (и соответственно до времён 10-26 с). Нарушение М. у. привело бы к не­обходимости радикального изменения способа описания физ. процессов, от­каза от принятого в совр. теориях динамич. описания, при к-ром состоя­ние физ. системы в данный момент времени (следствие) определяется её состояниями в предшествующие момен­ты времени (причина).



• См. лит. при ст. Квантовая теория поля, Причинности принцип.

В. И. Григорьев.

МИКРОПРОЕКЦИЯ, способ получе­ния на экране (а при микрофото- и микрокиносъёмке — на фоточувствпт. слое) изображений оптических малых объектов, даваемых микроскопом. При



М. объектив 2 микроскопа (рис.) об­разует, как обычно, увеличенное действит. изображение 1 объекта 1; окуляр 3 работает как проекц. сис­тема (для этого микроскоп фокусиру­ют так, чтобы изображение 1' нахо­дилось перед передним фокусом F окуляра) и создаёт действит. изобра­жение 1" на экране 4. Линейное увеличение оптическое при М.



где  и Гок — номинальные значе­ния увеличений объектива и окуляра, f'ок — фокусное расстояние окуляра, К — расстояние от окуляра до экрана. М. применяют также для получения изображений микроскопич. объектов на фотокатоде электронно-оптического преобразователя при наблюдении в УФ и ИК лучах, в телевизионной микро-скотт и т. д.

• См. лит. при ст. Микроскоп.

МИКРОСКОП (от греч. mikros — ма­лый и skopeo — смотрю), оптич. при­бор для получения сильно увеличен­ных изображений объектов (или дета­лей их структуры), не видимых нево­оружённым глазом. Различные типы М. предназначаются для обнаружения л изучения бактерий, органич. кле­ток, мелких кристаллов, структуры сплавов и др. объектов, размеры к-рых меньше мин. разрешения глаза (см. Разрешающая способность), равного ОД мм. С помощью М. определяются форма, размеры, структура и др. хар-ки микрообъектов. М. даёт возмож­ность различать структуры с расстоя­нием между элементами до 0,20 мкм.

Св-во линзы или системы из двух линз давать увеличенные изображе­ния предметов было известно уже в 16 в. Первые успешные применения М. в научных исследованиях связаны с именами англ. учёного Р. Гука, уста­новившего (ок. 1665), что животные и растит. ткани имеют клеточное строе­ние, и голл. учёного А. Левенгука, открывшего с помощью М. микроорга­низмы (1673—77). Разработка нем. физиком Э. Аббе (1872—73) теории образования изображений несамо­светящихся объектов в М. способство­вала развитию разнообразных мето­дов микроскопич. исследований.

Оптическая схема и принцип дей­ствия микроскопа. Одна из типичных схем М. приведена на рис. 1. Объект 7, расположенный на предметном столике 10, освещается обычно искусств. све­том от осветителя (лампа 1 и линза-коллектор 2) с помощью зеркала 4 и конденсора 6. Для увеличения объек-



та служит объектив 8 и окуляр 9. Объектив создаёт действительное пе­ревёрнутое и увеличенное изображе­ние 7' объекта 7. Окуляр образует вторично увеличенное мнимое изо­бражение 7" обычно на расстоянии на­илучшего видения D = 250 мм. Если окуляр сдвинуть так, чтобы изображе­ние 7' оказалось перед передним фо­кусом окуляра Fок, то изображение, даваемое окуляром, становится дей­ствительным и его можно получить на экране или фотоплёнке (см. Микро­проекция). Общее увеличением, равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра:

г=Гок.

Увеличение объектива выражается ф-лой: =/f'об, где  — расстоя­ние между задним фокусом объектива F'об и передним фокусом окуляра Fок (т. н. оптич. длина тубуса М.); f'об— фокусное расстояние объектива. Уве­личение окуляра, подобно увеличе­нию лупы, выражается ф-лой:

Гок= 250/f'ок, где f'ок — фокусное рас­стояние окуляра. Обычно объективы М. имеют увеличения от 6,3 до 100, а окуляры от 7 до 15. Поэтому общее увеличение М. лежит в пределах от 44 до 1500. Ирисовые полевая диа­фрагма 3 и апертурная 5 служат для ограничения светового пучка и умень­шения рассеянного света.

Важной хар-кой М. явл. его раз­решающая способность, определяемая как величина, обратная тому наименьшему расстоянию, на к-ром два соседних элемента струк­туры ещё могут быть видимы раздель­но. Разрешающая способность М. ог­раничена, что объясняется дифракцией света. Вследствие дифракции изоб­ражение бесконечно малой светящей­ся точки, даваемое объективом М., имеет вид не точки, а круглого свет­лого диска (окружённого тёмными и светлыми кольцами), диаметр к-рого равен: d=l,22 /А, где  —длина вол­ны света и А — т. н. числовая апер­тура объектива, равная: А = пsin/2 (n — показатель преломления среды, находящейся между предметом и объ­ективом, угол между крайними лучами конического светового пучка, выходящего из точки предмета и по­падающего в объектив). Если две светящиеся точки расположены близ­ко друг от друга, их дифракц. кар­тины накладываются одна на другую, давая в плоскости изображения слож­ное распределение освещённости. На­именьшая относит. разница освещённостей, к-рая может быть замечена глазом, равна 4%. Этому соответст­вует наименьшее расстояние, разре­шаемое в М., =0,42d=0,51 /А. Для несамосветящихся объектов пре­дельное разрешение пр составляет ~/(А+А'), где А'— числовая апер­тура конденсора М. Т. о., разре­шающая способность (~1/) прямо пропорц. апертуре объектива и для её повышения пр-во между предме­том и объективом заполняется жид­костью с большим показателем пре­ломления (см. Иммерсионная система). Апертуры иммерсионных объективов большого увеличения достигают вели­чины А = 1,3 (у обычных «сухих» объективов А ~ 0,9).

Существование предела разрешаю­щей способности влияет на выбор уве­личения М. Увеличение М. в преде­лах 500А—1000А наз. полезным, т. к. при нём глаз различает все эле­менты структуры объекта, разрешае­мые М. При увеличениях св. 1000 А не выявляются никакие новые под­робности структуры препарата; всё же иногда такие увеличения применяются, напр. в микрофотографии, при микропроекции.

Методы наблюдения (микроскопия). Структуру препарата можно разли­чить, если разные его ч-цы по-разно-

419

му поглощают и отражают свет либо отличаются одна от другой (или от среды) показателями преломления. Эти св-ва обусловливают разницу ампли­туд и фаз световых волн, прошедших через разл. участки препарата, от че­го, в свою очередь, зависит контраст­ность изображения. Поэтому методы наблюдения, применяемые в микро­скопии, выбираются в зависимости от хар-ра и св-в изучаемого препарата.



Метод светлого поля в проходящем свете приме­няется при исследовании прозрачных препаратов с включёнными в них абсорбирующими (поглощающими свет) ч-цами и деталями. Таковы, напр., тонкие окрашенные срезы жи­вотных и растит. тканей, тонкие шли­фы минералов. В отсутствии препарата пучок лучей из конденсора 6 (рис. 1) проходит через объектив 8 и даёт рав­номерно освещённое поле вблизи фо­кальной плоскости окуляра 9. Если в препарате 7 имеется абсорбирующий объект, то он отчасти поглощает и отчасти рассеивает падающий на него свет (штриховая линия), что и обус­ловливает, согласно дифракц. теории, возникновение изображения. Метод может быть полезен и при неабсорби­рующих объектах, если они рассеи­вают освещающий пучок настолько сильно, что значит. часть пучка не по­падает в объектив.

Метод светлого поля в отражённом свете (рис. 2) применяется для наблюдения непрозрачных объектов, напр. шлифов ме­таллов 4.



Освещение препарата про­изводится от осветителя 1 и полупро­зрачного зеркала 2 сверху через объек­тив 3, к-рый выполняет одновременно и роль конденсора. Изображение соз­даётся в плоскости 6 объективом сов­местно с тубусной линзой 5; структу­ра препарата видна из-за различия в отражающей способности её элемен­тов; на светлом поле выделяются не­однородности, рассеивающие падаю­щий на них свет.

М е т о д т ё м н о г о п о л я в п р о х о д я щ е м с в е т е (рис. 3) применяется для получения изобра­жений прозрачных, неабсорбирующих объектов. Свет от осветителя 1 и зеркала 2 проходит спец. т. н. к о н д е н с о р т ё м н о г о п о л я 3 в виде полого конуса и непосредствен­но в объектив 5 не попадает. Изобра­жение создаётся только светом, рас­сеянным микрочастицами препарата 4. В поле зрения 6 на тёмном фоне вид­ны светлые изоб­ражения ч-ц, от­личающихся от ок­ружающей среды по показателю преломления.

М е т о д у л ь т р а м и к р о с к о п и и, основанный на этом же прин­ципе (освещение препарата в ульт­рамикроскопах производится пер-



пендикулярно направлению наблюде­ния), даёт возможность обнаруживать сверхмелкие детали, размеры к-рых (~2•10-9 м) лежат далеко за преде­лами разрешения М. (см. Ультрами­кроскоп).

При наблюдении по методу тёмного поля в отражён­ном свете непрозрачные препа­раты (напр., шлифы металлов) осве­щают сверху специальной кольцевой системой, расположенной вокруг объектива и наз. э п и к о н д е н с о р о м.

Метод наблюдения в поляризованном свете (в проходящем и отражённом) применя­ется для исследования под М. анизо­тропных объектов (см. Оптическая анизотропия), таких, как минералы, руды, зёрна в шлифах сплавов, нек-рые животные и растит. ткани и клет­ки. С помощью анализаторов и ком­пенсаторов, к-рые включены в оптич. систему, изучается изменение поляри­зации света, прошедшего через пре­парат.

М е т о д ф а з о в о г о к о н т р а с т а служит для получения изображений прозрачных и бесцвет­ных объектов, невидимых при наблю­дении по методу светлого поля. К чис­лу таких объектов относятся, напр., живые неокрашенные животные тка­ни. Метод основан на том, что даже при малом различии показателей пре­ломления объекта и среды световая волна, прошедшая сквозь них, пре­терпевает разные изменения по фазе и приобретает т. н. фазовый рельеф. Эти фазовые изменения преобразуются в изменения яркости («амплитудный

рельеф») с помощью спец. фазовой пластинки (фазового кольца), рас­положенной вблизи заднего фокуса объектива. Лучи, прошедшие через препарат, полностью проходят через фазовое кольцо, к-рое изменяет их фазу на /4. В то же время лучи, рассеянные в препарате (отклонён­ные), не попадают в фазовое кольцо и не получают дополнит. сдвига фазы. С учётом фазового сдвига в препарате разность фаз между лучами отклонён­ными и неотклонёнными оказывается близкой к 0 или /2, и в результате интерференции света в плоскости изображения препарата они заметно усиливают или ослабляют друг дру­га, давая контрастное изображение структуры препарата, в к-ром распре­деление яркостей воспроизводит ука­занный выше фазовый рельеф.

М е т о д и н т е р ф е р е н ц и о н н о г о к о н т р а с т а состоит в том, что каждый луч, входящий в М., раздваивается: один проходит сквозь наблюдаемую ч-цу, а второй — мимо неё. В окулярной части М. оба луча вновь соединяются и интерферируют между собой. Результат интерферен­ции определяется разностью хода лу­чей , к-рая выражается ф-лой: =N=(n0-nm)d, где n0, nmпо­казатели преломления соответственно ч-цы и окружающей среды, d тол­щина ч-цы, N — порядок интерферен­ции. Принципиальная схема одного из способов осуществления интерференц. контраста показана на рис. 4.

Конденсор 1 и объектив 4 снабжены двоякопреломляющими пластинка­ми (помечены на рисунке диагональ­ными стрелками), первая из к-рых расщепляет исходный световой луч на два луча, а вторая воссоединяет их. Один из лучей, проходя через объект 3, запаздывает по фазе (при­обретает разность хода по сравнению со вторым лучом); величина этого запаздывания измеряется компенса­тором 5. Метод интерференц. контра­ста в нек-рых отношениях сходен с методом фазового контраста — оба они основаны на интерференции лучей, прошедших через микрочастицу и ми­новавших её. Отличие интерференц. метода от метода фазового контраста заключается гл. обр. в возможности с высокой точностью (до /300) изме­рять разности хода, вносимые ми­крообъектом, используя компенса­торы. На основании этих измерений можно производить количественные расчёты, напр., общей массы и кон­центрации сухого в-ва в клетках биол. препаратов.

Метод исследования в свете люминесценции ос-

420


нован на том, что под М. изучается зелено-оранжевое свечение объекта, возникающее при его освещении сине-фиолетовым или УФ светом (см. Лю­минесценция). Для этой цели перед конденсором и после объектива М. вводят соответствующие светофильт­ры. Первый из них пропускает от ис­точника-осветителя только излучение, вызывающее люминесценцию объекта, второй (после объектива) пропускает к глазу наблюдателя только свет люминесценции. Метод применяется в микробиологии, цитологии, микро-хим. анализе, дефектоскопии и т. п.

М е т о д н а б л ю д е н и я в У Ф л у ч а х позволяет увеличить предельную разрешающую способ­ность М., пропорциональную 1/ Этот метод расширяет возможности микроскопич. исследований также за счёт того, что ч-цы многих в-в, про­зрачные в видимом свете, сильно по­глощают УФ излучение определ. длин волн и, следовательно, легко разли­чимы в УФ изображениях. Изображе­ния в УФ микроскопии регистрируют либо фотографированием, либо с по­мощью электронно-оптического преоб­разователя или люминесцирующего экрана.

Метод наблюдения в ИК лучах также требует преобразо­вания невидимого для глаза изображе­ния в видимое путём его фотографи­рования или с помощью электронно-оптич. преобразователя. ИК микро­скопия позволяет изучать внутр. структуру объектов, непрозрачных в

видимом свете, напр. тёмных стёкол, нек-рых кристаллов, минералов.

Основные узлы микроскопа. Кроме указанных выше оптич. узлов (напр., объектив, окуляр), в М. имеются также штатив или корпус, предметный сто­лик для крепления препарата, меха­низмы для грубой и точной фокуси­ровки, устройство для крепления объективов и тубус для установки окуляров.

Применение того или иного типа конденсора (светлопольные, темнопольные и т. д.) зависит от вы­бора необходимого метода наблюде­ния.

Объективы в большинстве совр. М. съёмные. По исправлению хрома­тических аберраций объективы разде­ляются на ахроматы, наиболее про­стые по устройству, и апохроматы, к-рые имеют улучшенную хроматич. коррекцию. Для исправления кривиз­ны поля используются п л а н а х р о м а т ы и п л а н а п о х р о м а т ы, имеющие плоское поле зрения, что особенно важно для микрофотографии.. Кроме того, объективы различа­ются: а) по спектр. хар-кам — на объективы для видимой области спект­ра и для УФ и ИК микроскопии (лин­зовые и зеркально-линзовые); б) по длине тубуса, на к-рую они рассчитаны (в зависимости от конструкции микроскопа); в) по среде между объективом и препаратом — на сухие и иммерсионные; г) по методу наблюде­ния — на обычные, фазово-контрастные и др.

Тип применяемого о к у л я р а при данном методе наблюдения опре­деляется выбором объектива М. Оку­ляры Гюйгенса рассчитаны для объек­тивов-ахроматов мелких и средних увеличений, окуляры компенсацион­ные — для апохроматов, фотооку­ляры — для проекций н т. д.

Приспособления к М. позволяют улучшить условия наблюдения и рас­ширить возможности исследований, осуществлять разные виды освеще­ния препаратов, определять размеры объектов, фотографировать препара­ты через М., производить микроспектрофотометрирование и т. п.

Типы микроскопов определяются либо областью применения, либо ме­тодом наблюдения. Биологиче­ские М. предназначены для иссле­дований в микробиологии, гистоло­гии, цитологии, ботанике, медицине, а также для наблюдения прозрачных объектов в физике, химии и т. д. В биол. исследованиях используются также люминесцентные и инвер­тированные М. В последних объектив располагается под наблю­даемым объектом, а конденсор — сверху. Эти М. предназначены для исследования культуры тканей, на­ходящихся в питат. среде, и снабже­ны термостатирующимп камерами, а иногда и устройствами для киносъём­ки медленных процессов. М е т а л л о г р а ф и ч е с к и е М. предназ­начены для исследования микрострук­тур металлов и сплавов.



Снятые та­ким М. микрофотографии нетравле­ного шлифа металла представлены на рис. 5 (а — в светлом поле, б — с фазово-контрастным устройством). П о л я р и з а ц и о н н ы е М. снабжены дополнительно поляризац. устройст­вами и предназначены гл. обр. для исследования шлифов минералов и руд. С т е р е о м и к р о с к о п ы служат для получения объёмных изображений наблюдаемых предме­тов. И з м е р и т е л ь н ы е М. предназначены для разл. точных изме­рений в машиностроении.

Кроме этих групп М., имеются спе­циализированные М., напр.: микро­установка для киносъёмки быстрых и медленных процессов (движение ми­кроорганизмов, процессы деления

клеток, роста кристаллов и т. п.): М. для изучения следов яд. ч-ц в фо­тоэмульсиях; высокотемпературные М. для исследования объектов, нагретых до 2000°С; хирургич. М. слабого уве­личения, применяемые при операциях; интерференционные М. для количеств. исследований. Весьма сложными при­борами явл. микроспектрофотометрич. установки для определения спект­ров поглощения препаратов, телеви­зионные анализаторы микроизобра­жений и др. Первые представляют со­бой сочетание микроскопа со спец. монохроматорами и устройствами для измерения световых потоков; во вто­рых М. работает совместно с телеви­зионными и электронными системами, к-рые производят автоматич. опреде­ление геом. хар-к изучаемых струк­тур.

• Михель К., Основы теории микро­скопа, пер. с нем., М., 1955; Микроскопы, под ред. Н. И. Полякова, Л., 1969; Т у д о р о в с к и й А. И., Теория оптических при­боров, 2 изд., т. 1—2, М.—Л., 1948—52; Ф е д и н Л. А., Б а р с к и й И. Я., Микро­фотография, Л., 1971; А г р о с к и н Л. С., П а п а я н Г. В., Цитофотометрия, Л., 1977.

Л. А. Федин.

МИКРОСКОПИЯ, общее название ме­тодов наблюдения в микроскоп не­различимых человеческим глазом объектов. Подробнее см. в ст. Микро­скоп.

МИКРОТРОН, циклический резонанс­ный ускоритель эл-нов с постоянным во времени управляющим магн. полем и постоянной частотой ускоряющего электрич. поля, в к-ром условие резо­нанса сохраняется благодаря изме­нению кратности частоты (отношения частоты ускоряющего поля к частоте обращения ч-цы) от оборота к оборо­ту. См. Ускорители.

МИКРОФОН (от греч. mikros — ма­лый и phone — звук), приёмник звука для возд. среды. М. явл. электроаку­стическим преобразователем и при­меняется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиле­ния и звукозаписи. Простейший М.— угольный, используемый в телефонной трубке. Его диафрагма, воспринимаю­щая звук. давление, колеблется, из­меняя степень уплотнения и, сле­довательно, электрич. сопротивление находящегося в капсуле и прилегаю­щего к диафрагме угольного порошка. В результате возникают изменения тока, протекающего через М. Уголь­ные М. несовершенны: подвержены пе­регрузке, создают искажения, неста­бильны. Применяются в осн. в теле­фонной связи.

В электродинамич. М. катушечного типа (рис. 1) с диафрагмой D связана катушка K', расположенная в коль­цевом зазоре сильного магнита NS. При колебаниях диафрагмы под дей­ствием звук. волны, согласно элек­тромагнитной индукции в катушке наводится эдс, создающая перем. на­пряжение на её зажимах. Такой М.

421


Рис. 1. Схема устройст­ва микрофона с подвиж­ной катушкой.

имеет небольшие габариты, обладает равномерной частотной хар-кой и на­дёжен в эксплуатации. В электродинамич. М. ленточного типа вместо ка­тушки в магн. поле располагается очень тонкая (~ 2 мкм) гофрирован­ная металлич. ленточка, на к-рую действует звук. давле­ние. Он конструктив­но прост, имеет хо­рошую частотную хар-ку. Электродинамич. М. применяются в си­стемах звукозаписи и звукопередачи.

В конденсаторном М. подвижная мембрана М (рис. 2) явл. обкладкой конденсатора.



Рис. 2. Схема конденсатор­ного микрофона.

Под действием звук. давления р меняется расстояние d между ней и неподвижным массивным электродом С и, следовательно, меня­ется электрич. ёмкость конденсатора. Если к мембране М и электроду С при­ложено пост. напряжение Е, то изме­нение ёмкости вызывает появление тока в цепи конденсатора, сила к-рого изменяется в соответствии со звук. колебаниями. Такой М. имеет малые размеры, равномерную частотную хар-ку и применяется как измеритель­ный М., а также в высококачеств. сис­темах звукозаписи и звукопередачи. Электретный М. по принципу действия и конструкции схож с конденсатор­ным; роль неподвижной обкладки конденсатора и источника пост. на­пряжения играет пластина из электрета.

В пьезоэлектрич. М. звук. волны воз­действуют на пластинку из пьезоэлектрика, напр. из сегнетовой соли или пьезокерамики, вызывая на её ме­таллич. обкладках электрич. напря­жения (см. Пьезоэлектричество). В эл.-магн. М. приёмным элементом звук. колебаний служит диафрагма, жёстко связанная со стальным якорем, поверх к-рого намотана неподвижная катушка из провода. При колебаниях якоря в зазоре пост. магнита на вы­водах катушки появляется эдс. Пьезо­электрические и эл.-магнитные М. применяются гл. обр. в слуховых аппаратах.

• Фурдуев В. В., Акустические ос­новы вещания, М., 1960; Дольник А. Г., Эфрусси М. М., Микрофоны, 2 изд., М., 1967; Римский-Корсаков А. В., Электроакустика, М., 1973.

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, область электроники, охватывающая пробле­мы создания электронных устройств в микроминиатюрном интегральном ис­полнении. В М. используются различ­ные св-ва тв. тела, особенно полупро­водников, для создания функциональ­ных блоков и узлов, связанных элек­трически, конструктивно и технологи­чески. В едином технологич. процес­се обработки отд. участкам ПП при­даются св-ва разл. элементов (дио­дов, транзисторов и т. д.) и их соеди­нений, так что они образуют и н т е г р а л ь н у ю с х е м у (см. Полу­проводниковые прибора). Наряду с ин­тегральной М. существует вакуумная М. и функциональная М. В интеграль­ной М. используется планарно-эпитаксиальная технология (см. Эпитаксия), фотолитография, ионное вне­дрение, окисление, нанесение метал­лич. плёнок и т. д. Приборы вакуум­ной М. выполняются либо в виде плё­ночных интегральных схем с навес­ными микроминиатюрными электрова­куумными приборами, либо в виде полностью вакуумных узлов. В функ­циональной М. используются оптич. явления (оптоэлектроника), вза­имодействие эл-нов с акустич. вол­нами (акустозлектроника), сверхпро­водимость и др.

• Интегральные схемы, пер. с англ., М., 1970; Микроэлектроника. Сб. ст., в. 1—9, М., 1967—76; M e й н д л Д ж., Элементы микроэлектронных схем, «УФН», 1979, т. 127, в. 2.

МИЛЛЕРА ИНДЕКСЫ, см. в ст. Индексы кристаллографические.

МИЛЛИ... (от лат. mille — тысяча), приставка к наименованию ед. физ. величины для образования наимено­вания дольной единицы, равной 1/1000 от исходной. Сокращённые обоз­начения: m, м. Напр., 1 мА (миллиампер)= 10-3 А.

МИЛЛИБАР (мбар, mbar), внесистем­ная ед. давления, равная 10-3 бара; 1 мбар=102 Па=103 дин/см2 = 0,986923•10-3 атм = 0,75006 мм рт. ст.

МИЛЛИМЕТР ВОДЯНОГО СТОЛБА (мм. вод. ст., mm H2O), внесистемная ед. давления; 1 мм вод. ст.=9,80665 Па =10-4 кгс/см2 = 7,355•10-3 мм рт. ст.

МИЛЛИМЕТР РТУТНОГО СТОЛБА (мм рт. ст., mm Hg), внесистемная ед. давления; 1 мм рт. ст.= 133,332 Па-=1,35952•10-3 кгс/см2 = 13,595 мм вод. ст.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет