СТЕН (от греч. sthenos — сила) (сн, Sn), единица силы в МТС системе единиц; 1 сн=1000Н=101,972 кгс. СТЕНО ЗАКОН (Стенона закон)

СТЕНО ЗАКОН (Стенона закон): у всех кристаллов данного вещества при данных температуре и давле­нии двугранные углы между соот­ветствующими гранями кристаллов (вне зависимости от размеров и фор­мы граней) всегда одинаковы. Уста­новлен дат. учёным Н. Стено [Стенон, Стенсен (N. Steensen, латинизир. Steno, Stenonius)] в 1669 на основании наблюдения природных кристаллов и объясняется тем, что грани крист. многогранника соответствуют плоским ат. сеткам в крист. решётке. С. з. лежал в основе гониометрич. опреде­ления и классификации крист. в-в.

• См. лит. при ст. Кристаллы, Кристал­лография.

СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ ЧИСЛО в ме­ханике, число независимых между собой возможных перемещений меха­нич. системы. С. с. ч. зависит от числа матер. точек, образующих систему, а также от числа и хар-ра наложен­ных на систему связей механических. Для свободной матер. точки С. с. ч. равно 3, для свободного тв. тела — 6, для тела, имеющего неподвижную ось вращения, С. с. ч. равно 1 и т. д. Для любой голономной системы (си­стемы с геом. связями) С. с. ч. равно числу s независимых между собой координат, определяющих положение системы, и даётся равенством s=3n-k, где n — число точек системы, k — число геом. связей. Для неголономной системы С. с. ч. меньше числа координат, определяющих по­ложение системы, на число кинема­тич. связей, не сводящихся к гео­метрическим (неинтегрируемым). От С. с. ч. зависит число ур-ний дви­жения и условий равновесия меха­нич. системы.

СТЕПЕНИ СВОБОДЫ, независимые возможные изменения состояния (в частности, положения) физ. системы, обусловленные вариациями её пара­метров. В механике С. с. соответст­вуют независимым перемещениям ме­ханич. системы, число к-рых опре­деляется числом образующих систему ч-ц и наложенных на неё механич. связей (см. Степеней свободы число в механике).

В статистической физике С. с. соответствуют независимым обобщён­ным координатам, определяющим пол-

723

В квантовой механике С. с. соответ­ствуют независимым координатам, к-рые определяют гамильтониан си­стемы. Непрерывные поля нельзя оха­рактеризовать конечным числом С. с.

В термодинамике С. с.— независи­мые термодинамич. параметры. оп­ределяющие состояние термодинамич. равновесия системы. Число С. с. / равновесной термодинамич. системы определяется Гиббса правилом фаз: f=k-+2, где k — число компонен­тов,  — число фаз.

Д. Н. Зубарев

СТЕРАДИАН (от греч. stereos — телес­ный, объёмный и радиан) (ср, Sr), единица телесного угла; 1 ср равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади ква­драта со стороной, равновеликой ра­диусу сферы. 1 ср=7,96•10^-2 полного телесного угла (сферы) = 3,28•10³ квад­ратного градуса.

СТЕРЕОБАЗИС (от греч. stereos -телесный, объёмный и basis — осно­вание), расстояние между двумя точ­ками, одновременное наблюдение из к-рых одного и того же объекта даёт стереоскопическое изображение этого объекта. Применительно к человече­скому зрению С.— расстояние между передними узловыми точками глаз (ко­леблется от 58 до 72 мм).

Для повышения остроты биноку­лярного зрения при рассматривании, напр., удалённых предметов или сте­реопар применяются оптич. приборы (призменные или зеркальные), искус­ственно увеличивающие глазной С. (см. Стереотруба, Стереоскоп). С уве­личением С. уменьшается глубина резко воспринимаемого пр-ва, но уве­личивается острота зрения, поэтому С. выбирается с учётом оптим. соче­тания этих критериев.

СТЕРЕОПАРА, сочетание двух плоских частичных изображений одного и того же объекта, полученных с двух раз­ных точек зрения или в двух цветах; см. Анаглифов цветных метод. При рассматривании С. так, чтобы каждый глаз видел только одно из этих изоб­ражений, возникает объёмная (стереоскопическая) картина, воспроизводящая глубину реального объекта — стереоскопическое изображе­ние. С. используют для создания пространств. изображений объектов

в стереокино, стереофотографии и при стереофотограмметрич. съёмке.

Л. А. Ривкин.

СТЕРЕОСКОП (от греч. stereos — те­лесный, объёмный и skopeo — смотрю, наблюдаю), бинокулярный оптич. при­бор для раздельного наблюдения пра­вым и левым глазом соответственно своего частичного изображения сте­реопары, обеспечивающий получение единого зрит. образа, обладающего стереоскопичностью (см. Стереоско­пическое изображение). В зависимости от конструкции различают С. щеле­вые, линзовые, зеркальные и комби­нированные.

СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕ­НИЕ, пространственное изображение, к-рое при рассматривании представ­ляется зрительно объёмным (трёхмер­ным), передающим форму изображён­ных объектов, характер их поверх­ности (блеск, фактуру), взаимное рас­положение в пространстве и др. внеш. признаки. Объёмность С. и. обуслов­лена бинокулярным стереоэффектом, к-рый возникает при наблюдении объ­ектов двумя глазами, когда правый и левый глаз наблюдают пространст­венный объект в разных ракурсах.

При наблюдении С. и., как и в ес­тественных условиях, каждому глазу зрителя представляется возможность видеть свой ракурс объекта и в со­знании человека происходит автома­тич. слияние этих ракурсов в одно результирующее пространств. изоб­ражение.

Различают стереопарное и много­ракурсное С. и. Стереопарное С. и. воспроизводит два ракурса объекта (стереопару), неизменных при раз­ных положениях зрителя. Кажущаяся глубина пространств. изображения в этом случае зависит от расстояния зрителя до картины, уменьшаясь при приближении к ней. Раздельное рас­сматривание каждого ракурса соот­ветств. глазом обеспечивается посред­ством стереоскопов, цветных или по­ляризационных светофильтров, ми­гающих заслонок и т. п. средствами.

Многоракурсные С. и. осуществ­ляются путём пространств. сепарации ракурсов линзовыми растрами. Бла­годаря этому из разных положений зритель может рассматривать разл. пары ракурсов. Наблюдаемый образ при этом остаётся неизменным в про­странстве для любых положений зри­теля.

СТЕРЕОТРУБА, бинокулярный сте­реоскопический оптич. прибор, состоя­щий из двух зрительных труб на шарнирной оси, обеспечивает полу­чение стереоскопического изображе­ния (изображение — прямое, увели­чение оптическое ~ 10—20). С. при­меняется в воен. деле.

СТЕРЖЕНЬ в теории колебаний, уп­ругое тв. тело, длина к-рого значи­тельно превышает его поперечные раз­меры. При возбуждении С., напр. уда­ром, в нём возникают свободные ко­лебания. Колебат. смещения ч-ц С.

могут быть направлены как вдоль его оси — продольные колебания, так и перпендикулярно оси — крутиль­ные и изгибные колебания. При кру­тильных колебаниях любое сечение С. закручивается по отношению к близлежащим, при изгибных — точки оси С. смещаются в поперечном на­правлении, а волокна, параллельные оси и расположенные по разные сто­роны от неё, испытывают деформации растяжения и сжатия. Любое коле­бание С. можно представить как сумму простейших синусоидальных его собств. колебаний того или иного ви­да, частоты к-рых f зависят от длины С. l, плотности материала , формы и площади S его сечения, от упругого сопротивления его по отношению к данному типу деформаций, а также от условий закрепления его концов. Напр., для продольных колебаний сво­бодного С., поперечные размеры к-ро­го значительно меньше длины волны,

где Е — модуль Юнга, n — целое число, соответствующее номеру гармо­нич. составляющей. Для крутильных колебаний круглого свободного стерж­ня

где G — модуль сдвига. В случае изгибных колебаний собственные ча­стоты не образуют гармонич. ряда, т. к. скорость распространения изгибных волн зависит от частоты; для закреп­лённого на концах стержня

где I — момент инерции сечения от­носительно нейтральной оси С., а коэфф. _n принимает соответственно значения: ₁=4,73; ₂=7,85... Форма свободных колебаний С. зависит от того, какие из его собственных коле­баний войдут в спектр, что опреде­ляется способом возбуждения. Под действием синусоидальной вынужда­ющей силы с частотой, совпадающей с одной из собственных частот С., на­блюдается резонанс.

Практич. значение колебаний С. разнообразно. Всякую балку в строит. конструкции можно рассматривать как С., от собственных частот к-рого за­висит прочность сооружения. Опас­ные колебания по длине, возникающие в кораблях из-за неуравновешенности двигателей, рассчитываются как ко­лебания стержней. С. применяются в нек-рых муз. инструментах, напр. ксилофонах; изогнутым С. с двумя свободными концами явл. камертон.

• М о р з Ф., Колебания и звук, пер. с англ., М.— Л., 1949; С к у ч и к В., Простые и сложные колебательные системы, пер. с англ., М., 1971.

СТЕФАНА — БОЛЬЦМАНА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ, утверждает пропор­циональность 4-й степени абс. темп-ры Т полной объёмной плотности  рав-

724

СТЕФАНА — БОЛЬЦМАНА ПОСТО­ЯННАЯ, фундаментальная физическая константа , входящая в закон, оп­ределяющий полную (по всем длинам волн) испускательную способность аб­солютно чёрного тела (см. Стефа­на — Больцмана закон излучения): =5,67032(71) •10^-8 Вт/(м²•К⁴) (на 1982).

СТИГМАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ (от греч. stigma, род. п. stigmatos -укол, пятно), изображение оптиче­ское, каждая точка к-рого соответст­вует одной точке изображаемого оп­тич. системой объекта. Строго говоря, подобное соответствие возможно лишь в идеальных оптич. системах при условии, что устранены все абер­рации (см. Аберрации оптических систем) и допустимо пренебречь волн. св-вами света, в частности дифрак­цией света. Для реальных оп­тич. систем понятие «С. и.» явл. лишь приближением (всякая реальная си­стема изображает точку не точкой, а «пятном» или пространств. фигурой хотя и малых, но конечных размеров; см., напр., Разрешающая способность). В случае параксиального пучка лучей осн. аберрацией, нарушающей при­ближённую «стигматичность» изобра­жения, явл. астигматизм.

СТИЛЬБ (от греч. stilbo — сверкаю, сияю) (сб, sb), единица яркости в системе ед. СГСЛ (см—г—с—люмен); 1 сб=1 кд/см² =10⁴ кд/м²=•10⁴ апостильб= ламберт.

СТОКС (Ст, St), единицы кинематич. вязкости в СГС системе единиц. На­звана в честь англ. учёного Дж. Г. Стокса (G. G. Stokes); 1 Ст=1 см²/с= 10^-4 м²/с. Чаще применяется в 100 раз меньшая ед.— сантистокс (сСт).

СТОКСА ЗАКОН (выведен Дж. Г. Стоксом в 1851), закон, определяющий силу сопротивления F, испытываемую тв. шаром при его медленном поступат. движении в неогранич. вязкой жид­кости: F=6irv, где  — коэфф. ди­намич. вязкости жидкости, r — радиус

шара и v — его скорость. С. з. спра­ведлив лишь для малых Рейнольдса чисел Re<<1. Им пользуются в кол­лоидной химии, мол. физике и метео­рологии. По С. з. можно определить скорость осаждения мелких капель тумана, коллоидных ч-ц, ч-ц ила или др. мелких ч-ц. Предельную скорость v_пр падения шарика малых размеров в вязкой жидкости находят по ф-ле:

v_пр=²/₉r²g('-)/,

где  и ' — плотности жидкости и в-ва шарика, g — ускорение свобод­ного падения. С. з. применяется в вискозиметрии для определения коэфф. вязкости очень вязких жидкостей.

• Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., М., 1978.

СТОКСА ПРАВИЛО (Стокса закон), утверждает, что длина волны фотолю­минесценции больше, чем длина волны возбуждающего света. Установлено Дж. Г. Стоксом в 1852. С. п. выпол­няется не всегда, во мн. случаях на­блюдаются антистоксовы ли­нии, длины волн к-рых короче воз­буждающей. Более широкую область применения имеет С. п. в формули­ровке нем. физика Э. Ломмеля: мак­симум спектра люминесценции сдви­нут по отношению к максимуму спект­ра поглощения в сторону более длин­ных волн. См. также Люминесценция.

СТОЛКНОВЕНИЯ АТОМНЫЕ, эле­ментарные акты соударения двух ат. ч-ц (атомов, молекул, эл-нов или ионов), при к-рых структура и строе­ние ядер не изменяются. С. а. делятся на упругие и неупругие. При у п р у г о м С. а. суммарная кинетич. энер­гия соударяющихся ч-ц остаётся преж­ней — она лишь перераспределяется между ч-цами, а направления движе­ния ч-ц меняются. В неупругом С. а. изменяются внутр. энергии стал­кивающихся ч-ц (они переходят на др. уровни энергии) и соотв. изме­няется их полная кинетич. энергия. При этом меняется электронное со­стояние атома либо колебат. или вращат. состояние молекулы (см. Мо­лекулярные спектры).

Упругие С. а. определяют переноса явления в газах или слабоионизов. плазме. Испытываемые ч-цами С. а.— акты рассеяния на др. ч-цах — пре­пятствуют их свободному движению. Наиболее существенно на перемеще­ние ч-цы влияют те акты рассеяния, в к-рых направление её движения заметно меняется. Поэтому коэффици­енты диффузии (перенос ч-ц), вязкости (перенос импульса), теплопроводно­сти (перенос энергии) и др. коэфф. переноса газа выражаются через эфф. сечение рассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионов (см. Подвижность ионов и электронов) свя­зана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большие углы, а подвижность эл-нов в газе или электропроводность слабоиони­зованной плазмы — через сечение рас-

сеяния эл-на на атоме или молекуле газа.

Сечение упругого рассеяния атомов или молекул на большой угол при тепловых энергиях ч-ц наз. газо­кинетическим сечением; по порядку величины оно составляет 10^-15 см² и определяет длину свобод­ного пробега ч-цы в среде.

Упругое рассеяние на малые углы может влиять на хар-р пере­носа эл.-магн. излучения в газе. Энергия проходящей через газ эл.-магн. волны поглощается и затем переизлучается атомами или молеку­лами газа. При этом даже слабое вз-ствие излучающей ч-цы с другими (окружающими её) ч-цами «искажает» испускаемую волну, т. е. сдвигает её фазу или частоту. При нек-рых ус­ловиях осн. хар-ки распространяю­щейся в газе эл.-магн. волны опре­деляются упругим рассеянием взаи­модействующих с ней атомов или молекул на окружающих ч-цах, при­чём существенным оказывается рас­сеяние на малые углы.

Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень неупругих процессов, к-рые могут происходить в газе или слабоионизов. плазме, при­ведён в таблице. В различных лаб. условиях и явлениях природы гл. роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения ч-ц. Напр., излучение с поверхности Солн­ца обусловлено б. ч. столкновениями между эл-нами и атомами водорода, при к-рых образуются отрицат. ионы водорода (табл., п. 26). Осн. процесс, обеспечивающий работу гелий-неоно­вого лазера (см. Газовый лазер),— передача возбуждения от атомов ге­лия, находящихся в метастабильных состояниях, атомам неона (табл., п. 6); осн. процесс в электроразрядных мо­лекулярных газовых лазерах — воз­буждение колебат. уровней молекул электронным ударом (табл., п. 3); в результате этого процесса электрич. энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения. В газоразрядных источни­ках света осн. процессами являются: в т. н. резонансных лампах — воз­буждение атомов электронными уда­рами (табл., п. 2), а в лампах высо­кого давления — фоторекомбинация эл-нов и ионов (табл., п. 24). Спино­вый обмен (табл., п. 7) ограничивает параметры квантовых стандартов ча­стоты, работающих на переходах между состояниями сверхтонкой струк­туры атома водорода или атомов ще­лочных металлов (табл., п. 9). Раз­личные неупругие процессы С. а. с участием свободных радикалов, ионов, эл-нов и возбуждённых атомов оп­ределяют мн. св-ва атмосферы Земли. • Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ., М., 1967; Смирнов Б. М., Атом­ные столкновения и элементарные процессы

725

в плазме, М., 1968; его же, Ионы и воз­бужденные атомы в плазме, М., 1974; Никитин Е. Е.,

Уманский С. Я., Неадиабатические переходы при медленных атомных столкновениях, М., 1979;

Г а л и ц к и й В. М., Никитин Е. Е., Смир­нов Б. М., Теория столкновений атомных частиц, М., 1981. Б. М. Смирнов.

СТОЛКНОВЕНИЯ ВТОРОГО РОДА, то же, что удары второго рода.

СТОПА в оптике, набор прозрачных плоских пластин, устанавливаемый под нек-рым углом к падающему све­ту; один из простых поляризационных приборов. Коэфф. пропускания и от­ражения для компонент световых лу­чей, поляризованных параллельно и перпендикулярно плоскости падения на С., различны (см. Френеля фор­мулы). Поэтому естественный свет, прошедший через С., поляризуется (в нём преобладает компонента, элект­рич. вектор к-рой лежит в плоскости падения). Степень поляризации р тем выше, чем больше наклон лучей к С., однако оптим. углом установки С. явл. угол Брюстера (см. Брю­стера закон), при к-ром прозрачность С. максимальна (ок. 50%).

Для видимой области спектра пла­стины С. (очень малой толщины, чтобы уменьшить потери на поглоще­ние) делают из оптич. стекла. При показателе преломления стекла n=1,5 практически полную поляризацию (р =0,99) даст С. из 16 пластин. Для ИК области применяют С. из пластин фтористого лития, флюорита и пр. с тонкими селеновыми, герма­ниевыми или кремниевыми покрытия­ми. Большие n (~ 2—4) таких по­крытий позволяют получить требу­емую р при небольшом числе пластин.

СТОЯЧАЯ ВОЛНА, периодическое или квазипериодическое во времени синфазное колебание с характерным пространств. распределением ампли­туды — чередованием узлов (нулей) и пучностей (максимумов). В линей­ных системах С. в. может быть пред­ставлена как сумма двух бегущих

В отличие от бегущей волны в С. в. не происходит переноса энергии, а осуществляется лишь пространств. перекачка энергии одного вида в энер­гию другого вида с удвоенной ча­стотой (электрической в магнитную, кинетической в потенциальную и т. п.). В известном смысле области между любыми пучностями и узлами можно рассматривать как автономные си­стемы .

Чисто С. в. могут устанавливаться только при отсутствии затухания в среде и при полном отражении от границ. В противном случае, кроме С. в., появляются бегущие волны, доставляющие энергию к местам по­глощения или излучения. Распределе­ние волн. поля при этом характери­зуется коэфф. стоячести волны — КСВ (см. Бегущая волна), а соотношение между средней за период колебаний T=2/ запасённой в С. в. энергией W и мощностью Р, уносимой бегущей волной, характеризуется добротно­стью колебания Q, определяемой вы-

726

• Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; Крауфорд Ф., Волны, 2 изд., М., 1976 (Берклеевский курс физики, т. 3).

СТРАННОСТЬ (S), аддитивное квант. число, являющееся наряду с «очаро­ванием» (С) и «красотой» (b) специ­фич. хар-кой адронов. Все адроны обладают определёнными целочислен­ными (нулевым, положительными или отрицательными) значениями S, при­чём |S|3. Античастицы имеют С. противоположного знака по сравне­нию со С. ч-ц. Адроны с S0 (но с С=0 и 6 = 0) наз. странными части­цами. (Ч-цам, не участвующим в сильном вз-ствии,— фотону, лептонам приписывается значение 5 = 0.) В про­цессах, обусловленных сильным и эл.-магн. вз-ствиями, С. сохраняется, т. е. суммарная С. исходных и ко­нечных ч-ц одинакова. В процессах слабого вз-ствия (протекающих за счёт заряженных токов) С. может нарушаться, при этом различие в суммарной С. нач. и кон. ч-ц |S|=1. По совр. представлениям, наличие S0 у нек-рых адронов связано с тем, что в их состав входит один или неск. странных кварков, для каждого из к-рых S=-1.

Исторически квант. число С. было введено для истолкования факта от­сутствия (запрета) случаев одиноч­ного рождения К-мезонов и гиперонов при столкновениях -мезонов с нук­лонами и нуклонов с нуклонами; наблюдение только совместного рож­дения К-мезона и гиперона в этих процессах удалось объяснить, при­писав компонентам пары равные по величине, но противоположные по знаку значения особого квант. числа, названного С., и предположив со­хранение С. в сильном вз-ствии. Связь С. с др. квант. числами адронов даётся обобщённой ф-лой Гелл-Мана — Нишиджимы (см. Элементарные частицы).

А. А. Комар.