Садовского эффект самодиффузия самоиндукция

С ростом h_макс растёт скорость С. v=(g(H+h_макс)) и уменьшается его длина (пропорц. 1/h_макс). Аналогич­ный вид имеют С. др. природы, напр. ионнозвуковые и магнитозвуковые С. в плазме, С. внутренних гравитац. волн, С. в слоистой жидкости и т. д.

к-рое явл. решением т. н. синус-Гордона ур-ния. Здесь  — угол по­ворота маятника,  и v₀ — постоянные, определяемые параметрами системы, v — скорость С. Такой С. представ­ляет собой последоват. поворот маят­ников на 2, причём знак плюс отве­чает повороту по часовой стрелке, а минус — в противоположном направ­лении («антисолитон»). Характерная длина такого С. (число маятников, не находящихся в равновесии) тем боль­ше, чем больше его скорость v. С., описываемые выражением (2), сущест­вуют в распределённых сверхпроводя­щих структурах (джозефсоновские пе­реходы) и др.

Для ур-ний Кортевега — де Фриса, синус-Гордона и ряда др. ур-ний найдены решения, описывающие вз-ствие произвольного числа С., па­раметры к-рых не изменяются в ре­зультате вз-ствий, а также формиро­вание С. в результате эволюции про­извольного нач. импульса (рис. 1).

Впервые С. наблюдался в 1834 шотл. учёным Дж. С. Расселом в форме возвышения, бегущего по поверхности воды в канале. Теоретич. описание его было дано в 1895 голл. учёными Д. Кортевегом и Г. де Фрисом. В даль­нейшем С. наблюдались в плазме, линиях передачи с ПП диодами и др. С., сближаясь, влияют друг на друга, т. к. в нелинейной среде не выполня­ется принцип суперпозиции. Тем не менее после вз-ствия С. не разруша­ются, а расходятся вновь (рис. 4), сохраняя те же параметры, что и до вз-ствия,— как если бы столкнулись и разлетелись ч-цы, отсюда назв. «С.» (появилось в 1965, по аналогии с

698

протоном и нейтроном, от лат. so­lus — один, уединённый). Оказалось, что С. могут сохранять свою структуру длит. время при наличии небольшого

В системах с сильной дисперсией, если профиль стационарной волны близок к синусоидальному, также возможно существование модулир. волн в виде локализованных волн. пакетов со стационарно движущейся огибающей, к-рые также обнаружи­вают «частицеподобное» поведение при вз-ствии (С. «огибающей»). Такие С. возможны для волн на поверхности глубокого водоёма, ленгмюровских волн в плазме, мощных коротких (пикосекундных) световых импульсов в рабочей среде лазера и т. д.

С. играют важную роль в теории конденсир. состояния в-ва, в част­ности в квант. статистике, теории фазовых переходов. Солитонные реше­ния имеют нек-рые ур-ния, предло­женные для описания элем. ч-ц. Изу­чение св-в С. как «частицеподобных» волн, в т. ч. и возможных трёхмерных С., в к-рых поле убывает по всем направлениям в трёхмерном пр-ве (а не только по одной координате, как в приведённых выше примерах), при­вело к попыткам использовать С. при построении квант. нелинейной теории поля.

• Уизем Дж., Линейные и нелиней­ные волны, пер. с англ., М., 1977; К а р п м а н В. И., Нелинейные волны в диспер­гирующих средах, М., 1973; Скотт Э., Волны в активных и нелинейных средах в приложении к электронике, М., 1977, с. 215—284; Теория солитонов, М., 1980; Ребби К., Солитоны, «УФН», 1980, т. 130, в. 2; Солитоны в действии, под ред. К. Лонгрена и Э. Скотта, пер. с англ., М., 1981.

СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР, постоянный радиальный поток плазмы солн. ко­роны в межпланетное пр-во. Поток энергии, идущий из недр Солнца, нагревает плазму короны до 1,5— 2 млн. К. Пост. нагрев не уравнове­шивается потерей энергии за счёт излучения, т. к. плотность короны мала. Избыточную энергию в значит.

степени уносят ч-цы С. в. (~10²⁷—10²⁹ эрг/с). Корона, т. о., не нахо­дится в гидростатич. равновесии, она непрерывно расширяется. По составу С. в. не отличается от плазмы короны (С. в. содержит гл. обр. протоны, эл-ны, немного ядер гелия, ионов кислорода, кремния, серы, железа). У основания короны (в 10 тыс. км от фотосферы Солнца) ч-цы имеют радиальную скорость порядка сотен м/с, на расстоянии неск. солн. радиу­сов она достигает скорости звука в плазме (100 —150 км/с), у орбиты Земли скорость протонов составляет 300—750 км/с, а их пространств. концентрация — от неск. ч-ц до неск. десятков ч-ц в 1 см³. При помощи межпланетных косм. станций установ­лено, что вплоть до орбиты Сатурна плотность потока ч-ц С. в. убывает по закону (r₀/r)², где r — расстояние от Солнца, r₀ — исходный уровень. С. в. уносит с собой петли силовых линий солн. магн. поля, к-рые обра­зуют межпланетное магн. поле. Со­четание радиального движения ч-ц С. в. с вращением Солнца придаёт этим линиям форму спиралей. Крупно­масштабная структура магн. поля в окрестностях Солнца имеет вид сек­торов, в к-рых поле направлено от Солнца или к нему. Размер полости, занятой С. в., точно не известен (ра­диус её, по-видимому, не меньше 100 а. е.). У границ этой полости динамич. давление С. в. должно урав­новешиваться давлением межзвёздно­го газа, галактич. магн. поля и галактич. косм. лучей. В окрестностях Земли столкновение потока ч-ц С. в. с геомагн. полем порождает стацио­нарную ударную волну перед земной



Вз-ствие солнечного ветра с магнитосферой Земли: 1 — силовые линии магн. поля Солн­ца; 2 — ударная волна; 3 — магнитосфера Земли; 4 — граница магнитосферы; 5 — орбита Земли; 6 — траектория ч-цы сол­нечного ветра.
магнитосферой (со стороны Солнца, рис.). С. в. как бы обтекает магнито­сферу, ограничивая её протяжённость в пр-ве. Изменения интенсивности С. в., связанные со вспышками на Солнце, явл. осн. причиной возму­щений геомагн. поля и магнитосферы (магн. бурь).

За год Солнце теряет с С. в. ~2X10^-14 часть своей массы M_солн. Естест­венно считать, что истечение в-ва, подобное С. в., существует и у др. звёзд («звёздный ветер»). Он должен быть особенно интенсивным у массив­ных звёзд (с массой ~ неск. дес. M_солн) и с высокой темп-рой поверхности (~ 30—50 тыс. К) и у звёзд с протя­жённой атмосферой (красных гиган­тов), т. к. в первом случае ч-цы сильно развитой звёздной короны обладают достаточно высокой энергией, чтобы преодолеть притяжение звезды, а во втором — низка параболич. скорость (скорость ускользания; см. Косми­ческие скорости). Значит. потери мас­сы со звёздным ветром (~ 10^-6 М_солн/год и больше) могут существенно влиять на эволюцию звёзд. В свою очередь звёздный ветер создаёт в межзвёздной среде «пузыри» горячего газа — ис­точники рентг. излучения.

• Солнечный ветер, пер. с англ., М., 1968; Хундхаузен А., Расширение короны и солнечный ветер, пер. с англ., М., 1976; Происхождение и эволюция галак­тик и звезд, под ред. С. Б. Пикельнера, М., 1976.

СОН (от лат. sonus — звук), единица условной шкалы громкости звука, вы­ражающая непосредственно субъек­тивную оценку сравнит. громкости чистого тона. 1C. соответствует уров­ню громкости 40 фон при частоте звука 1000 Гц. Шкала громкости в С. — линейна. При каждом после­дующем увеличении громкости на 10 фон число ед. С. прибл. удваи­вается.

СООБЩАЮЩИЕСЯ СОСУДЫ, сосуды, соединённые между собой в нижней, части (рис.).

В наполненных одина­ковой жидкостью С. с., диаметр к-рых настолько велик, что позволяет пре­небречь капилляр­ным эффектом, уровни жидкости располагаются на одинаковой высоте независимо от фор­мы сосудов. На этом основано устройст­во жидкостных манометров, водомер­ных стёкол паровых котлов и т. п. Ес­ли С.. наполнены разл. жидкостями, то высоты столбов этих жидкостей (считая от поверхности соприкосно­вения жидкостей друг с другом) об­ратно пропорц. их плотностям, т. е. ₁h₁=₂h₂, где ₁ и ₂, h₁ и h₂ — соотв. плотности и высоты столбов жидко­стей. Этим соотношением пользуются для определения плотности жидкости, если известна плотность второй жид­кости. Если же одно из колен С. с, закрыто, то разность уровней жид­кости будет зависеть от давления в закрытом колене; на этом основано устройство закрытых манометров.

СООТВЕТСТВЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ, состояния разл. в-в, соответствую­щие одним и тем же значениям при-
699

ведённых параметров состояния (темп-ры , давления , уд. объёма  и др.). Ур-ние состояния, записанное в при­ведённых параметрах, одинаково для разл. в-в, так что одинаковым зна­чениям  и , напр., соответствует одно и то же значение , а на кривой равновесия жидкость — газ одним и тем же значениям  соответствует одно и то же значение приведённого давления и, теплоты испарения , поверхностного натяжения о и т. д. (закон соответственных состояний). Закон С. с. строго справедлив лишь при достаточно вы­соких темп-рах, когда несущественны квант. эффекты, и для в-в, у к-рых зависимость энергии межмолекуляр­ного взаимодействия от расстояния имеет одинаковый хар-р. Практически поведение всех в-в отклоняется от закона С. с., однако в рамках отд. групп в-в с близкими формами по­тенциала межмол. вз-ствия эти от­клонения часто относительно неве­лики и носят систематич. хар-р, что позволяет осуществлять расчёт св-в малоизученных в-в на основе закона С. с.

• Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М., Статистическая физика, 3 изд., ч. 1, М., 1976; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная тео­рия газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Рид Р., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1964.

СООТВЕТСТВИЯ ПРИНЦИП, посту­лат квант. механики, требующий сов­падения её физ. следствий в предель­ном случае больших квантовых чисел с результатами классич. теории. В С. п. проявляется тот факт, что квант. эффекты существенны лишь при рас­смотрении микрообъектов, когда ве­личины размерности действия срав­нимы с постоянной Планка ћ. Если же квант. числа, характеризующие со­стояние физ. системы напр., орбит. квант. число l), велики, то величи­ной ћ. можно пренебречь и система с высокой точностью подчиняется классич. законам. С формальной точки зрения С. п. означает, что в пределе ћ0 квантовомеханич. описание физ. объектов должно быть эквивалентно классическому.

Часто под С. п. понимают следую­щее более общее положение. Любая новая теория, претендующая на более глубокое описание физ. реальности и на более широкую область приме­нимости, чем старая, должна включать последнюю как предельный случай. Так, релятив. механика (см. Отно­сительности теория) в пределе малых скоростей v (v<<c) переходит в ньюто­новскую. Формально переход осуще­ствляется при с.

Когда осн. положения теории уже сформулированы, С. п. представляет в осн. иллюстративный интерес, под­чёркивая преемственность теор. по­строений. В ряде случаев С. п. помогает развить приближённые методы решения задач. Так, если в данной конкретной физ. проблеме ћ можно считать малой величиной, то это равносильно т. н. квазиклассическому приближению квантовой механики. При этом нерелятив. волновое Шрёдингера уравнение в пределе ћ0 приводит к классич. ур-нию Гамиль­тона — Якоби. Однако в период воз­никновения новой теор. дисциплины, когда её принципы во многом ещё неясны, С. п. имеет самостоятельное эвристич. значение.

С. п. был выдвинут Н. Вором в 1923 (в т. н. старой теории квантов, пред­шествующей квант. механике) в связи с проблемой спектров испускания и поглощения атомов. В созданной поз­же квант. механике особенности ат. спектров были объяснены на более глубокой основе, однако существ. черты её матем. аппарата определя­лись С. п. Значение С. п. далеко выходит за рамки квант. механики. Им широко пользуются в квантовой электродинамике, теории элем. ч-ц и, без сомнения, он войдёт составной частью в любую новую теор. схему.

• Бор Н., Три статьи о спектрах и строении атомов, пер. с нем., М.— Л., 1923. См. также лит. при ст. Квантовая механика.

СОПЛО, специально спрофилирован­ный закрытый канал, предназначен­ный для разгона жидкостей или газов до заданной скорости и придания потоку заданного направления. Слу­жит также устройством для получения газовых и жидкостных струй. Попе­речное сечение С. может быть прямо­угольным (плоские С.), круглым (осесимметричные С.) или иметь произ­вольную форму (пространств. С.). В С. происходит непрерывное увели­чение скорости v жидкости или газа в направлении течения — от нач. зна­чения v₀ во входном сечении С. до наибольшей скорости v=v₀ на вы­ходе. В силу закона сохранения энергии одновременно с ростом ско­рости v в С. происходит непрерывное падение давления и темп-ры от их нач. значений р₀, Т₀ до наименьших значений р₀, Т₀ в выходном сечении. Т. о., для реализации течения в С. необходим нек-рый перепад давле­ния, т. е. выполнение условия p₀>р_а. При пост. плотности  для непрерыв­ного увеличения v С. должно иметь сужающуюся форму, т. к. в силу неразрывности уравнения vS=const площадь S поперечного сечения С. должна уменьшаться обратно про­порц. росту v. Однако при дальней­шем увеличении v начинает прояв­ляться сжимаемость среды, плотность её уменьшается в направлении те­чения, поэтому постоянство vS в этих новых условиях зависит от темпа падения  с ростом v. При v<a, где а — местная скорость распростране­ния звука в движущейся среде, темп падения плотности газа отстаёт от темпа роста скорости, поэтому для обеспечения разгона, т. е. увеличения

Давление в выходном сечении до-звук. С. всегда равно давлению р_с в окружающей среде, куда происходит истечение из С. (р_а=р_с). При воз­растании р₀ и неизменном р_с ско­рость v_a в выходном сечении дозвук.

С. сначала увеличивается, а после того как p₀ достигнет нек-рой определ. величины, v_a становится постоянной и при дальнейшем увеличении р₀ не изменяется. Такое явление наз. кризисом течения в С. После наступ­ления кризиса ср. скорость истече­ния из дозвук. С. равна местной скорости звука (v_a=a) и наз. кри­тической скоростью исте­чения. В этом случае все параметры газа в выходном сечении С. также наз. критическими.

В сверхзвук. С. критическим наз. его наиболее узкое сечение. Относит. скорость v_a/a в выходном сечении сверхзвук. С. зависит только от от­ношения площади выходного сечения S_c к площади его критич. сечения S_кр и не зависит в широких пределах от изменений давления р₀ перед С. Дав­ление в выходном сечении сверхзвук. С. может быть равно давлению в окружающей среде (р_а=р_с), такой режим течения наз. расчётным, в противном случае — нерасчётным. Не­расчётные режимы характеризуются образованием в потоке волн разре­жения в случае р_а>р_с или ударных волн в случае р_а<р_с. Когда поток проходит через систему таких волн вне С., давление становится равным

p_с.

Сильное падение давления и темп-ры газа в сверхзвук. С. может приво­дить, в зависимости от состава теку­щей среды, к разл. физ.-хим. процес­сам (хим. реакции, фазовые превра-

700

щения, неравновесные термодинамич. переходы), к-рые необходимо учиты­вать при расчёте течения газа в С. С. широко используются в технике {в паровых и газовых турбинах, в ракетных и воздушно-реактивных дви­гателях, в газодинамических лазерах, в магнитно-газодинамич. установках, в аэродинамических трубах и на тазодинамич. стендах, при создании мол. пучков, в хим. технологии, в струйных аппаратах, в расходомерах, в процессах дутья и мн. др.). Техн. задачи привели к бурному развитию теории С., учитывающей наличие в газовом потоке жидких и тв. ч-ц, неравновесных хим. реакций, пере­носа лучистой энергии и др., что потребовало широкого применения ЭВМ для решения указанных задач, а также для разработки сложных эксперим. методов исследования те­чений в С.

СОПРОТИВЛЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОЕ, характеристика, вводимая при рассмотрении колебаний акустич. си­стем, равная отношению звукового дав­ления к объёмной колебательной ско­рости. См. Импеданс акустический.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ, активное сопротивление R_, харак­теризующее излучат. способность ан­тенны. Полная мощность излучения интерпретируется при этом как мощ­ность, поглощаемая в R_. Любой фидерный тракт, по к-рому эл.-магн. энергия поступает к антенне (двух­проводная линия, волновод и др.), можно считать нагруженным на вход­ное сопротивление антенны, склады­вающееся из сопротивления джоулевых потерь и импеданса излучения, активная часть к-рого равна R_. С. и. зависит от формы, размеров, ма­териала антенны, распределения то­ков в ней, диэлектрич.  и магн.  проницаемостей окружающей среды и от св-в пространства, в к-рое про­исходит излучение (неограниченное пространство, свободное от искажа­ющих поле объектов; пространство, ограниченное проводящей границей, излучение внутрь др. волновода или объёмного резонатора и т. п.). В сво­бодном пространстве вибратор Герца

имеет R_=(1/6)(/)(kl)² Ом (k — волновое число, l — длина волны ви­братора, l<<), что для вакуума (==1) даёт: R_=8²(l/)² Ом. Со­ответственно полуволновой вибратор в вакууме имеет R_=73,1 Ом. Про­волочная рамка площадью а с током обладает при << С.и. R_=(1/6)(/)(k²)² Ом, т. е: в вакууме: .R_=320²(/²)² Ом.

• См. лит. при ст. Антенна.

М. А. Миллер.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕ­СКОЕ, см. Электрическое сопротив­ление.

СОПРЯЖЁННЫЕ ТОЧКИ в оптике, пары точек, в каждой из к-рых одна является по отношению к оптич. си­стеме объектом, вторая — его изоб­ражением; при этом, согласно об­ратимости теореме, объект и изоб­ражение могут взаимно меняться ме­стами. Понятие «С. т.» вполне строго применимо лишь к идеальным (без­аберрационным) оптич. системам в их параксиальных областях (см. Параксиальный пучок лучей). Для ре­альных систем оно представляет собой широко используемое приближение.

СОРБЦИЯ (от лат. sorbeo — погло­щаю), поглощение тв. телом или жид­костью (сорбентом) жидкого в-ва или газа (сорбата) из окружающей среды. Поглощение в-ва из газовой фазы всем объёмом жидкого сорбента наз. абсорбцией, поглощение в-ва поверх­ностным слоем сорбента — адсорбци­ей. Поглощение в-ва из газовой фазы всем объёмом тв. тела или расплава наз. окклюзией. Извлечение из жид­кости к.-л. компонента др. жидко­стью наз. экстракцией. При С. паров пористыми телами может происходить капиллярная конденсация. Обычно од­новременно протекает неск. сорбц. процессов.

СОРЕ ЭФФЕКТ, термодиффузия в р-рах. Назван в честь швейц. учё­ного Ш. Соре (Ch. Soret), к-рый первым исследовал термодиффузию (1879).

СОСТАВНОЕ ЯДРО, ядерная система, образующаяся в ходе ядерных реакций в результате слияния налетающей ч-цы с ядром-мишенью. С. я. неустойчиво и через короткое время распадается на конечные продукты реакции. Энер­гия, внесённая ч-цей, распределяется между всеми степенями свободы С. я. подобно тому, как это происходит при нагреве тел. Вследствие статистич. флуктуации одна или неск. яд. ч-ц могут приобрести энергию, превы­шающую среднее её значение и по­зволяющую им покинуть «нагретое» ядро. Этот процесс, аналогичный ис­парению жидкости, приводит к рас­паду С. я. Ср. время жизни С. я. (10^-22—10^-21 с) во много раз больше времени пролёта быстрой ч-цы через область пр-ва, занимаемую ядром. Существование С. я. проявляется в резонансной энергетич. зависимости вероятности реакции. При определён­ных энергиях ч-цы наблюдаются рез­кие максимумы, соответствующие со­стояниям С. я. Представление о С. я. было впервые высказано дат. физи­ком Н. Бором в 1936. Идея об ана­логии между С. я. и нагретой жид­костью принадлежит Я. И. Френкелю; основанная на ней термодинамич. теория С. я. была впервые развита в 1936—37 физиками X. Бете и В. Вайскопфом (США) и Л. Д. Ландау,

• См. лит. при ст. Ядерные реакции. Ядро атомное.

Я. .С. Шапиро.

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

СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ, физич. закономерности, согласно к-рым чис­ленные значения нек-рых физ. вели­чин не изменяются со временем в любых процессах или в определ. классе процессов. Полное описание физ. системы возможно лишь в рам­ках динамич. законов, к-рые детально определяют изменение состояния си­стемы с течением времени. Однако во мн. случаях динамич. закон для данной системы неизвестен или слиш­ком сложен. В такой ситуации С. з. позволяют сделать нек-рые заклю­чения о хар-ре поведения системы. Важнейшими С. з., справедливыми для любых изолированных систем, явл. законы сохранения энергии, им­пульса, момента кол-ва движения, электрич. заряда. Кроме всеобщих, существуют С. з., справедливые лишь для огранич. классов систем и яв­лений.

Идея сохранения появилась сна­чала как чисто философская догадка о наличии неизменного (стабильного) в вечно меняющемся мире. Ещё ан­тичные философы-материалисты при­шли к понятию материи — неуничто­жимой и несотворимой основы всего существующего. С другой стороны, наблюдение пост. изменений в при­роде приводило к представлению о вечном движении материи как важ­нейшем её св-ве. С появлением матем. формулировки механики на этой ос­нове появились законы сохранения массы (французский химик А. Лаву­азье) и механической энергии (нем. учёный Г. Лейбниц). Затем немецкий учёный Ю. Р. Майер, англ. физик Дж. Джоуль и нем. учёный Г. Гельмгольц экспериментально открыли за­кон сохранения энергии в немеханич. явлениях. Т. о., к сер. 19 в. офор­мились законы сохранения массы и энергии, к-рые трактовались как со­хранение материи и движения.

В нач. 20 в. оба эти С. з. подверг­лись коренному пересмотру в связи с появлением спец. теории относи­тельности (см.. Относительности тео­рия); при описании движений с. боль­шими (сравнимыми со скоростью све­та) скоростями классическая (ньюто­новская) механика была заменена ре­лятивистской механикой. Оказалось, что масса, определяемая по инерцион­ным св-вам тела, зависит от его ско­рости и, следовательно, характери­зует не только кол-во материи, но и её движение. Понятие энергии также подверглось изменению; полная энер­гия (ξ) оказалась пропорц. массе (m), ξ=mc². Т. о., закон сохранения энергии в спец. теории относитель­ности естеств. образом объединил за­коны сохранения массы и энергии, существовавшие в классич. механике; по отдельности эти законы не выпол-

701

Эволюция закона сохранения энер­гии показывает, что С. з., будучи почерпнутыми из опыта, нуждаются время от времени в эксперим. проверке и уточнении. Нельзя быть уверенным, что с расширением пределов челове­ческого опыта данный закон или его конкретная формулировка останутся справедливыми. Закон сохранения энергии интересен ещё и тем, что в нём теснейшим образом переплелись физика и философия. Этот закон, всё более уточняясь, постепенно пре­вратился из неопределённого и аб­страктного философского высказыва­ния в точную количеств. ф-лу. Другие С. з. возникли сразу в количеств. формулировке. В совр. физике С. з.— необходимая составная часть её ра­бочего аппарата.

Большую роль С. з. играют в квант. теории, в частности в теории элем. ч-ц. С. з. определяют отбора правила, согласно к-рым реакции с элем. ч-цами, к-рые привели бы к нарушению С. з., не могут осуществ­ляться в природе. В дополнение к перечисленным С. з., имеющимся в физике макроскопич. тел, в теории элем. ч-ц, возникло много специфич. С. з., позволяющих интерпретировать наблюдаемые на опыте правила от­бора. Таков, напр., закон сохранения барионного заряда, выполняющийся во всех видах вз-ствий. Существуют и приближённые С. з., выполняющие­ся в одних процессах и нарушающиеся в других. Такие С. з. имеют смысл, если можно указать класс процес­сов, в к-рых они выполняются. Напр., законы сохранения стран­ности, изотопич. спина (см. Изотопическая инвариантность), чётности строго выполняются в процессах, про­текающих за счёт сильного взаимодей­ствия, но нарушаются в процессах слабого взаимодействия. Эл.-магн. вз-ствие нарушает закон сохранения изотопич. спина. Т. о., исследования элем. ч-ц вновь напомнили о необ­ходимости проверять существующие С. з. в каждой области явлений. Так, считавшийся абсолютно строгим за­кон сохранения барионного заряда на основании теор. аргументов подвер­гается сомнению. Проводятся слож­ные эксперименты, имеющие целью обнаружить возможные слабые на­рушения этого закона (распад про­тона).

С. з. тесно связаны со св-вами сим­метрии физ. систем. При этом сим­метрия понимается как инвариант­ность физ. законов относительно не­к-рой группы преобразований вхо­дящих в них величин. Наличие сим­метрии приводит к тому, что для данной системы существует сохра­няющаяся физ. величина (см. Нётер теорема). Т. о., если известны св-ва симметрии системы, как правило, мож­но найти для неё С. з., и наоборот.

Как отмечалось, законы сохранения энергии, импульса, момента обладают всеобщностью. Это связано с тем, что соответствующие симметрии можно рассматривать как симметрии про­странства-времени (мира), в к-ром движутся матер. тела. Так, сохра­нение энергии связано с однородно­стью времени, т. е. с инвариантно­стью физ. законов относительно из­менения начала отсчёта времени. Со­хранение импульса и момента кол-ва движения связано соотв. с однород­ностью пр-ва (инвариантность отно­сительно пространств. сдвигов) и изо­тропностью пр-ва (инвариантность от­носительно вращений пр-ва). Поэтому проверка механич. С. з. есть проверка соответствующих фундам. св-в про­странства-времени. Долгое время счи­талось, что, кроме перечисленных элементов симметрии, пространство-время обладает зеркальной симмет­рией, т. е. инвариантно относительно пространственной инверсии. Тогда должна была бы сохраняться прост­ранств. чётность. Однако в 1957 было экспериментально обнаружено несо­хранение чётности в слабом вз-ствии, поставившее вопрос о пересмотре взглядов на глубокие св-ва геометрии мира.

В связи с развитием теории тяго­тения намечается дальнейший пере­смотр взглядов на симметрии прост­ранства-времени и фундам. С. з. (в частности, на законы сохранения энер­гии и импульса).

• В и г н е р Е., Этюды о симметрии, пер. с англ., М., 1971; Фейнман Р., Характер физических законов, пер. с англ., М., 1968; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика, 3 изд., М., 1973 (Теорети­ческая физика, т. 1).

М. В. Менский.

СПЕКТР колебаний, совокупность гармонич. колебаний, на к-рые может быть разложено данное сложное ко­лебат. движение. Математически та­кое движение представляется в виде периодической, но негармонич. ф-ции f(t) с частотой . Эту ф-цию можно представить в виде ряда гармонич. функций: f(t)=A_ncosnt с часто­тами поз, кратными осн. частоте (где A_n — амплитуды гармонич. функций, t — время, n — номер гармоники). Чем сильнее исходное колебание от­личается от гармонического, тем бо­гаче его С., тем больше составляющих обертонов (гармоник) содержится в разложении и тем больше их ампли­туды. В общем случае С. колебания содержит бесконечный ряд гармоник, амплитуды к-рых быстро убывают с увеличением их номера, так что прак­тически приходится принимать во внимание только нек-рое конечное число обертонов. Процессы, не имею­щие строгой периодичности или не­периодические, могут представляться в виде суммы гармонич. компонент с некратными частотами или в виде суммы (интеграла) бесконечного числа

составляющих со сколь угодно близ­кими частотами (непрерывный С.). С. звука выражает его частотный состав и получается в результате анализа звука. С. звука представляют обычно на координатной плоскости.



Рис. 1. Линейчатый спектр, полученный при сложении двух периодич. волн с осн. час­тотами f'₀ и f"₀.
где по оси абсцисс отложена частота f, а по оси ординат — амплитуда А или интенсивность I гармонич. состав­ляющей звука с данной частотой. Чистые тона, звуки с периодич. фор­мой волны, а также звуки, получен­ные при сложении неск. периодич. волн, обладают линейчатыми спект­рами (рис. 1). Акустические шумы, одиночные импульсы, затухающие зву­ки имеют сплошной спектр (рис. 2).



Рис. 2. Сплошной спектр затухающего колебания.
Частотные компоненты спектра им­пульса акустического прямоуг. формы с заполнением несущей частотой f₀ сосредоточены в осн. вблизи этой частоты в полосе шириной 7/Т, где Т — длительность импульса.

И. П. Голямина.

СПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА РЕНТГЕНОВСКАЯ, аппаратура, в ко­торой рентгеновское излучение иссле­дуемого в-ва возбуждается, разлага­ется в спектр и регистрируется. Пре­цизионная С. а. р. служит для ис­следования тонкой структуры рент­геновских спектров, аналитическая — для определения элементного состава в-ва (см. Спектральный анализ рент­геновский). Прецизионная аппаратура должна обладать высокой разрешаю­щей способностью, аналитическая — высокой светосилой.

В зависимости от цели и условий исследования и хар-ра объекта при­меняют разл. типы С. а. р.