ПАРАЭЛЕКТРИКИ - П падение тела

ПАРАЭЛЕКТРИКИ, название непо­лярной фазы сегнетоэлектриков (выше точки фазового перехода).

^ ПАРАЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗО­НАНС, резонансное поглощение радио­волн в тв. в-ве, связанное с ориента­цией дипольных электрич. моментов составляющих его частиц во внешнем электрич. поле. П. р. наблюдается в тех случаях, когда существует неск. эквивалентных равновесных направ-

521


лений ориентации диполей, разделён­ных невысокими потенц. барьерами, допускающими туннелирование (см. ^ Туннельный эффект) из одного рав­новесного положения в другое с ча­стотой, лежащей в диапазоне СВЧ. Электрич. поле смещает и расщепляет уровни энергии такой частицы, изме­няя частоту переходов между ними. П. р. наблюдается при темп-ре T<10К в КСl с примесью ионов ОН-, CN- или Li+. В последнем случае дипольный момент возникает за счёт смещения примеси Li относительно центра зани­маемого им места в решётке. П. р. используется для изучения внутрикристаллич. полей, определения типа примесных центров и др.

• Дейген М. Ф., Глинчук М. Д., Параэлектрический резонанс нецентраль­ных ионов, «УФН», 1974, т. 114, в. 2, с. 185 — 211.

^ А. В. Францессон.

ПАРООБРАЗОВАНИЕ, переход в-ва из конденсиров. фазы (жидкой или твёрдой) в газовую (фазовый переход I рода), для осуществления к-рого в-ву необходимо подвести определён­ное кол-во теплоты. Различают след. виды П.: испарение (П. со свободной поверхности конденсиров. фазы, в слу­чае тв. тела — сублимация) и кипение (П., характеризующееся возникнове­нием пузырьков с насыщенным па­ром и ростом пузырьков в объёме жидкости).

ПАРСЕК (пк, рс), единица длины, применяемая в астрономии; 1 пк=206 265 а. е.=3,0857•1016 м. Звезда, расположенная на расстоянии 1 пк, имеет годичный параллакс, равный 1".



^ Копределению парсека.


ПАРТОНЫ (от лат. pars, род. падеж partis — часть), составляющие адронов, проявляющиеся в процессах с большой передачей четырёхмер­ного импульса, в частности в глубо­ко неупругих процессах.

В модели П. считается, что адрон участвует в реакциях лишь нек-рой своей частью (партоном), несущей долю x четырёхмерного импульса (4-им-пульса) адрона Р, т. е. Рпартона= xРадрона. В первом приближении П. рассматриваются как точечные ч-цы, испытывающие только упругие соударения. Напр., глубоко неупру­гое рассеяние эл-на на протоне выгля­дит след. образом. Эл-н с 4-импульсом р упруго рассеивается на П. с 4-им­пульсом хР и приобретает 4-импульс р' (рис. 1). Далее рассеянный П. и «пассивный» остаток протона снова превращаются в адроны, образующие

две адронные струи. Согласно закону сохранения 4-импульса, импульс рассеянного П. равен q+хР, где q = р-р' — передача 4-импульса от эл-на к протону. Т. к. масса П. равна хМ, где М — масса протона, то (q+xP)2=x2M2c4. Отсюда следует, что



эл-н взаимодействует только с теми П., к-рые несут долю импульса х =-q2/2(Pq). Если число таких П. сорта а обозначить через Fa(x), то се­чение глубоко неупругого рассеяния будет равно:

d/dq2dx=aFa(x)(d/dq2)a+ea'+e' (1) где d/dq2 (благодаря точечности П.) определяется ф-лой Мотта d/dq2~е2aћ/сq4 (еa — электрич. заряд П. сорта а). Т. о., формфактор глубоко неупругого рассеяния, определяемый как множитель при ф-ле Мотта, ока­зывается независящим от q2. Это св-во сечения глубоко неупругого рассея­ния было названо скейлингом Бьёркена (см. Масштабная ин­вариантность).

Широкое распространение получила гипотеза, отождествляющая П. с квар­ками и глюонами. Существует неск. косвенных эксперим. указаний в пользу этой гипотезы, однако прямые доказательства (измерения ср. электрич. и ср. барионного зарядов адронных струй) пока отсутствуют. Комбинируя сечения глубоко неупру­гого рассеяния в пучках нейтрино и антинейтрино, к-рые взаимодействуют с разными кварками (v+р-+X, v~+р  ++ X), можно полу­чить распределения по импульсам всех кварков и антикварков по отдель­ности (рис. 2). Оказалось, что суммар­ный импульс всех кварков и антикварков в протоне составляет ок. 50% импульса протона, т. е. половина его импульса связана с нейтральными составляющими, названными глюона­ми.




^ Рис. 2. Распределение кварков N(x) и ан­тикварков N~(x) в протоне.


Аналогично в модели П. рассматри­ваются и др. процессы с большой передачей 4-импульса: рождение в адрон-адронных соударениях пары +- с большой относит. энергией, рождение адронов с большим поперечным импульсом и т. д. Сечение каждого из них определяется [подоб­но (1)] распределением П. в адроне, к-рое не зависит от типа процесса, и сечением партонного подпроцесса, к-рое вычисляется. Это позволяет установить связь между разл. процес­сами.

Партонная модель получила в 70-х гг. обоснование в рамках квант. теории поля. Она оказалась связанной с достаточно быстрым убыванием эф­фективного заряда при уменьшении расстояния (r): Gэфф(r)<С/ln(r0/r), где С и r0 — нек-рые константы. Такое поведение характерно для теорий с размерной константой связи [g]=см-1 (в ед. ћ=1, с=1). Для теорий с логарифмич. убыванием эфф. заряда (асимптотическая свобода в кванто­вой хромодинамике) в ф-циях распре­деления остаётся слабая зависимость от q2, нарушающая скейлинг Бьёрке­на. При этом оказывается, что число «медленных» П. (z<<1) с ростом q2 должно возрастать, а число «быстрых» (х~1) — убывать. Подобная тенден­ция в поведении ф-ций распределения наблюдается экспериментально.

• Д р е л л С., Партоны и глубоко неупругие процессы при высоких энергиях, пер. с англ., «УФН», 1972, т. 106, в. 2.

А. В. Ефремов.

^ ПАРЦИАЛЬНАЯ ВОЛНА, волна с оп­ределённым орбит. моментом. См. Рассеяние микрочастиц.

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ (от позднелат. partialis — частичный), давление, к-рое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же темп-ре. Общее дав­ление смеси газов равно сумме П. д. отд. составляющих смеси (см. Дальто­на законы). Пространств. неоднород­ность П. д. определяет течение про­цессов диффузии данного газа, аб­сорбции, растворения и распределе­ния его между двумя частями си­стемы, разделёнными проницаемой для данного газа перегородкой (см. Осмос).

^ ПАРЦИАЛЬНОЕ СЕЧЕНИЕ, эффек­тивное сечение рассеяния ч-ц с опре­делённым орбит. моментом. См. Рас­сеяние микрочастиц.

ПАСКАЛЬ (Па, Ра), единица СИ дав­ления и механич. напряжения. Назв. в честь франц. учёного Б. Паскаля (В. Pascal). 1 Па равен давлению, создаваемому силой 1 Н, равномерно распределённой по поверхности пло­щадью 1 м2.1 Па=1 Н/м2=10 дин/см2=0,102 кгс/м2 =10-5 бар=9,87Х10-6 атм=7,50•10-3 мм рт. ст.=0.102 мм вод. ст.

ПАСКАЛЬ-СЕКУНДА (Па•с, Pa•s), единица СИ динамич. вязкости; 1 Па•с равен динамич. вязкости среды, в к-рой при ламинарном течении и при раз­ности скоростей слоев, находящихся на расстоянии 1 м по нормали к на­правлению скорости, равной 1 м/с, касательное напряжение равно 1 Па. 1 Па•с=10 пуаз=0,102 кгс•с/м2.

522


^ ПАСКАЛЯ ЗАКОН, закон гидроста­тики, согласно к-рому давление на поверхности жидкости, произведён­ное внеш. силами, передаётся жид­костью одинаково во всех направле­ниях. Установлен франц. учёным Б. Паскалем (опубл. в 1663). П. з. имеет большое значение для техники, напр. он используется в гидравлич. прессе.

^ ПАУЛИ ПРИНЦИП, фундаменталь­ный закон природы, заключающийся в том, что две тождеств. ч-цы с полу­целым спином не могут одновременно находиться в одном состоянии. Сфор­мулирован в 1925 швейц. физиком В. Паули (W. Pauli) для эл-нов в ато­ме и назван им принципом запрета, затем распространён на любые фермионы. В 1940 Паули показал, что прин­цип запрета — следствие существую­щей в релятив. квант. механике связи спина и статистики: ч-цы с полуцелым спином подчиняются Ферми — Дира­ка статистике, поэтому волн. ф-ция системы одинаковых фермионов долж­на быть антисимметричной относи­тельно перестановки любых двух фер­мионов; отсюда и следует, что в одном состоянии может находиться не более одного фермиона.

П. п. сыграл решающую роль в понимании закономерностей заполне­ния электронных оболочек атома, по­служил исходным пунктом для объяс­нения ат. и мол. спектров. Фунда­ментальна роль П. п. в квант. тео­рии тв. тела и ат. ядра, а также в тео­рии яд. реакций и реакций между элем. ч-цами.

• Теоретическая физика 20 века. [Памяти В. Паули. Переводы], М., 1962.

В. П. Павлов.

^ ПАУЛИ УРАВНЕНИЕ, уравнение не­релятивистской квант. механики, опи­сывающее движение заряж. ч-цы со спином 1/2 (напр., эл-на) во внеш. эл.-магн. поле. Предложено швейц. физиком В. Паули в 1927.

П. у. явл. обобщением ^ Шредингера уравнения, учитывающим наличие у ч-цы собств. механич. момента — спина. Ч-ца со спином 1/2 может на­ходиться в двух разл. спиновых со­стояниях с проекциями спина +1:/2 и -1/2 на нек-рое направление, прини­маемое обычно за ось s. В соответствии с этим волн. функция ч-цы (r, t) (где r — координата ч-цы, t — время) явл. двухкомпонентной, что принято записывать в виде матрицы-столбца:



такая ф-ция наз. спинором. Проекции спина 1/2 отвечает случай =1,2=0, а -1/2 — случай =2, 1=0. Во внеш. магн. поле (с напряжённостью Н) компоненты волн. ф-ции «перемешиваются», что соот­ветствует изменению направления спина.

В частном случае пост. однородного магн. поля (направление к-рого при­нимают за ось z) П. у. можно пред-

ставить в виде системы ур-нии для ф-ций 1, и 2:



Здесь ^ Н0 совпадает с гамильтонианом, входящим в ур-ние Шредингера для заряж. ч-цы во внеш. эл.-магн. поле, е и m — заряд и масса ч-цы, ξ — возможные (собственные) значения её энергии. Т. о., энергия эл-на зависит от ориентации спина но отношению к магн. полю. Этот факт можно интер­претировать как наличие у эл-на соб­ственного (спинового) магн. момента =eћ/2mc. Вторые члены в (*) соответ­ствуют потенц. энергии вз-ствия этого магн. момента  с полем Н, равной для слабых полей (как и в классич. физи­ке) — HН, где H — проекция  на направление поля Н. Т. к. спин эл-на в размерных единицах равен 1/2ћ, то отношение спинового магн. момента к механич. (гиромагн. отношение, или магнитомеханическое отношение) ра­вно e/тс, т. е. в два раза больше ги­ромагн. отношения для орбит. момен­тов. П. у. естеств. образом вытекает из релятив. Дирака уравнения, если счи­тать, что скорость эл-на (v) мала по сравнению с с, и ограничиться первым приближением по v/c.

Я. В. Гольцов.

^ ПАШЕНА ЗАКОН устанавливает, что наименьшее напряжение зажигания газового разряда между двумя плоски­ми электродами есть величина посто­янная (характерная для данного газа) при одинаковых значениях произве­дения pd, где р — давление газа, d — расстояние между электродами. Сфор­мулирован нем. физиком Ф. Пашеном (F. Paschen) в 1889. П. з.— частный случай закона подобия газовых раз­рядов: явления в разряде протекают одинаково, если при увеличении или уменьшении давления газа во столько же раз уменьшить или, соответственно, увеличить размеры разрядного про­межутка, сохраняя его форму геомет­рически подобной исходной. П. з. справедлив с тем большей точностью, чем меньше р и d. См. также Зажига­ния потенциал.

• См. лит. при ст. Электрические разряды в газах.

^ ПАШЕНА СЕРИЯ, см. Спектраль­ные серии.

ПАШЕНА — БАКА ЭФФЕКТ, со­стоит в том, что в сильных магн. полях сложное зеемановское расщеп­ление спектр. линий переходит в простое (см. Зеемана эффект). Силь­ными следует считать магн. поля, вызывающие расщепление уровней энергии, сравнимое с мультиплетным (см. Тонкая структура) и превосходя­щее его. В таких полях происходит упрощение картины расщепления — наблюдается расщепление линии на три компоненты (зеемановский три­плет). Обнаружено Ф. Пашеном и нем. физиком Э. Баком (Е. Back) в 1912.

^ ПЕКЛЕ ЧИСЛО [по имени франц. учёного Ж. К. Пекле (J. С. Peclet)], безразмерное число, являющееся по­добия критерием для процессов конвективного теплообмена. П. ч. Ре=vl/a=cpv/(/l), где l—характерный линейный размер поверхности тепло­обмена, v — скорость потока жидко­сти относительно поверхности тепло­обмена, а — коэфф. температуропро­водности, cp — теплоёмкость при пост. давлении,  — плотность и  — коэфф. теплопроводности жидкости. Число Ре характеризует отношение между конвективным и мол. процес­сами переноса теплоты в потоке жид­кости. При малых значениях Ре пре­обладает мол. теплопроводность, а при больших — конвективный пере­нос теплоты. П. ч. связано с Рейнольдса числом Re и Прандтля числом Рr соотношением Pe=Re•Pr.

ПЕЛЛЕТРОН, см. в ст. Электро­статический генератор.

^ ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ, выделение или поглощение теплоты при прохождении электрич. тока I через контакт двух разл. проводников. Выделение тепло­ты сменяется поглощением при из­менении направления тока. Открыт франц. физиком Ж. Пельтье (J. Peltier) в 1834. Кол-во теплоты Qп=ПI, где П — коэффициент Пель­тье, равный: П=T. Здесь Т — абс. темп-pa, —разность термоэлектрич. коэфф. проводников.

П. э. объясняется тем, что ср. энер­гия носителей тока зависит от их энергетич. спектра, концентрации и меха­низмов их рассеяния и поэтому в раз­ных проводниках различна. При пере­ходе из одного проводника в другой эл-ны либо передают избыточную энер­гию атомам, либо пополняют недоста­ток энергии за их счёт. В первом слу­чае вблизи контакта выделяется, а во втором поглощается теплота Пель­тье. При переходе эл-нов из полупро­водника в металл энергия эл-нов про­водимости ПП значительно выше уров­ня Ферми металла, и эл-ны отдают свою избыточную энергию. При противо­положном направлении тока из ме­талла в ПП могут перейти только те эл-ны, энергия к-рых выше дна зоны проводимости ПП. Тепловое равно­весие в металле при этом нарушается и восстанавливается за счёт тепловых колебаний крист. решётки. При этом поглощается теплота Пельтье. На контакте двух ПП или двух металлов также выделяется (или поглощается) теплота Пельтье вследствие того, что ср. энергия носителей заряда по обе стороны контакта различна.

П. э. используется для охлаждения в холодильных установках и в нек-рых электронных приборах.

• См. лит. при ст. Термоэлектрические явления.

Л. С. Стальбане.

^ ПЕННИНГА РАЗРЯД, тлеющий раз­ряд в продольном магн. поле. Впервые

523


исследован голл. физиком Ф. Пеннингом (F. Penning) в 1937. Из-за большой длины пути эл-нов, движущихся по спиральным траекториям вокруг сило­вых линий магн. поля, значительно возрастает вероятность ионизации, что обеспечивает существование разряда при низких давлениях р, вплоть до 10-5—10-6 мм рт. ст. Значение рмин сильно зависит от конструкции разряд­ного устройства. Часто применяются коаксиальные системы, в к-рых П. р. может существовать вплоть до 10-13мм рт. ст. П. р. используется в нек-рых типах вакуумметров, а также в эл.-магн. сорбционных вакуумных насо­сах.

Л. А. Сена.

^ ПЕННИНГА ЭФФЕКТ, снижение зажигания потенциала разряда в га­зе, обусловленное присутствием при­меси другого газа, потенциал иониза­ции к-рого ниже энергии возбуждения метастабильного уровня осн. газа. Объяснение этого эффекта дано Ф. Пеннингом в 1928. В отсутствии примеси эл-ны, ускоренные в электрич. поле, отдают свою энергию атомам, переводя их в метастабильное состоя­ние. Вследствие этого вероятность ионизации электронным ударом мала и напряжение зажигания оказывается высоким. При наличии примеси проис­ходят столкновения возбуждённых метастабильных атомов осн. газа с атомами при­меси, в резуль­тате чего послед­ние ионизуются за счёт энергии, освобождающей­ся при перехо­де метастабильных атомов в основное состояние (см. Удары второго рода). Появление такой дополнит. ионизации приводит к снижению эфф. потенциала иониза­ции среды и, следовательно, к сниже­нию напряжения зажигания раз­ряда U. На рис.. представлена зависи­мость U (в логарифмич. масштабе) от произведения давления газа р на расстояние d между электродами в чистом неоне (1), чистом аргоне (2), неоне с примесью 5•10-4% аргона (3) и неоне с примесью 0,1% аргона (4).



Л. А. Сена.

ПЕНТАПРИЗМА, см. Отражатель­ные призмы.

^ ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНА­МИКИ, один из двух осн. законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для систем, в к-рых существ. значение имеют тепловые процессы. П. н. т. было сфор­мулировано в сер. 19 в. в результате работ нем. учёного Ю. Р. Майера, англ. физика Дж. П. Джоуля и нем. физика Г. Гельмгольца (см. Энергии сохранения закон). Согласно П. н. т., термодинамич. система может совер­шать работу только за счёт своей


внутр. энергии или к.-л. внеш. источ­ников энергии. П. н. т. часто форму­лируют как невозможность существо­вания вечного двигателя 1-го рода, к-рый совершал бы работу, не черпая энергию из к.-л. источника.

При сообщении термодинамич. си­стеме нек-рого кол-ва теплоты ^ Q в общем случае изменяется её внутрен­няя энергия на U и система совершает работу А:

Q =U+A. (1) Ур-ние (1), выражающее П. н. т., явл. определением изменения внутр. энергии системы (U), т. к. Q и А — независимо измеряемые величины. Внутр. энергию системы U можно, в частности, найти, измеряя работу системы в адиабатич. процессе (т. е. при Q=0): Aад =-U, что определя­ет U с точностью до нек-рой аддитив­ной постоянной U0:

U=U+U0. (2) П. н. т. утверждает, что U явл. функ­цией состояния системы, т. е. каждое состояние термодинамич. системы характеризуется определ. значением U, независимо от того, каким путём система приведена в данное состояние (в то время как, значения Q и А зави­сят от процесса, приведшего к измене­нию состояния системы). При иссле­довании термодинамич. свойств физ. системы П. н. т. обычно применяется совместно со вторым началом термо­динамики.

• Леонтович М. А., Введение в тер­модинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; П у т и л о в К. А., Термодинамика, М., 1971; Г е л ь ф е р Я. М., История и методология термодинамики и статистической физики, 2 изд., М., 1981.

^ ПЕРЕБРОСА ПРОЦЕССЫ, процессы столкновения квазичастиц в кристалле, при к-рых их суммарный квазиимпульс изменяется на величину 2ћb, где b — вектор обратной решётки. П. п.— результат периодичности расположения атомов в кристалле.

ПЕРЕГРЕВ, 1) нагрев жидкости выше её точки кипения (при данном давле­нии) или нагрев твёрдого крист. в-ва выше темп-ры его фазового пере­хода из одной модификации в другую (напр., ромбич. серы в моноклинную). Перегретое в-во находится в неустой­чивом, метастабильном состоянии. Практически при всяком фазовом переходе, связанном с поглощением или отдачей теплоты, небольшой П. или переохлаждение необходимы для того, чтобы процесс шёл с конечной скоростью. 2) Нагрев пара выше темп-ры насыщения при том же давлении. Водяной перегретый пар широко при­меняется в теплотехнике.

^ ПЕРЕГРЕТЫЙ ПАР, пар, имеющий темп-ру выше темп-ры насыщения при том же давлении (см. Насыщен­ный пар). П. п. служит рабочим те­лом в тепловых двигателях, турбинах и т. д.


0486346502082791.html
0486370334724818.html
0486415989613729.html
0486502025937429.html
0486554035413596.html