ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ - П падение тела

^ ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ, резкое уменьшение электрического сопроти­вления диэлектрика (увеличение плот­ности тока j), наступающее при до­стижении определённой напряжён­ности приложенного электрического поля Eпр, называемого электриче­ской прочностью. В диэлектрич. кри­сталле П. д. связан с образованием проводящего канала (шнура), в к-ром

плотность тока существенно больше, чем средняя по образцу. ^ Шнурова­ние тока возникает, когда дифф. электрич. сопротивление dE/dj ста­новится отрицательным (см. Отрица­тельное дифференциальное сопротив­ление).

• См. лит. при ст. Диэлектрики, Полупро­водники.

А. П. Леванюк.

^ ПРОБОЙ МАГНИТНЫЙ, туннельный переход эл-нов проводимости в ме­талле с одной классич. орбиты в магн. поле на другую (см. Туннельный эф­фект). П. м. приводит к изменению энергетич. спектра металла в магн. поле. Наблюдается при низких (ге­лиевых) темп-рах в чистых моно­кристаллах ряда металлов (открыт амер. физиком М. Пристли у Mg в 1963). Вероятность туннельных пере­ходов увеличивается с ростом магн. поля. П. м. приводит к перестройке траекторий эл-нов в магнитном поле: к ликвидации и (или) появлению от­крытых траекторий. Этой перестрой­кой обусловлены макроскопич. эф­фекты: вклад П. м. в гальваномагнитные явления, в де Хааза — ван Альфена эффект, а также в др. св-ва металлов, зависящие от магн. поля. Одно из на­иболее ярких проявлений П. м.— ос­цилляции аномально большой ампли­туды («гигантские осцилляции») ряда характеристик металла — магнето-сопротивления, поля Холла (см. Хол­ла эффект) и др., наблюдаемые при изменении величины магн. поля.

Для понимания изменений св-в ме­таллов в условиях П. м. необходим учёт квант. интерференционных эф­фектов, проявляющихся в движении эл-нов по системе классич. траекторий, связанных П. м.

• Каганов М. И., Магнитный пробой, «Природа», 1974, № 7.

М. И. Каганов.

^ ПРОБОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, общее название разл. по физ. природе про­цессов, приводящих к резкому воз­растанию силы электрич. тока в сре­де, исходно не (или очень слабо) электропроводной. 1) П. э. вакуумного промежутка (см. Вакуумный пробой); 2) П. э. газового промежутка — нач. стадия электрического разряда в газах. См. также Искровой разряд, Стриме­ры; 3) о П. э. жидких и тв. диэлектри­ков и ПП см. в статьях Диэлектрики, Пробой диэлектриков, Полупроводни­ки.

^ ПРОВОДИМОСТИ ЗОНА, частично за­полненная или пустая (при абс. нуле темп-ры) энергетич. зона в электрон­ном спектре тв. тела (см. Зонная тео­рия). Эл-ны, находящиеся в П. з., наряду с дырками валентной зоны определяют электропроводность и уча­ствуют в др. процессах переноса в тв. телах. Наличие эл-нов в П. з. при темп-ре T=0К отличает металлы от полупроводников и диэлектриков. У нек-рых тв. тел П. з. может пере­крываться (полуметаллы) либо со­прикасаться (бесщелевые полупровод­ники) с валентной зоной.

Э. М. Эпштейн.

ПРОВОДИМОСТЬ электрическая, т» же, что электропроводность.

ПРОВОДНИКИ, вещества, хорошо проводящие электрич. ток, т. е. обла­дающие высокой электропроводностью  (низким уд. сопротивлением =1/). К хорошим П. обычно относят в-ва с <10-6—10-4 Ом•см. В-ва с боль­шим  (~108 Ом•см и выше) наз. диэлектриками. Промежуточное по­ложение занимают полупроводники. К П. относятся металлы, электролиты и плазма. В металлах носителями заряда явл. квазисвободные эл-ны проводи­мости, в электролитах — положит. и отрицат. ионы, в плазме — свободные эл-ны и ионы. Металлы и углерод в проводящей модификации иногда наз. проводниками 1-го рода, электро­литы — проводниками 2-го рода. Де­ление в-в на П. и непроводники ус­ловно, т. к. проводимость зависит от разл. факторов, в т. ч. от темп-ры. При очень низких темп-рах мн. ме­таллы и нек-рые ПП переходят в сверхпроводящее состояние (см. Сверх­проводимость).

^ ПРОДОЛЬНАЯ ВОЛНА, волна, у к-рой характеризующая её векторная величина (напр., для гармонич. волн — векторная амплитуда) коллинеарна на­правлению её распространения (для гармонич. волн — волновому вектору It). К П. в. относятся, в частности, плоские (однородные) звук. волны в газах и жидкостях, ленгмюровские и ионно-звуковые волны в изотропной плазме, где колебания ч-ц (нейтраль­ных или заряженных) происходят вдоль волнового вектора k. Продольность волны определяется структурой волнового поля. Напр., существуют плоские однородные, цилиндрически и сферически симметричные П. в. Но суперпозиция двух плоских про­дольных (напр., звуковых) волн, рас­пространяющихся под углом друг к другу, образует неоднородную плос­кую волну, ч-цы в к-рой в разных точках пр-ва движутся по разл. эл­липсам.

• См. лит. при ст. Волны.

М. А. Миллер, Л. А. Островский.

^ ПРОДОЛЬНОЙ УПРУГОСТИ МО­ДУЛЬ, то же, что модуль Юнга. См. Модули упругости. ПРОДОЛЬНЫЙ ИЗГИБ, искривление длинного бруса прямолинейной формы, сжимаемого силой, направленной вдоль оси, вследствие потери устойчи­вости равновесия (см. также Устойчи­вость упругих систем). Пока действую­щая сила Р невелика, брус только сжимается. При превышении нек-рого значения, наз. критической силой, брус самопроизвольно выпучивается. Это нередко приводит к разрушению или недопустимым деформациям стержневых конструкций.

И. В. Кеппен.

^ ПРОЕКЦИОННЫЙ АППАРАТ, оп­тич. устройство, формирующее изоб­ражения оптические объектов на рас­сеивающей поверхности, служащей эк­раном. По способу освещения объекта

588


различают диаскопич., эпископич. и эпидиаскопич. П. а.

В диаскопическом П. а. (рис. 1) изображение на экране созда­ётся световыми лучами, проходящими сквозь прозрачный объект (диапози­тив, киноплёнку). Это самая много­численная и разнообразная группа П. а., предназначенная для фотопечати, просмотра диапозитивов, чтения микрофильмов и т. д.



^ Рис. 1. Оптич. схема диаскопич. аппарата: 1 — источник света; 2 — осветит. система (конденсор); 3 — диапозитив; 4 — объектив; 5 — экран.


Разновидностью диаскопич. П. а. явл. кинопроекц. аппарат.

Э п и с к о п и ч е с к и й П.. а. (рис. 2) проецирует на экран изобра­жение непрозрачного объекта с по­мощью лучей, рассеиваемых этим



^ Рис. 2. Оптич. схема эпископич. аппарата: 1 — источник света; 2 — отражатель; 3 — проецируемый объект; 4 — объектив; 5 — зеркало; 6 — экран.

объектом. К ним относятся эпископы, приборы для копирования топографич. карт, проецирования рисунков и т. д.

Э п и д и а с к о п и ч е с к и й П. а. представляет собой комбинацию диаскопич. и эпископич. приборов (см. Эпидиаскоп), допускающую проециро­вание как прозрачных, так и непро­зрачных объектов.

П, а. состоит из механич. и оптич. деталей. Механич. часть П. а. обе­спечивает определённое положение объектов относительно оптич. части, смену объектов и требуемую длитель­ность их проецирования. Оптич. часть, осуществляющая процесс проециро­вания, состоит из осветит. системы (включающей источник света и кон­денсор) и проекц. объектива.

• В о л о с о в Д. С., Ц и в к и н М. В., Теория и расчет светооптических систем проекционных приборов, М., 1960; Ива­нов А. М., Зарубежные любительские кадропроекторы и диаскопы, М., 1968.

ПРОЗРАЧНОСТЬ среды, отношение потока излучения (или для видимого света — светового потока), прошед­шего в среде без изменения направления путь, равный 1, к потоку, вошедшему в эту среду в виде параллельного пучка. Т. о., высокой П. обладают среды с направлен­ным пропусканием излучения. В диа­пазоне видимого света сквозь тела из

таких сред при подходящих их геом. формах предметы видны отчётливо. П. зависит от длины волны излучения; применительно к монохроматич. свету говорят о м о н о х р о м а т и ч е с к о й п р о з р а ч н о с т и. Проз­рачность отличают от пропускания вообще, т. к. среда может быть не­прозрачна, но в то же время пропу­скать рассеянный свет (напр., тонкие листы бумаги). Соответственно П. связана только с коэфф. направлен­ного (но не диффузного) пропускания (см. Пропускания коэффициент). В слое толщиной 1 см П. оптич. квар­ца — ок. 0,999; оптич. стекла — 0,99—0,995.

^ ПРОИЗВОДСТВО ЭНТРОПИИ, при­рост энтропии в физ. системе за ед. времени в результате протекающих в ней неравновесных процессов. П. э., отнесённое к ед. объёма, наз. л о к а л ь н ы м П. э. Если термодинамич. силы Xi (градиенты темп-ры, концентраций компонентов или их хим. потенциалов, массовой скорости, а в гетерогенных системах — конеч­ные разности термодинамич. парамет­ров) создают в системе сопряжённые им потоки Ji (теплоты, в-ва, импульса и др.), то локальное П. э.  в такой неравновесной системе равно:

=mi=1XiJi. (1)

где т — число действующих термоди­намич. сил. Полное П. э. равно ин­тегралу от а по объёму системы. Если термодинамич. потоки и силы посто­янны в пр-ве, то полное П. э. от­личается от локального лишь множи­телем, равным объёму системы.

Потоки Ji связаны с вызывающими их термодинамич. силами Xi линейны­ми соотношениями:

Ji=mk=1LikXk, (2)

где Lik—онсагеровские кинетич. ко­эффициенты (см. ^ Онсагера теорема). Следовательно, П. э.

=ikXiLikXk, (3)

т. е. выражается квадратичной фор­мой от термодинамич. сил.

П. э. отлично от нуля и положи­тельно для необратимых процессов (критерий необратимости 0). В ста­ционарном состоянии П. э. минималь­но (Пригожина теорема). Конкрет­ное выражение для входящих в П. э. кинетич. коэфф. через потенциалы вз-ствия ч-ц определяется методами неравновесной статистич. термодинами­ки. В случае теплопроводности П. э. пропорц. квадрату градиента темп-ры и коэфф. теплопроводности, в случае вязкого течения — квадрату гради­ента скорости и сдвиговой вязкости.

• См. лит. при ст. Термодинамика нерав­новесных процессов.

^ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ СОСТОЯНИЕ сверхпроводника, возникает в сверх­проводящем образце под действи­ем внешнего магн. поля или магн. поля тока, протекающего по самому образцу (см. Сверхпроводимость).

Сверхпроводник в П. с. представляет собой мелкодисперсную систему чере­дующихся сверхпроводящих слоев и слоев о норм. электропроводностью (толщина слоев ~10-2 см). В норм. слоях сверхпроводимость разрушена имеющимся там магн. полем, близ­ким к критическому магнитному по­лю. В сверхпроводящих слоях магн. поле отсутствует (см. Мейснера эф­фект). Образец переходит из сверх­проводящего состояния в П. с., когда увеличивающееся магн. поле дости­гает где-либо в образце критич. зна­чения. П. с. переходит в нормальное, когда поле достигает критич. значения во всём образце и сверхпроводящие слои исчезают.

В П. с., возникающем под действием внеш. магнитного поля, границы раздела между слоями всегда поко­ятся. Под действием тока, протекаю­щего по образцу, может осуществлять­ся т. н. динамич. П. с., в к-ром гра­ницы раздела непрерывно движутся через образец (со скоростями 10-2—10-3 см/с), зарождаясь на одной из его поверхностей и исчезая на другой.

•Шенберг Д., Сверхпроводимость, пер. с англ., М., 1955, гл. 2—4; Т и н к х а м М., Введение в сверхпроводимость» пер. с англ., М., 1980, гл. 3.

А. Ф. Андреев.

^ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ВЕКТОРНЫЕ БОЗОНЫ, группа векторных тяжё­лых ч-ц, переносящих слабое взаи­модействие, в к-рую входят две за­ряженные ч-цы (W+, W-) с массой ~80 ГэВ и одна нейтральная (Z°) с массой ~90 ГэВ. Открыты в 1983 в ЦЕРНе. См. Слабое взаимодействие. ПРОМИЛЛЕ (от лат. pro mille — на тысячу) (%0), единица относит. величины (безразмерного отношения двух одноимённых физ. величин), 1%0=10-3, в частности 1%0=0,1%. ^ ПРОПОРЦИОНАЛЬНАЯ КАМЕРА, см. Пропорциональный счётчик.

ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК, газоразрядный детектор ч-ц, созда­ющий сигнал, амплитуда к-рого про­порц. энергии, выделенной в его объёме, регистрируемой ч-цей. При полном торможении ч-цы в П. с. его импульс пропорц. энергии ч-цы. В от­личие от ионизационной камеры, вбли­зи анода П. с. электрич. поле Е столь велико, что первичные эл-ны приобре­тают энергию, достаточную для вто­ричной ионизации. В результате на анод приходит лавина эл-нов. Отно­шение полного числа собранных эл-нов к первоначальному их числу наз. к о э ф ф и ц и е н т о м г а з о в о г о у с и л е н и я М, к-рый тем больше, чем больше величина Е/р (р — давле­ние газа; в формировании импульса участвуют и ионы). В П. с. обычно используют коаксиальные электроды: катод — цилиндр, анод — тонкая

(10—100 мкм) нить, натянутая по оси цилиндра (рис.). Газовое усиление осуществляется вблизи анода на рас-

589


стоянии, сравнимом с диаметром нити, а весь остальной путь эл-ны дрей­фуют в поле Е без «размножения». П. с., как правило, заполняют инерт­ными газами с добавлением небольшого кол-ва многоатомных газов.



^ Схема пропорц. счётчика: а — область дрей­фа электронов; б — область газового усиле­ния.


Типичные хар-ки П. с.: M~103—104 (но может достигать 106); амплитуда импульса ~10-2 В при электрич. -ёмкости самого П. с. ок. 20 пФ; раз­витие лавины происходит за время ~10-9—10-8 с, однако момент появ­ления сигнала на выходе П. с. зависит -от места прохождения ионизующей ч-цы, т. е. от времени дрейфа первич­ных эл-нов до анода. При радиусе ~1 см и давлении 1 атм время сраба­тывания П. с. относительно пролёта ч-цы ~10-7—10-8 с достигает 10-6 с.

П. с. используются для регистрации всех видов ч-ц: -частиц, эл-нов, ос­колков деления атомных ядер и т. д., а также для нейтронов, гамма- и рентг. квантов. В случае незаряж. ч-ц реги­стрируются вторичные заряж. ч-цы, возникающие в процессе вз-ствия ней­тральных ч-ц с наполняющим счётчик газом (эл-ны, протоны отдачи и др.).

П. с. сыграл важную роль в разви­тии яд. физики довоенного времени, являясь наряду с ионизац. камерой практически единств. электронным спектрометрич. детектором.

В кон, 60-х гг. в физике ч-ц высо­ких энергий начала применяться п р о п о р ц и о н а л ь н а я к а м е р а, состоящая из большого числа (102—103) П. с., расположенных в одной плоскости и часто в одном газовом объёме. Такая геометрия позволяет по регистрации ч-ц в отдельных П. с. определить место прохождения ч-цы. Расстояние между соседними анодны­ми нитями. ~1—2 мм, расстояние между анодной и катодной плоско­стями ~1 см, разрешающее время ~10-7 с. Развитие микроэлектроники и внедрение в эксперим. технику ЭВМ позволили создать камеры, состоящие из десятков тыс. нитей, соединённых -с ЭВМ, к-рая запоминает и обрабаты­вает всю информацию от пропорц. камеры. Такая камера — одновремен­но быстродействующий спектрометр и трековый детектор.

В 70-х гг. появилась д р е й ф о в а я к а м е р а, в к-рой для измерения координаты места пролёта ч-цы исполь­зуется дрейф эл-нов, предшествующий образованию лавины. Чередуя аноды и катоды отд. П. с. в одной плоскости и измеряя время дрейфа эл-нов, можно измерить место прохождения ч-цы через камеру с высокой точностью (~0,1 мм) при числе нитей в ~10 раз меньше, чем в пропорц. камере.

П. с. применяются в яд. физике и в физике ч-ц высоких энергий (в экс­периментах на ускорителях и в косм. лучах), а также в астрофизике, гео­логии, археологии и др. С помощью П. с., установленного на «Луноходе-1», по спектру рентг. флюоресценции был произведён хим. элементный анализ в-ва поверхности Луны.

• См. лит. при ст. Детекторы,

В. С. Кафтанов, А. В. Стрелков.

ПРОПУСКАНИЕ в оптике, прохож­дение сквозь среду оптического излу­чения без изменения набора частот составляющих его монохроматич. излу­чений и их относит. интенсивностей. Различают направленное П., при к-ром рассеяние света в среде практически отсутствует; д и ф ф у з н о е П., при к-ром определяющим фактором явл. рассеяние, а преломле­ние в среде и направленное П. не играют заметной роли, и смешан­ное П.— частично направленное и частично диффузное. Особый вид диффузного П.— р а в н о м е р н о-д и ф ф у з н о е П., при к-ром про­странств. распределение рассеянного излучения таково, что яркость оди­накова по всем направлениям.

^ ПРОПУСКАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ среды , отношение потока излучения Ф, прошедшего через среду, к потоку Ф0, упавшему на её поверхность: =Ф/Ф0. Чаще всего понятием П. к. пользуются для световых потоков. Значение П. к. тела зависит как от его размера, формы и состояния поверх­ности, так и от угла падения, спектр. состава и поляризации излучения. Различают П. к. для н а п р а в л е н н о г о пропускания (среда не рас­сеивает проходящего через неё излу­чения), П. к. для диффузного пропускания (среда рассеивает всё проникающее в неё излучение) и П. к. для с м е ш а н н о г о пропускания (с частичным рассеянием). П. к. на­ходят по измерениям освещённости и яркости. Определение П. к.— одно из световых измерений (см. также Фото­метрия).

^ ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ, умень­шение отражения коэффициентов по­верхностей оптич. деталей путём на­несения на них непоглощающих плё­нок, толщина к-рых соизмерима с длиной волны оптич. излучения. Без просветляющих плёнок, даже при норм. падении лучей, потери на отра­жение света могут составлять до 10% от интенсивности падающего излуче­ния. В оптич. системах с большим числом поверхностей (напр., в объективах) потери света могут достигать 70% и более. Многократное отраже­ние от преломляющих поверхностей приводит к появлению внутри прибо­ров рассеянного света, что ухудшает качество изображений, формируемых оптич. системами приборов. Эти нежелат. явления устраняются с помощью П. о., к-рое явл. одним из важнейших применений оптики тонких слоев. П. о.— результат интерференции света, отражаемого от передних и задних границ просветляющих плёнок; она приводит к взаимному «гашению» отражённых световых волн и, следо­вательно, к усилению интенсивности проходящего света. При углах паде­ния, близких к нормальному, эффект П. о. максимален, если толщина тон­кой плёнки равна нечётному числу четвертей длины световой волны в ма­териале плёнки, а преломления пока­затель (ПП) плёнки n2 удовлетворяет равенству n22=n1n3, где n1 и n3— ПП сред, граничащих с плёнкой (часто первой средой явл. воздух). Отра­жённый свет ослабляется тем силь­нее, чем больше разность n3-n2; если же n2>n3, то интерференция отражённых от границ плёнки лучей, напротив, усилит интенсивность от­ражённого света (рис. 1).



Рис. 1. Зависимость коэфф. отражения ^ R от выраженной в до­лях световой волны X толщины тонкого слоя, нанесённого на подложку из стекла, для разл. значений показателя прелом­ления слоя n2. Пока­затель преломления стекла n3=l,52;n1=1 (воздух).

Изменяя толщину просветляющей плёнки, можно сместить минимум отра­жения в разл. участки спектра.

Для деталей из стекла с низким ПП П. о. однослойными плёнками недостаточно эффективно. Применение двухслойных просветляющих плёнок позволяет почти полностью устранить отражение света от поверхности де-



Рис. 2. Зависимости в диапазоне видимо­го света (400—700 нм) коэфф. отражения ^ R поверхности стекла с n3=l,52 от длины волны света : 1— для непросветлённой поверхности; 2 — для поверхности с однослойной просветляющей плёнкой, показатель преломления к-рой n2=1,40; 3 — то же при n2=1,23; 4 — для поверхности с трёхслойной просветляющей плёнкой.

тали-подложки независимо от её ПП, но лишь в узкой области спектра. Трёхслойные просветляющие плёнки дают возможность получить равно­мерно низкое (~0,5%) отражение в широкой спектр. области, напр. во всём видимом диапазоне (рис. 2).

590


Двух- и трёхслойные покрытия ис­пользуют для П. о., работающей в УФ области, где из-за низкого значения n3 однослойные покрытия малоэффек­тивны. Наилучшее П. о. в широкой области спектра может быть достигну­то с помощью неоднородных просвет­ляющих плёнок, значение ПП к-рых плавно меняется от n подложки до n окружающей среды. В практически получаемых неоднородных плёнках n меняется ступенчато; ширина спектр. области с низким отражением увели­чивается с возрастанием числа «сту­пенек», приближающим характер из­менения ПП к плавному.

• См. лит. при ст. ^ Оптика тонких слоев.

Л. Н. Капорский.


4085370156847386.html
4085517020332390.html
4085767204056046.html
4085859462339646.html
4086017217912225.html