Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
Статьи на букву "И" (часть 1, "ИГН"-"ИММ")

Статьи на букву "И" (часть 1, "ИГН"-"ИММ")

ИГНИТРОН

ИГНИТРОН - один из типов ионных приборов с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом; используется в основном как сильноточный выпрямитель (с силой тока до 10 кА и напряжением до 5 кВ). Подробнее см. в ст. Ионные приборы.

ИДЕАЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ

ИДЕАЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ - воображаемая жидкость, лишённая вязкости и теплопроводности. В И. ж. отсутствует внутр. трение, т. е. нет касат. напряжений между двумя соседними слоями, она непрерывна и не имеет структуры. Такая идеализация допустима во мн. случаях течения, рассматриваемых в гидроаэромеханике, и даёт хорошее описание реальных течений жидкостей и газов на достаточном удалении от омываемых твёрдых поверхностей и поверхностей раздела с неподвижной средой.

ИДЕАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

ИДЕАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - оптическая система, создающая идеальное (безаберрационное) изображение в представлениях геометрической оптики для гомоцентрических пучков лучей. Теорию И. о. с. разработал К. Гаусс (С. F. Gaub) в 1841. И. о. с. изображает каждую точку пространства предметов точкой в пространстве изображений и сохраняет масштаб изображения, т. е. любую плоскую геом. фигуру изображает в виде подобной плоской фигуры, также перпендикулярной оптич. оси. Этим условиям удовлетворяет только оптич. система, состоящая из одного или неск. плоских зеркал. Линзовые оптич. системы обладают аберрациями. С достаточным приближением И. о. с. может быть осуществлена в виде центрированной оптич. системы, если ограничиться параксиальными пучками, т. е. областью вблизи оси симметрии (см. также Изображение оптическое). А. П. Грамматик.

ИДЕАЛЬНАЯ ПЛАЗМА

ИДЕАЛЬНАЯ ПЛАЗМА - плазма, в к-рой ср. потенц. энергия взаимодействия частиц значительно меньше их ср. кинетич. энергии. И. п. можно рассматривать как идеальный газ заряж. частиц, т. е. как газ, <в к-ром могут существовать электрич. поле и пространственный заряд, но никакие две отд. частицы не взаимодействуют. Для плазмы, заряж. частицы к-рой взаимодействуют по закону Кулона, ср. расстояние до соседней взаимрдействующей частицы r~п -1/3( п - ср. число заряж. частиц в ед. объёма), а энергия кулоновского взаимодействия ~е 2 п 1/3 (е - заряд частицы). Степень идеальности такой плазмы характеризуется плазменным параметром взаимодействия g=е 2/rТ (Т - темп-pa). Используя выражение для дебаевского радиуса экранирования rD~ Ц(T/ne2), условие идеальности плазмы можно записать в виде m=l/nr3D Ъ1 - плазменный параметр идеальности), т. е. плазма будет идеальной, если число частиц в дебаевской сфере велико. Для И. п. оба параметра g и mЪ1. Параметр идеальности m характеризует не только вклад потенц. энергии взаимодействия в ср. энергию и др. термодинампч. ф-ции, но и определяет роль столкновений заряж, частиц при неравновесных процессах. Частота столкновений заряж. частиц пропорциональна m, поэтому при описании неравновесных процессов, определяющих, в частности, установление равновесного состояния, необходимо учитывать даже слабую неидеальность (см. Неидеалъная плазма). На практике в большинстве случаев плазма близка к идеальной: это плазма газовых разрядов, солнечного ветра, солнечной короны, ионосферы, плазма в МГД-генераторах, электронно-дырочная плазма полупроводников (см. pис. к ст. Космическая плазма). К неидеальной плазме: относится электронный газ в металлах, квантовая вырожденная плазма в белых карликах, плазма в магнитосферах пульсаров, плазма при очень высоких давлениях (десятки тыс. градусов) и высоких темп-pax (108 К) - плазма в центре Солнца и плазма в условиях термоядерного синтеза. Лит.:Apцимович Л. А., Сагдеев Р. 3., Физика плазмы для физиков, М., 1979; Климонтович Ю. <Л., Статистическая физика, М., 1982. Ю. Л. Климонтович.

ИДЕАЛЬНО-ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЛО

ИДЕАЛЬНО-ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЛО - абстрактная матем. модель пластич. тела, в к-рой не учитывается упрочение материалов в процессе деформирования. <Образец АВ (рис.), к-рый можно рассматривать как И.-п. т., может пластически деформироваться без дальнейшего увеличения нагрузки Р, когда растягивающее напряжение достигает нек-рого значения ss. Для случая сложного напряжённого состояния тела переход в пластич. область в к.-л. его точке наступает тогда, когда напряжения удовлетворяют пластичности условиям. Диаграмма напряжение-деформация образца из идеально-пластического материала. Понятие И.- п. т. применяется в расчётах технол. процессов ковки, волочения, штамповки, прокатки металлов, не обладающих значит. упрочением. Понятие И.- п. т. используется в теории предельного равновесия, определяющей предельные значения нагрузок для исследуемой конструкции. Лит.: Прагер В., Ходж Ф. Г., Теория идеально-пластических тел, пер. с англ., М., 1956; Работнов Ю. Н., Механика деформируемого твёрдого тела, М., 1979. Д. Д. Целев.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИДЕАЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛ

ИДЕАЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛ - физ. модель, представляющая собой бесконечный монокристалл, не содержащий примесей или структурных дефектов (вакансий, межузельных атомов, дислокаций и др.). Отличие реальных кристаллов от И. к. связано с конечностью их размеров и наличием дефектов. Наличия нек-рыхдефектов (напр., примесей, межкристаллитных границ) в реальных кристаллах можно практически полностью избежать с помощью спец. методов выращивания, отжига или очистки. Однако при темп-ре T>0К в кристаллах всегда есть конечная концентрация (термоактивированных) вакансий и межузельных атомов, число к-рых в равновесии экспоненциально убывает с понижением темп-ры. А. Э. Мейерович.

ИДЕОГРАММА

ИДЕОГРАММА (от греч. idea - идея, образ, понятие и gramma - запись) - один из способов графич. представления плотности распределения вероятности случайной величины. В отличие от гистограммы И. позволяет частично учесть ошибки измерений. <Пусть х1, . . ., х п - результаты измерений случайной величины х, плотность распределения вероятности к-рой необходимо изобразить, а s1, . . ., sn - ошибки этих измерений. Сопоставим каждому измерению ф-цию т. е. будем считать, что истинное значение случайной величины х распределено нормально (см. Гаусса распределение )около результата измерений. И. наз. изображение суммы этих ф-ций: И. пользуются для графич. представления результатов измерений случайной величины с различающимися ошибками. На практике часто вместо ф-ции F(х )вычисляют приближённые значения интегралов от неё по равным небольшим отрезкам оси х, т. е. используют гистограмму ф-ции F(x). На рис. изображена И., полученная при сопоставлении результатов измерения массы h-мезона разными авторами (1980). Индивидуальные измерения изображены в виде крестов, длина горизонтальной перекладины соответствует ошибке данного измерения. Наличие трёх пиков в И. свидетельствует о несогласованности результатов. Л. <А. Лебедев.

ИЗГИБ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗГИБНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

ИЗГИБНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (магнитодрейфовое излучение), возникает при движении заряж. частиц вдоль искривлённых силовых линий магн. поля. Конечно, заряж. частица не может двигаться точно вдоль магн. силовой линии, т. к. в этом случае Лоренца сила, действующая со стороны магн. поля на частицу, обращается в нуль. В действительности у частицы наряду со скоростью вдоль магн. поля v|| появляется дрейфовый компонент скорости v^, ортогональный плоскости, касательной к силовой линии магн. поля: v^=(v2||/wRRm)(E/mc2)2, где wB=qВ/тс - циклотронная частота, В - напряжённость магн. поля, Rm - радиус кривизны магн. силовых линий, с - скорость света в вакууме, E,q и т - энергия, электрич. заряд и масса частицы соответственно. Этот компонент скорости и обеспечивает появление силы Лоренца, искривляющей траекторию частицы в соответствии с формой силовой линии. И. и. ультрарелятивистских частиц отличается от синхротронного излучения лишь тем, что в случае И. и. радиус кривизны траектории частицы RK определяется геометрией магн. поля (RK@Rm )и не зависит от энергии частицы, а в случае синхротронного излучения величина RK увеличивается пропорционально энергии частицы. Вследствие этого характерная частота w0 и мощность Р И. и. растут быстрее с увеличением энергии частицы, чем при синхротронном излучении: И. и., по-видимому, играет большую роль при генерации наблюдаемого излучения пульсаров. Мощность И. и. частиц, истекающих из пульсаров, достаточна для объяснения их рентг. и гамма-излучения. Оптич. и радиоизлучение пульсаров можно объяснить И. и. лишь в том случае, если оно является когерентным, т. е. испускается заряж. сгустками частиц с размерами меньше длины волны генерируемого ими излучения. Возможно также, что когерентный механизм И. и. ответствен за генерацию переменного радиоизлучения квазаров и ядер активных галактик. Лит.: Клепиков Н. П., Излучение фотонов и злектронно-позитронных пар в магнитном поле, "ЖЭТФ" 1954 т 26 с 19; Ochelkov Y ц. P., Usov V. V., Curvature radiation of relativistic particles in the magnetosphere of pulsars 1. Theory, "Astrophys. and Space Sci.", 1980, v. 69, p. 439.

ИЗГИБНЫЕ ВОЛНЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗИНГА МОДЕЛЬ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧАТЕЛИ ЗВУКА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧЕНИЕ ЗВУКА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧЕНИЕ ПЛАЗМЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧЕНИЕ РАВНОВЕСНОЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗЛУЧЕНИЕ ЧАСТИЦ В УСКОРИТЕЛЯХ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗМЕРЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС (изобарический процесс) (от греч. isos - равный и baros - тяжесть) - термодинамич. процесс, происходящий в системе при пост. внеш. давлении; на термодинамич. диаграмме изображается изобарой. <Пример И. п.- расширение газа в цилиндре со свободно ходящим нагруженным поршнем. Если И. п. происходит настолько медленно, что давление в системе можно считать пост, и равным внеш. давлению, а темп-pa меняется так медленно, что в каждый момент времени сохраняется термодинамич. равновесие, то И. п. обратим. Для осуществления И. п. к системе надо подводить (или отводить) теплоту dQ, к-рая расходуется на работу расширения PdV и изменение внутр. энергии dU, т. <е.dQ,=PdV+dU=TdS, dS - изменение энтропии, Т - абс. температура. Для идеального газа при И. п. объём пропорционален темп-ре ( Гей-Люссака закон), в реальных газах часть теплоты расходуется на изменение ср. энергии взаимодействия частиц. Работа, совершаемая при И. п., равна произведению внеш. давления на изменение объёма, а для обратимых И. п. внеш. давление равно внутр. Изменение энтропии при обратимом И. п. равно где Ср - теплоёмкость при пост, давлении. <Лит. см. при ст. Термодинамика. Д, Н. Зубарев.

ИЗОБАРЫ

ИЗОБАРЫ - ядра с одинаковым числом нуклонов (массовым числом А), но отличающиеся числом протонов Z и нейтронов N (A=Z+N). И. с различным Z соответствуют разл. хим. элементы (напр., 40 Аr - 40 Са). И. образуются при бета-распаде ядер (226Ra И. образуются при бета-распаде ядер (226Raи т. п.) и нек-рых др. ядерных реакциях.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОБРАЖЕНИЙ МЕТОД

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА

ИЗОЛИРОВАННАЯ СИСТЕМА (замкнутая система) - термодинамич. система, находящаяся в состоянии адиабатич. изоляции от окружающей среды, что достигается заключением системы в адиабатич. оболочку (напр., сосуд Дьюара), к-рая исключает обмен системы теплотой и веществом с окружающей средой (тепловая и материальная изоляция). Поэтому И. с. не может поглощать или отдавать теплоту, изменение её внутр. энергии равно производимой работе. Изменение темп-ры окружающей среды не влияет на состояние И. с. Состояние И. с. можно изменить только изменением внеш. параметров, напр, объёма, что иногда рассматривают как определение И. с. Всякий процесс в И. с. наз. адиабатическим процессом. В отличие от открытой системы, в И. с. всегда устанавливается состояние термодинамич. равновесия. Д. Н. Зубарев.

ИЗОЛЮКС

ИЗОЛЮКС - линия равной освещённости, выраженной в люксах.

ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОМЕРИЯ ЯДЕРНАЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОМЕРЫ

ИЗОМЕРЫ - молекулы или ионы, имеющие одинаковые состав и молекулярную массу, но различающиеся строением или расположением атомов в пространстве. Подробнее см. Изомерия молекул. О ядерных И. см. Изомерия ядерная.

ИЗОМЕРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

ИЗОМЕРЫ ОПТИЧЕСКИЕ - см. в ст. Оптически активные вещества.

ИЗОМОРФИЗМ

ИЗОМОРФИЗМ (от греч. isos - равный и morphe - форма, вид) - полное подобие атомно-кристаллич. строения и внеш. огранки кристаллов у веществ с аналогичной хим. ф-лой и одинаковым типом хим. связи. Открыт (1819) Э. Мичерлихом (Е. Mitscherlich) на примере кристаллов КН 2 РО 4, KH2AsO4 и NH4H2PO4. И. наз. также способность различных, но сходных по свойствам атомов, ионов и их сочетаний замещать друг друга в атомно-кристаллич. структуре с образованием кристаллов перем. состава (твёрдых растворов замещения). Пример совершенного (полного) И. с образованием твёрдых растворов при любых соотношениях компонент - кристаллы квасцов KAl(SO4).12H2O, в к-рых ионы К + могут в любом кол-ве замещаться ионами Rb+, (NH4)+ и др., имеющими приблизительно одинаковый с ионами К+ кристаллохим. радиус, а ионы А13+ - ионами Fe3+, Cr3+ и др. с радиусами, близкими к радиусу Аl. Различие в крпсталлохим. радиусах атомов в изоморфных кристаллах не превышает 10-15%.Кроме совершенного И., возможен ограниченный (по концентрациям) И. (напр.,- И. соединений BaSO4 и КМnO4). Различают изовалентный И., когда замещающие друг друга атомы или группировки имеют одинаковую валентность, и гетеровалентный, когда валентность их различна (напр., Са 2+ и Y3+); в последнем случае замещающие друг друга атомы или ионы имеют близкие размеры, а различие зарядов компенсируется вакансиями. <И. наблюдается у мн. минералов и кристаллов, когда введением малых добавок существенно меняют или создают новые свойства. Так, введение малых изоморфных добавок, напр. Сr3+ в корунд А12 О 3, Nd3+ в гранат Y3A15O12, превращает их в активную среду для квантовых генераторов; введение изоморфных примесей в ПП кристаллы изменяют тип проводимости. Изоморфные примеси используют, напр., для изменения окраски ювелирных кристаллов. <Лит. см. при ст. Кристаллохимия. Б. К. Вайнштейн.

ИЗОСПИН

ИЗОСПИН - то же, что изотопический спин.

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС (от греч. isos - равный и therme - теплота) - термодинамич. процесс, происходящий в системе при пост. темп-ре; на термодинамич. диаграмме изображается изотермой. И. п. является идеализацией процесса в системе, находящейся в тепловом контакте с термостатом. Для осуществления И. п. систему обычно помещают в термостат или используют контролируемые источники и стоки теплоты. Кипение жидкости и плавление твёрдого тела при пост. давлении являются примерами И. п. Если И. п. происходит настолько медленно, что не нарушается термодинамич. равновесие с термостатом, то И. п. обратим. И. п., протекающие с конечной скоростью, необратимы. Для реализации И. п. необходимо отводить или подводить к системе определ. кол-во теплоты dQ, к-рое затрачивается на работу PdV при изменении объёма dV (Р - давление) и на изменение внутр. энергии U при пост, темп-ре Т. Согласно первому началу термодинамики,dQ=PdV+(dU/dV)TdV. В общем случае, когда система описывается внеш. параметрами aj, - обобщённые термодинамич. силы, сопряжённые параметрам а j. Согласно второму началу термодинамики, изменение энтропии dS приобратимом И. и. равно Полное подведённое тепло DQсвязано с изменением энтропии системы S2-S1 соотношением DQ=T(S2-S1). Работа R при И. п. с изменением объёма от V1 до V2 равна изменению энергии Гиббса (свободной энергии), для идеального газа R=NkTln(V2/VI), N - число молекул. <Примером необратимого И. п. является изотeрмнч. дросселирование, когда газ или жидкость протекает через перегородку с малым отверстием при пост. темп-ре. В этом случае подводимая теплота равна изменению энтальпии тела. Лит. см. при ст. Термодинамика. Д. Н. Зубарев.

ИЗОТОПИЧЕСКАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛEТ

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛEТ - семейство адронов, одинаковым образом участвующих в сильном взаимодействии, имеющих приблизительно равные массы, одни и те же барионное число, спин, чётность, странность и др. квантовые числа и отличающихся толькоэлектрич. зарядом (см. Изотопическая инвариантность). В случае атомных ядер И. м. являются аналоговые состояния ядер-изобар.

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ СДВИГ

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ СДВИГ -сдвиг друг относительно друга уровней энергии и спектральных линий атомов разд. изотопов одного хим. элемента; проявляется также во вращат. и колебат. спектрах молекул, содержащих разл. изотопы одного элемента. <И. с. в спектрах изолированного атома может быть обусловлен неск. причинами. Одна из них связана с движением ядра относительно центра инерции атома (эффект массы). В системе центра инерции импульс ядра Р равен сумме импульсов электронов Sipi.Учёт движения ядра приводит к появлению в гамильтониане атома члена: где т - масса электрона, М - масса ядра. И. с. равен квантовомеханич. среднему от этой величины. Вклад в энергию атома, соответствующий первому члену суммы (*), наз. нормальным или боровским сдвигом, он равен энергия атома в случае неподвижного ядра. Вклад, вносимый в энергию атома вторым членом, наз. специфич. И. с. DEc, он имеет чисто квантовый характер и возникает вследствие обменного взаимодействия атомных электронов. <Сдвиг уровней за счёт эффекта массы наиб. важен для лёгких элементов с массовым числом А х60; при А ": он исчезает. В случае тяжёлых изотопов (Aа100) осн. вклад в И. с. вносит эффект объёма. Внутри ядра конечного размера поле существенно отличается от поля точечного заряда. Поэтому для электрона, проникающего в ядро, наблюдается сдвиг уровня энергии, возрастающий с ростом радиуса ядра. В этом случае И. с. наз. сдвигом за счёт эффекта объёма. Такой И. с. наиб. важен в случае конфигураций, содержащих s-электроны, для к-рых максимум электронной плотности достигается на ядре. Для электронов с не равным нулю орбитальным моментом он значительно меньше. Исследование эффекта объёма позволяет получить ряд сведений о структуре ядра. <И. с. принято считать положительным, когда длина волны спектральной линии уменьшается с ростом массы ядра. Различие длин волн, вызванное И. с., используется в лазерном разделении изотопов. <В молекулах замена атома одного изотопа другим приводит к изменению её приведённой массы М и вследствие этого - к изменению вращат. (~1/M)и колебат. (1/ЦМ) энергий молекул, что и вызывает И. с. в молекулярных спектрах. Лит.: Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Собельман И. И., Введение в теорию атомных спектров, [2 изд.], М., 1977; Радциг А. А., Смирнов Б. М., Параметры атомов и атомных ионов, 2 изд., М., 1986; Летохов В. С., Нелинейные селективные фотопроцессы в атомах и молекулах, М., 1983. Б. Н. Чичков.

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ СПИН

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ СПИН (изотопспин, изоспин; I)- неаддитивное квантовое число, характеризующее адроны, существование к-рого обусловлено изотопической инвариантностью сильного взаимодействия; И. с. одинаков для совокупности адронов, образующих т. н. изотопический мультиплет, и определяет число ( п )входящих в него частиц: n=2I+1. И. с. адронов, как и обычный спин, может принимать целые и полуцелые значения: 0, 1/2, 1, 3/2,... . Полный И. с. системы адронов вычисляется по правилам, аналогичным правилам сложения угл. моментов. Суммарный изоспин ядра определяет число разл. зарядовых состояний с примерно одинаковой энергией связи. И. с. сохраняется в процессах сильного взаимодействия и нарушается слабым и эл.-магн. взаимодействиями. <При описании слабого взаимодействия кварков и лептонов используют понятие слабого изоспина Iw, к-рый характеризует совокупности этих частиц, имеющих разные электрич. заряды, но ведущих себя сходным образом по отношению к слабому взаимодействию. Число частиц в таких группах равно 2Iw+1. Для кварков и лептонов Iw может принимать значения 0, 1/2. Нулевые значения Iw присущи всем кваркам и лептонам с правой (R )спиральностью: IwR=0. Кварки и лептоны с левой (L )спиральностью имеют IwL=1/2 и разбиваются на дублеты, соответствующие трём поколениям фермионов: Третья проекция слабого И. с. наряду со слабым гиперзарядомYw входит в обобщённую Гелл-Мана - Нишиджимы формулу для электрич. заряда: Q=Iw3+1/2Yw. Слабый И. с. (также, как и слабый гиперзаряд) является источником калибровочного поля (в данном случае трёхкомпонентного, 2 компоненты к-рого образуют поля заряж. промежуточных векторных бозонов(W6), а третья компонента в сочетании с калибровочным нолем, порождаемым слабым гиперзарядом, образуют поле Z0 -бозона и эл.-магн. поле). Симметрия, отвечающая наличию слабого изоспина, спонтанно нарушена за счёт взаимодействия с Хиггса бозонами. Лит.: Газиорович С., Физика элементарных частиц, пер. с англ., М., 1969; Окунь Л. Б., Лептоны и кварки, М., 1981. А. А. Помар.

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

ИЗОТОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ - зависимость темп-ры Т к перехода в сверхпроводящее состояние металла от его изотопного состава: Т к возрастает при уменьшении ср. атомной массы М изотопа. Для ряда металлов (Hg, Sn, Tl) выполняется (приблизительно) соотношение Т к. М1/2=const, но для др. металлов (напр., Рb, переходных металлов) показатель степени в соотношении Т к~М -1/2 иной. Впервые И. э. наблюдался в 1950 [1, 2]; было установлено, что у изотопа 198Hg Т к=4,177 К, а у чистой ртути с естеств. изотопным составом (М=200,6) T к=4,154 К. Исследования показали также, что одновременно с Т к изменяется критическое магнитное поле Нk,0 (при Т "0), но отношение Нk,0/Т К для разных изотопов данного сверхпроводящего металла остаётся постоянным. И. э. свидетельствует, что сверхпроводимость связана с массой частиц, образующих кристаллич. решётку, и обусловлена взаимодействием электронов с фононами (колебаниями решётки). Лит.:Maxwell E., Isotope effect in the superconductivity of mercury, "Phys. Rev.", 1950, v. 78, p. 477; Reynolds С. А. и др., Superconductivity of isotopes of mercury, там же, p. 487.

ИЗОТОПНАЯ ХРОНОЛОГИЯ

ИЗОТОПНАЯ ХРОНОЛОГИЯ - определение абс. возраста горных пород, минералов, следов древних человеческих культур и в целом Земли по накоплению в них продуктов распада радиоакт. нуклидов. Идея И. х. принадлежит П. Кюри (P. Curie) п Э. Резерфорду (Е. Rutherford). При И. х. учитывают, что радиоакт. распад каждого радионуклида происходит с пост, скоростью. Он приводит к накоплению конечных стабильных нуклидов, содержание к-рых D связано с возрастом t исследуемого объекта соотношением: D=P(elt-1), где Р - число атомов радионуклида, К - постоянная распада. Отсюда: t =1/l ln(1+D/Р). В И. х. наиб. распространены свинцовый, аргоновый, стронциевый п углеродный методы. В первом используется накопление радиогенного свинца в результате распадов 238U "206Pb, 235U "207Pb, 232Th "208 Рb. Аргоновый метод основан на радиогенном накоплении Аr в калиевых минералах (см. Электронный захват). Стронциевый метод основан на b-распаде Для оценки возраста объектов [60000 лет используется радиоуглеродный метод. В земнойатмосфере под действием нейтронов космич. лучей идёт ядерная реакция 14N (n, р)14 С. В результате воздух, растения и животные содержат радионуклид 14 С (T1/2=5700 лет) в определённой и постоянной (в расчёте на 1 моль углерода) концентрации. В мёртвых организмах обмен с атмосферой прекращается и содержание 14 С постепенно падает. По концентрации 14 С можно установить возраст органич. остатков. Лит.: Изотопная геология, под ред. Э. Йегера, И. Хунцикера, пер. с англ., М., 1984. С. С. Бердоносов.

ИЗОТОПНЫE ИНДИКАТОРЫ

ИЗОТОПНЫE ИНДИКАТОРЫ (меченые атомы) - вещества, имеющие отличный от природного изотопный состав, используемые в качестве "метки" при исследовании разл. процессов. Метод И. и. был предложен Д. Хевеши (G. Hcvesy) и Ф. Пакетом (F. Paneth, 1913). В качестве метки чаще используются радионуклиды, к-рые могут быть легко обнаружены и измерены количественно. Реже используются стабильные нуклиды, техника обнаружения к-рых сложнее (масс-спектроскопия). В качестве радиоакт. меток применяют: 3 Н, 14 С, 32 Р, 35Si 45Ca, 59Fe, 60Co, 89Sr, 95Zr, 95Nb, 110mAg,131I и др. Выбор радионуклида определяется гл. обр. перподом его полураспада, типом и энергией излучения. Для обнаружения излучения используют газоразрядные и сцинтилляционные счётчики, ядерные фотогр. эмульсии и др. детекторы. С помощью И. и. изучают распределение вещества в системе и пути их перемещения. Для количеств, анализа пользуются, напр., методом изотопного разбавления - к анализируемой пробе добавляют порцию меченого вещества и по степени его разбавления судят о содержании анализируемого вещества в пробе. Метод И. и. позволяет выяснить механизм хим. реакций и структуру молекул. Он широко используется в физике, химии, биологии (процессы синтеза и распада хим. соединений в живой клетке, обмена веществ и др.), в технике, медицине (изотопная диагностика) и т. д. Лит.: Лукьянов В. Б. и др., Радиоактивные индикаторы в химии. Основы метода, 3 изд., М., 1985; Остерман Л. А., Исследование биологических макромолекул электрофокусированием, иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами, М., 1983. С. С. Бердоносов.

ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИЗОТОПЫ

ИЗОТОПЫ (от греч. isos - равный, одинаковый и topos - место) - разновидности атомов одного и того же хим. Элемента, атомные ядра к-рых имеют одинаковое число протонов (Z )и разл. число нейтронов (N). (И.- нуклиды одного элемента.) И. наз. также ядра таких атомов. И. занимают одно и то же место в периодич. системе элементов (отсюда назв.). По своим ядерным свойствам (спектр энергетич. уровней, способность вступать в те или иные ядерные реакции и др.) И., как правило, имеют мало общего между собой. В подавляющем большинстве случаев вещества, различающиеся только изотопным составом, обладают одинаковыми хим. и почти одинаковыми физ. свойствами, т. к. на структуру электронной оболочки атома влияет практически только заряд ядра. Поэтому выделение к.-л. И. из природной смеси, напр. 235U (0,7%) и 234U (0,05%) из природного урана, к-рый содержит гл. обр. 238U (99,25%), является сложной задачей, для решения к-рой используются небольшие различия в скоростях испарения, диффузии и др. методы (см. Изотопов разделение). Исключением являются И. лёгких элементов. И. водорода 1 Н, 2 Н, 3 Н столь сильно отличаются по массе, что физ. и даже хим. свойства Н разного изотопного состава различны. Поэтому они получили самостоят, назв.: 1H наз. протием, 2 Н - дейтериемD (ядро - дейтрономd), 3 Н - тритием Т (ядро - тритономt). Развитие масс-спектроскопии позволило обнаружить у многих элементов по неск. стабильных И. В дальнейшем было установлено, что число стабильных И. у чётных (по Z) элементов может достигать 10 (напр., Sn). У нечётных оно [2. Для всех элементов искусственно получены вадиоакт. И. У нек-рых элементов их число достигает 20-30 (см. табл. в ст. Нуклид). Содержание отд. И. в их естеств. смеси испытывает небольшие колебания. Эти колебания у лёгких элементов связаны, как правило, с изменением изотопного состава при испарении, растворении, диффузии и т. д. Для Рb колебания изотопного состава объясняются разл. содержанием в разных источниках (руды, минералы и др.) родоначальников естеств. радиоактивных рядов (см. Радиоактивность). Лит. см. при ст. Нуклид.

ИЗОФОТ

ИЗОФОТ - линия равной освещённости, выраженной в фотах.

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС (изохорический процесс) (от греч. isos - равный, одинаковый и chora - пространство) - термодннамич. процесс, происходящий в системе при пост. объёме; на термодинамич. диаграмме изображается изохорой. <И. п. осуществляется в газах и жидкостях, находящихся в замкнутом сосуде с неизменным объёмом. При И. п. система не совершает работы и подведённая теплота dQцеликом расходуется на изменение внутр. энергии: dU=dQ, следовательно, dQ=CVdT;CV=(РU/РТ)V- теплоёмкость при пост, объёме, к-рая всегда меньше теплоёмкости при пост, давлении. В идеальном газе при И. п. давление пропорц. темп-ре (Шарля закон). Для неидеального газа закон Шарля не справедлив, т. к. часть сообщённой газу теплоты идёт на увеличение энергии взаимодействия частиц. Изменение энтропии при И. п. равно Лит. см. при ст. Термодинамика. Д. Н. Зубарев.

ИЗОХРОННОСТЬ КОЛЕБАНИЙ

ИЗОХРОННОСТЬ КОЛЕБАНИЙ (от греч. isos - равный, одинаковый и chronos - время) - независимость периода собственных колебаний к.-л. колебат. системы от амплитуды этих колебаний. И. к.- характерное свойство линейных систем. Поскольку все реальные колебат. системы ведут себя как линейные только в пределах огранич. области малых амплитуд колебаний, то и И. к. соблюдается только для малых амплитуд колебаний. В нелинейных системах И. к., строго говоря, не реализуется. Однако практически с заданной степенью точности всегда можно считать, что для достаточно малых амплитуд колебаний и в нелинейных системах имеет место И. к. (напр., колебания маятника практически можно считать изохронными, пока амплитуда его угл. отклонений достаточно мала).

ИЗОХРОННЫЙ ЦИКЛОТРОН

ИЗОХРОННЫЙ ЦИКЛОТРОН (релятивистский циклотрон) - циклотрон, в к-ром частота обращения частицы не меняется с ростом её энергии и релятивистской массы. Постоянство частоты обращения обеспечивается сложным законом изменения магн. поля магнита по радиусу и азимуту. Частота обращения w связана со ср. магн. полем < Н(r)> на радиусе rи полной релятивистской энергией E=тс 2 (т- релятивистская масса частицы) соотношением: w= се<Н(r)>/E,где е- заряд частицы. Для постоянства частоты с ростом энергии необходим рост < Н(r)> с увеличением радиуса, к-рый неизбежно приводит к дефокусировке по вертикали. Для её компенсации вводится сильная вариация магн. поля по азимуту (j), Н=Н(r,j), обеспечивающая знакопеременную фокусировку.Aзимутальная вариация поля реализуется обычно с помощью секторной структуры магнита. И. ц. применяются для ускорения тяжёлых частиц (протонов, ионов). Крупнейшие И. ц.- на 600 МэВ (протоны) в Швейцарии, на 520 МэВ (протоны) в Канаде. См. Ускорители заряженных частиц. Э. Л. Бурштейн.

ИЗОЭЛЕКТРОННЫЙ РЯД

ИЗОЭЛЕКТРОННЫЙ РЯД - ряд, состоящий из aтомов и ионов разл. хим. элементов, имеющих одинаковое число электронов. И. р. являются, напр., водородоподобные атомы, ряд Li, Ве +, В 2+ , . . . Члены И. р. обладают сходными спектрами и др. оптич. свойствами. См. также Атом.

ИЗОЭНТАЛЬПИЙНЫЙ ПРОЦЕСС

ИЗОЭНТАЛЬПИЙНЫЙ ПРОЦЕСС - термодинамич. процесс, происходящий при пост. энтальпии, напр., протекание газа через пористую перегородку при отсутствии теплообмена с окружающими телами (см. Джоуля - Томсона эффект). Изображается на диаграмме состояния изоэнтальпой.

ИЗОЭНТРОПИЙНЫЙ ПРОЦЕСС

ИЗОЭНТРОПИЙНЫЙ ПРОЦЕСС - термодинамич. процесс, происходящий при пост. энтропии системы: то же, что обратимый адиабатический процесс. Изображается на диаграмме состояния изоэнтропой (адиабатой).

ИЛЛЮЗИИ ОПТИЧЕСКИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ИММЕРСИОННАЯ СИСТЕМА

ИММЕРСИОННАЯ СИСТЕМА - объектив микроскопа, у к-рого пространство между объективом (или покровным стеклом) и наружной поверхностью фронтальной (первой) линзы заполнено прозрачной, т. н. иммерсионной жидкостью, показатель преломления к-рой n>1. Использование иммерсионной жидкости повышает числовую апертуру объектива и как следствие - разрешающую способность микроскопа. Числовая апертура А=пsin и, где п - показатель преломления среды между покровным стеклом и наружной поверхностью линзы, и - половина угла между крайними лучами, входящими в объектив. У "сухой" системы средой между покровным стеклом п наружной поверхностью линзы является воздух (n=1), поэтому A[1. Использование иммерсионной жидкости в И. с. позволяет повышать А до 1,6. В совр. объективах микроскопа в качестве иммерсионной жидкости используются вода, спец. иммерсионное масло (масляная иммерсия), водный раствор глицерина (при работе в УФ-области спектра), иодметилен (для петрографии). Каждый объектив рассчитывается на применение одной опрeдeл. иммерсионной жидкости, замена её приводит к существенному ухудшению качества изображения. Кроме повышения апертуры использование И. с. уменьшает засветку изображения, вызываемую светом, отражённым от наружной поверхности фронтальной линзы объектива или от поверхности прозрачной плёнки, покрывающей изучаемый объект при наблюдении в отражённом свете. Лит. см. при ст. Микроскоп. А. П. Грамматик.