Приглашаем посетить сайт

Паустовский (paustovskiy-lit.ru)

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
Статьи на букву "Ф" (часть 3, "ФОТ"-"ФШЛ")

В начало энциклопедии

По первой букве
A-Z А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
Предыдущая страница Следующая страница

Статьи на букву "Ф" (часть 3, "ФОТ"-"ФШЛ")

ФОТОСИНТЕЗ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОСФЕРА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОТЕРМОИОНИЗАЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОТРАНЗИСТОР

ФОТОТРАНЗИСТОР - транзистор (обычно биполярный), в к-ром управление коллекторным током осуществляется на основе внутр. фотоэффекта; служит для преобразования световых сигналов в электрические с одноврем. усилением последних. Основу Ф. составляет монокристалл полупроводника со структурой п-р-п- или р - п-р- типа. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение Ф. во внеш. электрич. цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и оборванным базовым выводом (нулевым током базы). При попадании излучения на базу (или коллектор) в ней образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), к-рые разделяются электрич. полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются осн. носители заряда, что приводит к снижению потенц. барьера эмиттерного перехода и увеличению тока через Ф. по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, к-рые образовались непосредственно под действием света.

Основные параметры и характеристики фототранзистора: и н т е г р а л ь н а я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь (отношение фототока к падающему световому потоку); у Ф., изготовленных по диффузионной планарной технологии, она достигает 10 А/лм; с п е к т р а л ь н а я х а р а к т е р и с т и к а (зависимость чувствительности к монохроматич. излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить ДВ-границу применимости Ф.; эта граница (в случае собств. поглощения зависящая прежде всего от ширины запрещённой зоны полупроводникового материала) для германиевого Ф. составляет 1,7 мкм, кремниевого-1,1 мкм; п о с т о я н н а я в р е м е н и (характеризующая инерционность Ф.) не превышает неск. мкс; темновой ток (ток через Ф. при отсутствии излучения) не превышает десятков нА. Кроме того, Ф. характеризуется к о э ф ф иц и е н т о м у с и л е н и я п е р в о н а ч а л ь н о г о т о к а, достигающим 102-103.

Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров Ф., а также малые размеры и относит. простота конструкции позволяют широко использовать Ф. в системах контроля и автоматики в качестве датчиков освещённости и элементов гальванич. развязки. (См. также Транзистор биполярный, Полупроводниковые материалы.)

Лит.: Агаханян Т. М., Основы транзисторной электроники, М., 1974; Титце У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника, пер. с нем., М., 1982. Ю. А. Кузнецов.

ФОТОУПРУГОСТЬ

ФОТОУПРУГОСТЬ (пьезооптический эффект, упругооп-тический эффект) - изменение показателя преломления (или ориентации Френеля эллипсоида )кристалла под действием механич. напряжения. Ф. описывается тензором 4-го ранга и в общем случае характеризуется 36 компонентами. Ф. наблюдается не только в кристаллах, но и в изотропных телах. Фотоупругие материалы (стёкла, полимеры, кристаллы) используются при моделировании распределения механич. напряжений в деталях сложной формы, а также для модуляции частоты излучения лазера с помощью различных акустооптич. устройств. Эффективными фотоупругими материалами являются халькогенидные стёкла и кристаллы a-НIO3, РbМоО 4, ТеО 2. Ф. возникает за счёт внутр. деформации среды.

Лит. см. при ст. Пьезооптический эффект. Н. Р. Иванов.

ФОТОХРОМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОХРОМОГЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ФОТОХРОМОГЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ - материалы, созданные на основе органич. и неорганич. веществ, к-рые под действием света в результате фотохим. реакций окрашиваются, обесцвечиваются или изменяют окраску необратимо. В отличие от фотохромных материалов, они обеспечивают необратимую регистрацию оптич. информации. Как правило, они изготавливаются в виде слоев твёрдых растворов органич. и неорганич. полимерных соединений на гибкой или жёсткой подложке.

К наиб. известным регистрирующим средам этого типа относятся диазотипные, к-рые окрашиваются в результате фотохим. взаимодействия солей диазония с цветообразу-ющими компонентами из класса фенолов или аминов; везикулярные, в к-рых образуются рассеивающие свет центры; светочувствит. слои на основе комплексов с переносом заряда; светочувствит. слои с физ. проявлением, в к-рых усиливается латентное изображение; фотокатали-тич. регистрирующие среды.

Большинство Ф. м. характеризуется очень высокой разрешающей способностью (>=500 мм -1) , но низкой светочувствительностью (до 100 см 2/Дж), тем не менее при использовании лазерных источников света они обеспечивают получение изображений, в т. ч. многоцветных, в реальном времени.

Светочувствит. слои на основе комплексов с переносом заряда, с физ. проявлением, фотокаталитич. среды и др. за счёт дополнит. мокрой хим. или сухой термич. либо оптич. обработки позволяют реализовать более высокую светочувствительность, достигающую 106 см 2/Дж.

Ф. м. применяются для изготовления микрофиш, фотошаблонов, для получения интегральных схем, тиражирования изображений. Они могут использоваться для формирования архивной оптич. памяти, напр. на оптич. дисках, для создания оптически управляемых промежуточных транспарантов, обеспечивающих формирование оптич. памяти, и др. Ф. м. с усилением изображения могут заменить галогенидосеребряные фотобумаги.

Лит.: Основы технологии светочувствительных фотоматериалов, М., 1977. В. А. Барачевский.

ФОТОЭДС

ФОТОЭДС - электродвижущая сила, возникающая в полупроводнике при поглощении в нём эл.-магн. излучения (фотовольтаический эффект). Ф. обусловлена пространств. разделением генерируемых излучением носителей заряда (подробнее см. Фотогальванический эффект).

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ - см. Фототермоионизационная спектроскопия.

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ - электрич. явления, возникающие в веществе, в т. ч. в полупроводниках и полупроводниковых структурах, под действием эл.-магн. излучения. К Ф. я. относят появление разл. фотоэдс (см. Дембера эффект, Фотогальванический эффект), изменение электропроводности под действием излучения (см. Фотопроводимость), изменение диэлектрич. проницаемости ( фотодиэлектрический эффект), фотоэлектронную эмиссию. Ф. я. возникают в результате оптич. переходов в твёрдых телах и вызванного этими переходами изменения пространств. распределения электронов и их распределения по квазиимпульсам. Ф. я. принято отличать от болометрич. явлений, в к-рых эдс, изменение проводимости и т. п. вызываются повышением темп-ры тела (общей для электронов и кристаллич. решётки) при поглощении им излучения (см. Болометр).

Лит.: Тауц Я., Фото- и термоэлектрические явления в полупроводниках, пер. с чеш., М., 1962; Рывкин С. М., Фотоэлектрические явления в полупроводниках, М., 1963; Аут И., Генцов Д., Герман К., Фотоэлектрические явления, пер. с нем., М., 1980.

Э. М. Эпштейн.

ФОТОЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ

ФОТОЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ - то же, что фотомагнитоэлектрический эффект.

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ - совокупность методов изучения строения вещества, основанных на измерении энергетич. спектров электронов, вылетающих при фотоэлектронной эмиссии; один из видов электронной спектроскопии. Согласно закону Эйнштейна, сумма энергии связи вылетающего электрона (работы выхода) и его кинетич. энергии равна энергии падающего фотона E=hv (v - частота падающего излучения). Измеряя энергетич. спектр электронов, можно определить энергии их связи и уровни энергии в исследуемом веществе.

В Ф. с. применяется монохроматич. излучение от видимого красного до рентгеновского диапазона длин волн. Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спектрометров высокого разрешения (достигнуто разрешение ~ 10-2 эВ - в УФ области).

Метод Ф. с. применим к веществу в газообразном, жидком и твердом состояниях и позволяет исследовать как внеш., так и внутр. электронные оболочки атомов и молекул, уровни энергии электронов в твердом теле (в частности, распределение электронов в зоне проводимости). Для молекул энергии связи электронов на внутр. оболочках атомов зависят от типа хим. связи (хим. сдвиги), поэтому Ф. с. успешно применяется в аналитич. химии для определения состава вещества и в физ. химии для исследования хим. связи. В химии метод Ф. с. известен под назв. ЭСХА - электронная спектроскопия для хим. анализа (ESCA - electronic spectroscopy for chemical analysis).

Лит.: Электронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1971.

М. А. Ельяшевич.

ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ - электровакуумные или полупроводниковые приборы, преобразующие эл.-магн. сигналы оптич. диапазона в электрические токи, напряжения или преобразующие изображения в невидимых (напр., ИК) лучах в видимые изображения. Ф. п. предназначены для преобразования, накопления, хранения, передачи и воспроизведения информации (включая информацию в виде изображения объекта). Действие Ф. п. основано на использовании фотоэффектов: внешнего (фотоэлектронной эмиссии), внутреннего (фотопроводимости) или вентильного. К Ф. п. относятся разл. фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фоторезисторы, фотодиоды, электронно-оптич. преобразователи, усилители яркости изображения, а также передающие электронно-лучевые трубки.

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОЭЛЕМЕНТ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОЭФФЕКТ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФОТОЭФФЕКТ ВНУТРЕННИЙ

ФОТОЭФФЕКТ ВНУТРЕННИЙ - возникновение свободных носителей заряда - электронов и (или) дырок в твёрдом теле при поглощении в нём квантов эл.-магн. излучения (фотонов). Ф. в. является первичным актом в явлениях фотоэдс, фотопроводимости, фотомагнитоэлект-рич. и др. эффектов в полупроводниках.

ФОТОЭФФЕКТ ВНЕШНИЙ

ФОТОЭФФЕКТ ВНЕШНИЙ - то же, что фотоэлектрон-ная эмиссия (см. также Фотоэффект).

ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРАКТАЛЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРАНКА - ГЕРЦА ОПЫТ

ФРАНКА - ГЕРЦА ОПЫТ - опыт, показавший, что внутр. энергия атома не может изменяться непрерывно, а принимает определённые дискретные значения (квантуется). Впервые поставлен в 1913 нем. физиками Дж. Франком (J. Franck) и Г. Герцем (G. Hertz). Сыграл важную роль в эксперим. подтверждении теории атома Бора (см. Атомная физика).

В опыте исследовалась зависимость силы тока I от ускоряющего потенциала V между катодом К (рис. 1) и сеткой C1; между сеткой С 2 и анодом А приложен замедляющий потенциал. Электроны, ускоренные в области I, испытывают в области II соударения с атомами паров ртути, заполняющими трубку Л. На анод А попадают только те электроны, энергия к-рых после соударения с атомом достаточна для преодоления замедляющего потенциала в области III. При увеличении ускоряющего потенциала от 0 до 4,9 В гальванометр показал монотонный рост I; т. <о., в этой области V соударения электронов с атомами носят упругий характер, внутр. энергия атомов не меняется. При значении V>=4,9 B (и кратных ему значениях V>=9,8; 14,7 B,...)на кривой I(V )появляются спады (рис. 2): соударения электронов с атомами становятся неупругими- внутр. энергия атомов растёт за счёт энергии электронов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Рис. 1. Схема опыта Франка-Герца.

Таким образом, Ф.- Г. о. показал, что спектр поглощаемой атомом энергии не непрерывен, а дискретен, мин. порция энергии (квант энергии), к-рую может поглотить атом Hg, равна 4,9 эВ. Значение длины волны l=253,7 нм свечения паров Hg, возникавшее при V>=4,9 B, оказалось в соответствии со вторым постулатом Бора

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ) -энергии основного и возбуждённого уровней энергии; в Ф.- Г. о. Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Рис. 2. Зависимость I(V), полученная в опыте Франка-Герца.

А. В. Колпаков.

ФРАНКА -КОНДОНА ПРИНЦИП

ФРАНКА -КОНДОНА ПРИНЦИП - утверждает, что электронные переходы в молекулах происходят очень быстро по сравнению с движением ядер, благодаря чему расстояние между ядрами и их скорости при электронном переходе не успевают измениться. Ф.- К. п. соответствует адиабатическому приближению и основан на приближённом разделении полной энергии молекулы на электронную энергию и энергию движения ядер (колебательную и вращательную), согласно Борна - Оппенгеймера теореме. По Ф.- К. п. в простейшем случае двухатомной молекулы наиб. вероятны электронные переходы, изображаемые вертикальными линиями на диаграмме зависимости потенц. энергии от межъядерного расстояния для двух комбинирующих электронных состояний (см. рис. 3 при ст. Молекулярные спектры). Впервые Ф.- К. п. сформулирован Дж. Франком (1925) на основе полуклассич. представлений, а Э. Кондон дал (1926) его квантовомеханич. трактовку.

Лит.:Franck J., The dissociation theory and photochemical thres holds, "Trans. Faraday Soc.", 1926, v. 21, p. 536; Condon E., Nuclear motions. Associated with electron transitions in diatomic molecules, "Phys. Rev.", 1926, v. 28, p. 1182; 1928, v. 32, p. 858; Born M., Oppenheimer R., "Ann. Phys.", 1927, Bd 84, S. 457; Ельяше-вич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Давыдов А. С., Квантовая механика, 2 изд., М., 1973.

М. А. Ельяшевич.

ФРАНЦИЙ

ФРАНЦИЙ ( лат. Francium), Fr,- радиоакт. хим. элемент 1-й группы периодич. системы элементов, ат. номер 87, относится к щелочным металлам. Наим. устойчив из всех радиоакт. элементов, встречающихся в природе. Природный Ф. состоит из b- -радиоактивного 223Fr (T1/2 = ок. 21,8 мин). Член радиоакт. ряда 235U. В приповерхностном слое Земли толщиной 1,6 км, по оценке, содержится ок. 24,5 г Ф. Конфигурация внеш. электронной оболочки 7s1. По оценке, радиус атома Ф. 280 пм, иона Значение электроотрицательности 0,7, работа выхода электронов 1,8 эВ.

Характеристики металлич. Ф. рассчитаны методом экстраполяции. Предполагаемая кристаллич. решётка - объ-ёмноцентриров. кубическая. Плотн. ок. 2,3-2,5 кг/дм 3, t пл=18-21 o С, t кип=640-660 oC, уд. теплоёмкость cp=31,6 Дж/моль .K, теплота плавления 2,1 кДж/моль, теплота сублимации 69,1 кДж/моль. По расчёту, уд. электрич. сопротивление металлич. Ф. 0,45 мкОм . м (при 291 К).

Радионуклид 223Fr используют в радиохим. определениях 227 Ас, т. к. 223Fr образуется при a-распаде 227 Ас, а b-излучение 223Fr легче регистрировать, чем a-излучение 227 Ас. С. С. Бердоносов.

ФРАУНГОФЕРА ДИФРАКЦИЯ

ФРАУНГОФЕРА ДИФРАКЦИЯ - дифракция практически плоской световой волны на неоднородности (напр., отверстии в экране), размер к-рой b много меньше диаметра первой из Френеля зонФизическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ): b<<Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ) (дифракция в параллельных лучах), где z- расстояние от точки наблюдения до экрана. l - длина волны. Названа по имени нем. учёного И. Фраунгофера (J. Fraunhofer). Подробнее см. Дифракция света.

ФРАУНГОФЕРОВЫ ЛИНИИ

ФРАУНГОФЕРОВЫ ЛИНИИ - линии поглощения в спектре Солнца. Ф. л. впервые наблюдал в 1802 как "границы цветов" англ. физик У. Волластон (W. Wollaston), а в 1814 они . были обнаружены и подробно описаны нем. учёным И. Фраунгофером (J. Fraunhofer). Правильно объяснил Ф. л. как линии поглощения солнечной атмосферы нем. физик Г. Р. Кирхгоф (G. R. Kirchhoff) в нач. 60-х гг. 19 в. Наблюдается св. 20 тыс. Ф. л. в УФ, видимой и ИК областях солнечного спектра, многие из них отождествлены со спектральными линиями известных хим. элементов. В табл. приведён ряд интенсивных Ф. л. в видимой области спектра.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

* Индексы a, b, g, d у Н обозначают соответствующие линии Бальмера серии. ** Линия G - наложение линий Са и Fe.

ФРЕНЕЛЯ ДИФРАКЦИЯ

ФРЕНЕЛЯ ДИФРАКЦИЯ - дифракция сферич. световой волны на неоднородности (напр., отверстии в экране), размер к-рой b сравним с диаметром первой Френеля зоны Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ) (дифракция в сходящихся лучах), где z-расстояние от точки наблюдения до экрана, l-длина волны. Названа по имени О. Ж. Френеля (A. J. Fresnel). Подробнее см. Дифракция света.

ФРЕНЕЛЯ ЗЕРКАЛА

ФРЕНЕЛЯ ЗЕРКАЛА (бизеркала Френеля) - оптическое устройство, предложенное в 1816 О. Ж. Френелем для наблюдения явления интерференции света. Ф. з. состоят из двух плоских зеркал I и II (рис.), образующих друг с другом угол, немного меньший 180°. Источник света S, отражённый в них, образует два близко расположенных мнимых изображения S1 и S2- Пучки света от этих изображений (когерентные, т. к. образованы одним источником) пересекаются под малым углом и дают интер-ференц. картину на экране АВ. Ф. з. используются в интерферометрии.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976.

ФРЕНЕЛЯ ЗОНЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРЕНЕЛЯ ИНТЕГРАЛЫ

ФРЕНЕЛЯ ИНТЕГРАЛЫ - спец. ф-ции, двулистные ана-литич. ф-ции вида

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Введены О. Ж. Френелем в нач. 19 в. Встречаются в разл. областях физики; напр., в теории дифракции, теории поперечных колебаний стержня и т. д. Ф. и. можно представить в виде степенных рядов:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Асимптотич. представление при |z|>>1, |arg z|<=p-e(e>0)

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Часто Ф. и. называют также ф-ции

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Ф. и. тесно связаны с интегралом вероятностей (см. Интегральные функции).

Лит. см. при ст. Специальные функции.

ФРЕНЕЛЯ ЛИНЗА

ФРЕНЕЛЯ ЛИНЗА -сложная составная линза, применяемая в маячковых и сигнальных фонарях. Предложена О. Ж. Френелем. Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферич. или иными поверхностями, как обычные линзы, а из отд. примыкающих друг к другу концентрич. колец небольшой толщины, к-рые в сечении имеют форму призм спец. профиля (рис.). Эта конструкция обеспечивает малую толщину (а следовательно, и вес) Ф. л. даже при большом угле охвата. Сечения колец Ф. л. таковы, что сферическая аберрация Ф. л. невелика, и лучи от точечного источника S, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых Ф. л.).

Ф. л. бывают кольцевыми и поясными. Первые представляют собой систему, получаемую вращением изображённого на рис. профиля вокруг оптич. оси SO, они направляют световой поток в к.-л. одном направлении.

Поясные Ф. л. получают вращением этого же профиля вокруг оси ASA', перпендикулярной SO; они посылают свет от источника по всем направлениям горизонтально. Диаметр Ф. л. от 10-20 см до неск. м.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Сечение кольцевой линзы Френеля. В центре линзы - кольца, наружные поверхности которых являются частя ми тороидальных поверхностей; по краям линзы - кольца, где кроме преломления происходит полное внутреннее отражение.

ФРЕНЕЛЯ УРАВНЕНИЕ

ФРЕНЕЛЯ УРАВНЕНИЕ - осн. ур-ние кристаллооптики, определяющее нормальную скорость u. распространения световой волны в кристалле. Названо по имени О. Ж. Френеля и имеет следующий вид:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где Nx, Ny, Nz -проекции вектора нормали N к фронту волны на гл. направление кристалла; ux=c/nx, uy=c/ny, uz=c/nz - гл. ф а з о в ы е с к о р о с т и волны; nx, ny, nz- гл. показатели преломления кристалла. Подробнее см. Кристаллооптика.

ФРЕНЕЛЯ ФОРМУЛЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРЕНЕЛЯ ЭЛЛИПСОИД

ФРЕНЕЛЯ ЭЛЛИПСОИД - эллипсоид, соответствующий поверхности световой волны, распространяющейся от точечного источника в кристалле. Длины осей Ф. э. про-порц. значениям гл. лучевых скоростей света в кристалле. Ф. э. описывается ур-нием

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где ex, ey, ez -значения диэлектрической проницаемости по гл. осям кристалла. Ф. э. позволяет определить лучевые скорости света по любым направлениям в кристалле. В общем случае поверхность волны двухполостная, что соответствует распространению в каждом направлении с разными скоростями двух волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Из всех центр. сечений

Ф. э. два сечения имеют форму круга; в направлениях, перпендикулярных этим сечениям, скорости обыкновенной и необыкновенной волн равны. Это - направления оптич. осей кристалла.

Лит. см. при ст. Кристаллооптика.

ФРЕНКЕЛЯ ПАРА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРЕНКЕЛЯ ЭКСИТОН

ФРЕНКЕЛЯ ЭКСИТОН - модель экситона, отвечающая переносу по кристаллу внутриатомного (внутримолекулярного) возбуждения. Ф. э, часто наз. также э к с и т о н о м м а л о г о р а д и у с а. Представляет собой предельный случай, обратный Ванье- Momma экситону, иначе э к с и т о-н у б о л ь ш о г о р а д и у с а. Ф. э. могут существовать в кристаллах, в к-рых внутримолекулярное взаимодействие значительно сильнее межмолекулярного. Напр., нижние возбуждённые состояния органических проводников типа антрацена хорошо описываются моделью синглетных и триплетных Ф. э. Хорошо описываются Ф. э. также т. н. к о л е б а т. э к с и т о н ы (оптич. фононы, образовавшиеся из внутримолекулярных колебаний) во мн. молекулярных кристаллах, в т. ч. неорганических (см. также Молекулярные экситоны).

Лит.:Frenkel J., On the transformation of light into heat in solids, "Phys. Rev.", 1931, v. 37, № 1, p. 37, № 10, p. 1276; Давыдов A. С., Теории молекулярных экситонов, М., 1968; Броу-де В. Л., Рашба Э. И., Шека Е. Ф., Спектроскопия молекулярных экситонов, М., 1981; Белоусов М. В., Колебательные экситоны Френкеля, в кн.: Экситоны, под ред. Э. И. Рашба, М. Д. Стерджа, М., 1985, с. 534. Э. И. Рашба.

ФРИДЕЛЯ ОСЦИЛЛЯЦИИ

ФРИДЕЛЯ ОСЦИЛЛЯЦИИ - периодическое распределение электронной плотности в металлах, возникающее при экранировании заряж. примеси. В случае сферически-симметричного примесного потенциала это распределение на больших расстояниях от примесного узла определяется ф-лой Фриделя

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Здесь l -орбитальное квантовое число; dl - фаза рассеяния парциальной компоненты волновой ф-ции электрона; e(2kF) - статическая диэлектрическая проницаемость металла с волновым вектором, равным удвоенному вектору Ферми. Т. о., электроны, экранирующие примесный заряд, образуют вокруг дефектного центра гало с чередующимися областями сгущения и разрежения плотности.

Экранирование стороннего заряда в металле является коллективным эффектом, в к-ром принимают участие все электроны проводимости с волновыми векторами от 0 до kF. Возникновение Ф. о. связано с наличием резкой границы kF в Ферми - Дирака распределении этих электронов по импульсам. Избыточное число DN электронов вокруг примесного иона определяется п р а в и л о м с у м м Ф р ид е л я:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

В общем случае распределение электронов вокруг примеси в кристалле не является сферическим, а обладает симметрией точечной группы данного кристалла. Выражение (1) может быть обобщено и на этот случай, но тогда вместо суммы по l в него входит сумма по неприводимым представлениям g точечной группы, вместо множителя (2l+1) стоит размерность соответствующего неприводимого представления, а dl заменяется на dg.

Осцилляции электронной плотности, подобные Ф. о., возникают и в др. физ. величинах, связанных с откликом электронного газа в металлах на внеш. возмущения, напр. в косвенном обменном взаимодействии локальных магн. моментов через электроны проводимости (см. РККИ-обменное взаимодействие).

Лит.: Займан Дж., Принципы теории твердого тела, пер. с англ., 2 изд., М., 1974; Харрисон У., Теория твердого тела, пер. с англ., М., 1972. К. А. Кикоин.

ФРИДМАНА - РОБЕРТСОНА - УОКЕРА МЕТРИКА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРУАССАРА ОГРАНИЧЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФРУАССАРА ТЕОРЕМА

ФРУАССАРА ТЕОРЕМА - одна из асимптотических теорем в физике высоких энергий, ограничивающая скорость роста полных сечений сильного взаимодействия при высоких энергиях (подробней см. Фруассара ограничение).

ФРУДА ЧИСЛО

ФРУДА ЧИСЛО - один из подобия критериев движения жидкости или газа, применяемых в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести. Введено У. Фрудом (W. Froude) в 1870. Ф. ч. характеризует соотношение между инерц. силой и силой тяжести, действующими на элементарный объём жидкости или газа, Ф. ч. Fr=u2/gl где u - скорость течения или скорость движущегося тела, g - ускорение свободного падения, l -характерный размер потока или тела. Условие подобия - равенство Ф. ч. для модели и для натурных объектов - применяют при моделировании движения кораблей, течений воды в открытых руслах, испытаниях моделей гидротехн. сооружений и др.

ФРУСТРАЦИИ

ФРУСТРАЦИИ (от лат. frustratio - неудовлетворённость)- вырождение основного состояния в конденсированных системах взаимодействующих объектов, обладающих наряду с трансляционными степенями свободы к.-л. дополнит. ориентационной степенью свободы, иногда называемой "спиновой" или квазиспиновой (о понятии квазиспина см. в ст. Спиновый гамильтониан). Это вырождение связано с отсутствием в таких системах к.-л. единственно возможной конфигурации "спинов", удовлетворяющей условию минимальности энергии основного состояния. Ф. возникают в таких системах (как правило, являющихся стёклами )при наличии конкурирующих взаимодействий различных знаков и радиусов действия и имеющих, как правило, случайный (статистич.) характер. Ф.- необходимое условие "стекольного" поведения и фазового перехода в таких системах, однако не являются достаточным условием; в частности, существуют строго периодические системы, обладающие Ф. (напр., нек-рые типы антиферромагн. Изинга моделей). Примеры систем, обладающих Ф.,- разл. системы магн. моментов в спиновых стёклах, электрич. диполей в смесях сегнето- и антисег-нетоэлектриков, электрич. квадруполей в нек-рых молекулярных кристаллах и т. п. Понятие Ф. используется также в квантовой теории поля.

Лит. см. при статьях Спиновое стекло, Стёкла. Ю. Г. Рудой.

ФТОР

ФТОР (лат. Fluorum), F,- хим. элемент VII группы перио-дич. системы элементов, ат. номер 9, ат. масса 18,9984, относится к галогенам. В природе представлен стабильным 19F. Конфигурация электронных оболочек 1s22s2p5. Энергии последоват. ионизации 17,422; 34,987; 62,661; 87,2; 114,25 эВ. Сродство к электрону 3,448 эВ. Радиус атома F 64-71 пм (по разным данным), иона F- 133 пм. Значение электроотрицательности 4,0 (наивысшее среди всех элементов).

Газ бледно-жёлтого цвета, с резким запахом, сильно ядовит. Во всех агрегатных состояниях состоит из молекул F2, межъядерное расстояние 141,31 пм (в газе), энергия связи атомов 159,6 кДж/моль. t пл=-219,699 oC, t кип=-188,200 oC. При -227,60 °С тв. Ф. претерпевает фазовый переход и существующая при более высоких темп-pax кубич. модификация превращается в моноклинную. Плотность газообразного Ф. при нормальных условиях 1,695 г/дм 3 . Уд. теплоёмкость cp=37,34 Дж/(моль .K). Уд. теплота плавления 0,5104 кДж/моль, уд. теплота испарения 6,544 кДж/моль. Теплопроводность 24,8 мВт/(м К) (0 °С).

Ф.- сильнейший окислитель (степень окисления -1), обладает высокой реакционной способностью. Соединения Ф.- фториды - известны для всех хим. элементов, кроме лёгких инертных газов (Не, Ne и Аr). С помощью Ф. получен легколетучий UF6, к-рый используется в диффузионных методах разделения изотопов урана. Водный раствор HF (плавиковая к-та) широко применяется для травления стекла и др. целей. Использование Ф. позволяет получать разл. фторопласты, в т. ч. термически и коррози-онно стойкий тефлон. Соединения, содержащие Ф. (т. н. фреоны), до сих пор применяют в качестве хладагентов в холодильных установках и для др. целей, несмотря на то, что содержание фреона в окружающей среде - один из показателей её загрязнения. Долгоживущих искусств. радиоизотопов Ф. нет; для исследований используют корот-коживущий 20F(b- -распад, T1/2=11,176 c).

С. С. Бердоносов.

ФУГИТИВНОСТЬ

ФУГИТИВНОСТЬ (фугативность) (англ. fugacity, от лат. fugio - убегаю) в т е р м о д и н а м и к е - ф-ция fi(p, T) давления р и абс. темп-ры T, определяющая отклонение химического потенциалаmi(p, T )вещества (на моль) в чистом виде и в смеси от его значения mi0(p,T) в приближении идеального газа. Термин "Ф." введён амер. физикохими-ком Г. Н. Льюисом (G. N. Lewis) в 1901, однако однозначное определение ф-ции fi(p, T) не установилось. Так, Ф. называют [1 ] ф-цию

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

а также [2] ф-цию

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

при этом для идеального газа fi(1)=p, a fi(2)=1 Понятие Ф. используется при исследовании термодинамич. свойств неидеальных газов (особенно смесей) и систем газ - жидкость при фазовом равновесии. Однако введение Ф. не открывает принципиально новых возможностей по сравнению с методами, использующими лишь хим. потенциалы. В статистич. физике Ф. определяется через хим. потенциал на одну частицу m' и применяется при анализе статистич. сумм большого канонич. ансамбля и построении вириальных разложений для неидеального газа. При этом встречаются разл. определения Ф. Так, в [3 ] Ф. f=kTz, где

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ) - активность; в этом случае для идеального газа, для к-рого

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где п - плотность числа молекул, f=p. В [4] и [5] Ф. названа активность z, к-рая в пределе идеального газа переходит в п. Иногда Ф. называют величину exp(m'/kT)

Лит.:1) Кричевский И. Р., Понятия и основы термодинамики, 2 изд., М., 1970; 2) Кубо Р., Термодинамика, пер. с англ., М., 1970; 3) Квасников И. А., Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем, М., 1991; 4) Munster A., Statistical thermodynamics, v. 1, N. Y- [а. о.], 1969; 5) Кубо Р., Статистическая механика, пер. с англ., М., 1967. А. Г. Башкиров.

ФУКО МАЯТНИК

ФУКО МАЯТНИК - маятник, используемый для демонстраций, подтверждающих факт суточного вращения Земли. Ф. м. представляет собой массивный груз, подвешенный на проволоке или нити, верх. конец к-рой укреплён (напр., с помощью карданного шарнира) так, что позволяет маятнику качаться в любой вертикальной плоскости. Если Ф. м. отклонить от вертикали и отпустить без нач. скорости, то действующие на груз маятника силы тяжести и натяжения нити будут лежать всё время в плоскости качаний маятника и не смогут вызвать её вращения по отношению к звёздам (к инерциальной системе отсчёта, связанной со звёздами). Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней (т. е. находящийся в неинерциальной системе отсчёта), будет видеть, что плоскость качаний Ф. м. медленно поворачивается относительно земной поверхности в сторону, противоположную направлению вращения Земли. Этим и подтверждается факт суточного вращения Земли.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

На Северном или Южном полюсе плоскость качаний Ф. м. совершит поворот на 360° за звёздные сутки (на 15o за звёздный час). В пункте земной поверхности, географич. широта к-рого равна j(рис.), плоскость горизонта вращается вокруг вертикали с угл. скоростью w1=wsinj (w-модуль угл. скорости Земли, см. рис.) и плоскость качания маятника вращается с той же угл. скоростью. Поэтому видимая угл. скорость вращения плоскости качаний Ф. м. на широте j, выраженная в градусах за звёздный час, имеет значение w м=15osinj , т. е. будет тем меньше, чем меньше j, и на экваторе обращается в нуль (плоскость не вращается). В Южном полушарии вращение плоскости качаний будет наблюдаться в сторону, противоположную наблюдаемой в Северном полушарии. Уточнённый расчёт даёт значение

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где а- амплитуда колебаний груза маятника, l -длина нити. Добавочный член, уменьшающий угл. скорость, тем меньше, чем больше l. Поэтому для демонстрации опыта целесообразно применять Ф. м. с возможно большей длиной нити (в неск. десятков м). Первый такой маятник, сооружённый Ж. Б. Л. Фуко (J. В. L. Foucault) в Пантеоне в Париже в 1851, имел длину 67 м; длина Ф. м. в Исааки-евском соборе в С.-Петербурге 98 м.

Лит.: Бухгольц Н. Н., Основной курс теоретической механики, ч. 1, 9 изд., М., 1972, гл. 4 и 6; Верин А., Опыт Фуко, Л. - М., 1934. С. М. Тарг.

ФУКО ТОКИ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУЛЛЕРЕНЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДЛИНА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУНКЦИОНАЛ

ФУНКЦИОНАЛ - обобщение понятия ф-ции. Ф. представляет собой величину, зависящую от вида нек-рой

ф-ции, напр. Ф. Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)зависит от вида f( х). Ф. можно

рассматривать как оператор, отображающий пространство ф-ций в числовое множество.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДНАЯ

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДНАЯ - обобщение понятия производной на случай функционалов. Если I(f)- непрерывный функционал от нек-рой ф-ции f(x), а df(x) - малая вариация f(x )в окрестности точки х0: f1(x)=f0(x)+df(x), то предел

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ) называется Ф. п. функционала I в точке х0.

ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИНТЕГРАЛА МЕТОД

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИНТЕГРАЛ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИНТЕГРАЛ (континуальный интеграл, интеграл Фейнмана)-обобщение понятия интеграла на случай бесконечномерных пространств. Об определении и применениях Ф. и. см. в ст. Функционального интеграла метод.

ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ

ФУНКЦИЯ СОСТОЯНИЯ - в т е р м о д и н а м и к е -ф-ция независимых параметров, определяющих равновесное состояние термодинамической системы. Ф. с. не зависит от пути (характера процесса), приведшего систему в данное равновесное состояние (то есть Ф. с. не зависит от предыстории системы, см. Причинность). К Ф. с. относятся потенциалы термодинамические, энтропия и т. п. Работа и кол-во теплоты, значение к-рых определяется видом процесса, изменившего состояние системы, не являются Ф. с.

ФУРЬE-СПЕКТРОСКОПИЯ

ФУРЬE-СПЕКТРОСКОПИЯ - совокупность спектральных методов, в к-рых для получения спектров используются фурье-спектрометры. Ф.-с. исследует спектры в ИК-, субмиллиметровом и др. диапазонах длин волн.

В Ф.-с. спектр вычисляют путём фурье-анализа интерфе-рограммы, получаемой с помощью интерферометра Май-кельсона. Сложность получения спектра перекрывается преимуществами Ф.-с. над др. спектральными методами, среди к-рых уменьшение времени регистрации спектра, улучшение отношения сигнал/шум, более высокое разрешение. Наиб, применение Ф.-с. нашла в тех исследованиях, где обычные методы малоэффективны или совсем неприменимы. С помощью Ф.-с. были получены спектры планет в ближней ИК-области в течение неск. часов.

В последние годы Ф.-с. позволила получать не только спектры поглощения и люминесценции, но и спектры ком-бинац. рассеяния света, возбуждаемые в ближней ИК области спектра. Ф.-с. широко применяется в химии, физике, биологии, в совр. технологиях и для контроля окружающей среды.

ФУРЬЕ ИНТЕГРАЛ

ФУРЬЕ ИНТЕГРАЛ (фурье-интеграл) - разложение ф-ции f(x), заданной на всей оси х или на полуоси х в суперпозицию гармоник с частотами, заполняющими всю полуось lФизическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)[0, Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)):

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Разложение (*) можно переписать в виде, аналогичном выражению для определения коэффициентов ряда Фурье (J. Fourier):

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Часто употребляется представление Ф. и. (*) в комплексной форме:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

ф-ция f(l) наз. фурье-преобразованием, частотной характеристикой или фурье-спектром ф-ции f. С. В. Молодцов.

ФУРЬЕ ЧИСЛО

ФУРЬЕ ЧИСЛО - один из подобия критериев нестационарных тепловых процессов. Характеризует соотношение между скоростью изменения тепловых условий в окружающей среде и скоростью перестройки поля темп-ры внутри рассматриваемой системы (тела). Ф. ч. Fo = at0/l2, где а = l/r с -коэф. температуропроводности, l- коэф. теплопроводности, r - плотность, с - уд. теплоёмкость, l- характерный линейный размер тела, t0 - характерное время изменения внеш. условий. Названо по имени Ж. Фурье (J. Fourier).

ФУРЬЕ-ОБРАЗ

ФУРЬЕ-ОБРАЗ (ф у р ь е-с п е к т р) - частотная характеристика ф-ции f(x), заданной на всей оси х или на полуоси х, определяемая интегралом:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

В частности, если ф-ция f суммируема, то её Ф.-о. Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)- ограниченная ф-ция, равномерно непрерывная на оси lи Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)(l)Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)0 при |l|Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ). С. В. Молодцов.

ФУРЬЕ-ОПТИКА

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФУРЬЕ-ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

ФУРЬЕ-ПРЕОБРАЗОВАНИЕ - интегральное преобразование, действующее в пространстве ф-ций п действительных переменных:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Для суммируемых во всём пространстве Rn ф-ций Ф Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)L1(Rn )интеграл (*) корректно определяет нек-рую ф-цию F[j ] ( х) =y( х) - фурье-образ ф-ции j. Обратное отображение F-1, восстанавливающее ф-цию j( х) по известной F[j]( х),- о б р а т н о е п р е о б р а з о в а н и е Ф у р ь е - задаётся ф-лой

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

Наиб. естественно Ф.-п. выглядит для обобщённых функций медленного роста, оно оставляет ф-ции в этом же классе. Аналогичным свойством Ф.-п. обладает для квадратично суммируемых ф-ций, для к-рых справедливо равенство Парсеваля:

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах Статьи на букву Ф (часть 3, ФОТ-ФШЛ)

где <...> - скалярное произведение. Это обстоятельство, в частности, гарантирует эквивалентность координатного и импульсного представлений для волновых ф-ций квантовой механики.

Многочисл. техн. применения Ф.-п. основываются на следующих его свойствах: свёртка ф-ций f и g переходит в произведение фурье-образов F[f*g] = F[f]F[g]; Ф. п. производной ф-ции задаётся умножением на независимую переменную, F[Daf] (x) = (ix)aF[f].

Лит.: Владимиров B.С., Уравнения математической физики, 5 изд., М., 1988; его же, Обобщенные функции в математической физике, 2 изд., М., 1979; Хёрмандер Л., Анализ линейных дифференциальных операторов с частными производными, пер. с англ., т. 1, М., 1986. С. В. Молодцов.

ФУРЬЕ-СПЕКТР

ФУРЬЕ-СПЕКТР - то же, что фурье-образ.

ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТР

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФШДГОЛЬМА УРАВНЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ФШЛИХОВСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

Предыдущая страница Следующая страница