DICŢIONAR DE FIZICĂ î* A"* Editura enciclopedică română Bucureşti • 1972 Ion DD1A, conf. univ. dr. (coordonator): termodinamică, fizică moleculară, fizică statistică, fizica corpului solid; George YASILIU, lector univ.: mecanică, oscilaţii şi unde, fizică atomică; Dumitru CIOBOTARU, lector univ. dr.: optică, spectroscopie, fizica plasmei; Ştefan MUSCALU, lector univ. dr.: electromagnetism, fizică nucleară* Revizie ştiinţifică Prof. univ. dr. docent Nicolac BĂRBULESCU Redactor coordonator Măriuca MOLDOVEANU Rcdactor lexicograf Ileana PÎRVULESCU Coperta şi supracoperta OIIEORGHE MOTORA Macheta OLIMPIU POPA cuvînt Înainte Literatura noastră ştiinţifică nu dispune de o lucrare cu caracter enciclopedic, care să definească noţiunile curente ale fizicii. De aceea, publicarea acestui dicţionar răspunde unei necesităţi de prim ordin.# Dicţionarul oferă un volum bogat de informaţii, acoperind, prin cei aproape 2 000 de termeni, toate ramurile fizicii: mecanică, acustică, electromagnetism, termodinamică, fizica plasmei, fizica corpului solid, optică, spectroscopie, fizică moleculară, fizică atomică şi fizică nucleară. Sînt incluse, de asemenea, scurte articole biografice ale unor oameni de ştiinţă români şi străini. La elaborarea lucrării, concepută de pe poziţiile materialismului dialectic, s-a urmărit asigurarea rigurozităţii ştiinţifice a informaţiei, pe baza rezultatelor celor mai noi cercetări. Deşi s-a recurs, în mod inevitabil, la folosirea limbajului matematic, accentul s-a pus pe interpretarea fenomenelor din punct de vedere fizic. Fiecare articol începe prin definirea noţiunii, dezvoltată, apoi, enciclopedic. Mărimile fizice şi unităţile de măsură sînt însoţite, în paranteză, de simbolurile lor. Pentru o informare cît mai completă şi pentru reliefarea legăturilor dintre noţiuni, s-a folosit sistemul de trimiteri. Unele noţiuni sînt tratate în cadrul articolelor cărora le sînt subordonate logic, termenii respectivi fiind evidenţiaţi cursiv, iar la ordinea alfabetică figurează doar ca trimitere. Tabelele, schemele şi desenele conferă dicţionarului un plus de informaţie şi de accesibilitate. Nădăjduim că prin publicarea prezentei lucrări oferim cititorilor un instrument util de informare şi de lucru. EDITURA ENCICLOPEDICĂ ROMANĂ A aberaţie, fenomen datorită căruia imaginea formată de un sistem optic nu este stigmatică, plană şi asemenea cu obiectul. Apare ca cfect al dependenţei drumului optic de indicele de refracţie şi de drumul geometric, al dependenţei indicelui de refracţie de lungimea de undă şi al difracţiei. Aberaţia cromatică (cromatism) se produce datorită fenomenului de dispersie a luminii ce străbate mediile transparente (lentile, prisme etc.)din care este alcătuit un sistem optic; imaginile formate în instrumentele optice necorectate (v. acromatizare) pentru acest tip de aberaţie apar cu marginile colorate. în cazul unei lentile convergente, focarul razelor violete Fv se formează mai aproape de aceasta decît focarul razelor roşii Fr (fig. 1). Pe un ecran E aşezat in Fr, perpendicular pe axa optică principală, se va forma o pată luminoasă cu marginea irizată în violet, în timp ce în Fy irizaţia marginală a petei de pe ecran va fi roşie. După cum se vede pe figură, între Frşî Fyexistă o poziţie intermediară a ecranului (punctul M), pentru care pata va avea o suprafaţă minimă. Ea este în acest caz o regiune de concentrare maximă a luminii, de culoare albă. Cu cît sistemul optic este mai bine corectat pentru aberaţia cromatică, cu atît dimensiunile acestei pete sînt mai reduse. Dacă fasciculul incident pe lentilă este cilindric şi paralel cu axa optică pata este circulară, iar raza ei este luată ca măsură a aberaţiei cromatice, purtînd numele de abera- Fig. 1 ABERAŢIE ţie cromatică transversală principală, şi are expresia: h An unde h este raza secţiunii transversale a fasciculului incident pe lentilă, n — indicele de refracţie al lentilei pentru o lungime de undă mijlocie a luminii folosite, iar An = nR — nv, în care nR şi nv sînt indicii de refracţie pentru radiaţia roşie şi, respectiv, violetă. An se numeşte dispersie, iar----------- n — 1 — putere disperswâ. De obicei, pentru caracterizarea aberaţiilor cromatice ale lentilelor, se folosesc (în notaţia Fraunhofer) două radiaţii ale hidrogenului, cu lungimile de undă Xc = 6 563 Â (roşu) şi Xf = 4 861 A (albastru). Ca radiaţie mijlocie se alege linia galbenă a sodiului (X# = 5 893 Â). în acest caz h uf nc p =----------------, 2 nD ~ 1 Hp unde ------------ poartă numele de nD ~ 1 putere disperswâ mijlocie a mediului transparent al lentilei. Aberaţia de sfericitate apare datorită formei sferice pe care o au suprafeţele utilizate în majoritatea instrumentelor optice (fig. 2 — în cazul unei lentile convergente, fig. 3 — al unei oglinzi sferice concave) şi se explică prin faptul 8 că razele incidente centrale converg în alt punct (Fc) decît cele marginale (Fm). Această aberaţie ar putea fi înlăturată dacă s-ar utiliza suprafeţe stigmatice pentru toate punctele obiectului optic în locul celor sferice, ceea ce este, practic imposibil. Ea este cu atît mai pronunţată cu cît razele cad pe sisteme în puncte de incidenţă mai depărtate de axa optică principală, deci cu cît fasciculul este mai larg; poate fi atenuată prin diafragmarea fasciculului, adică prin folosirea fasciculelor paraxiale. Aberaţia geometrică constă în abaterea de la condiţia de stigmatism (v. astigmatism), datorită faptului că drumurile optice ale diferitelor raze de lumină ce concură la formarea fiecărui punct al imaginii variază în urma trecerii acestor raze prin diferite zone ale sistemului optic. Apare în cazul fasciculelor înguste înclinate, îndepărtate sau nu de axa optică, precum şi la fascicule largi, centrate sau nu pe axa optică. V. coma, distorsiune, anastigma-tism. aberaţie a luminii (a stelelor sau anuală), fenomen optic constînd în variaţia poziţiei aparente a stelelor observate dintr-un punct o ABUNDENŢA aflat pe suprafaţa Pămîntului. A fost descoperită de J. Bradley în 1728. Se datoreşte, pe de o parte, deplasării observatorului terestru antrenat de mişcarea Pămîntului în jurul Soarelui, iar pe de altă parte, vitezei finite c de propagare a luminii. Dacă OM este direcţia de mişcare cu viteza v a observatorului O (fig. 4), iar SO — direcţia reală de propagare a luminii, luneta observatorului trebuie înclinată în direcţia OS' cu un unghi a (numit unghi de aberaţie), faţă de direcţia reală. Notînd cu 9 unghiul dintre OM şi OS, unghiul de aberaţie este dat de relaţia: sin a = ~ sin (

s faza de sincronism în care o particulă de energie Ws întîlneşte intervalul de Fig. 5 II accelerare, iar cu Vm amplitudinea tensiunii V de accelerare aplicată intervalului, energia pe care o acumulează particula este: Ws — ^ qVm sin 9$. în acest caz, trecerile repetate prin intervalul de accelerare se succed la un interval de timp egal cu perioada Trţ a generatorului. Dacă particula de (îiiergie Ws ar ajunge în intervalul de accelerare cu faza ^ < A JFS, particula ieşind astfel din sincronism. Mărindu-se timpul de revenire a particulei în spaţiul de accelerare (T > Ţrţ), faza 9! se apropie de cea de sincronism 9s, devenind 92. în următoarele perioade particula acumulează e-nergie din ce în ce mai mare, ceea v.o. face ca frecvenţa sa de rotaţie să crească. Dacă variaţia frecventei generatorului are loc suficient de lent, atunci energia W nu va li ogală cu W$ pînă cînd faza particulei nu devine 9' > 9S; aceasta poate avea loc în cazul 9' < tu sau 9' > re. în decursul întregului proces, perioada T de rotaţie a particulei variază în raport cu perioada generatorului, iar diferenţa T — Trf creşte de la zero, pentru cazul în care faza este egală cu 9', pînă la o valoare maximă, corespunzătoare unei energii maxime diferite de energia de sincronism, anulîndu-se apoi cînd faza devine din nou egală cu 9', iar W = Ws. Variaţia energiei particulei devenită asincronă în spaţiul de accelerare este mai mică decît variaţia energiei de sincronism; perioada sa T devine mai mică deci t Trft iar faza — mai mică decît 9S. Astfel, are loc o micşorare a fazei particulei pînă cînd energia sa totală este din nou egală cu Ws. După această primă oscilaţie a fazei, procesul se repetă. După cum se observă, are loc o ACCELERATOR oscilaţie a energiei, iar valorile de maxim şi minim sînt situate între valorile sincrone ale acesteia ce se ating în punctele de întoarcere ale fazei 9. Deci, particulele asincrone au aceeaşi viteză medie cu cele sincrone. în legătură cu stabilitatea de fază, există oscilaţii de fază, de energie şi de frecvenţă, numite oscilaţii sincro-tronice, a căror frecvenţă poartă numele de frecvenţă de sincronism. în fig. 6, linia dreaptă reprezintă creşterea energiei unei particule sincrone în funcţie de numărul de rotaţii, iar curba sinusoidală reprezintă creşterea energiei unei particule asincrone. Dacă valoarea fazei de sincronism 93 este situată în intervalul “ condiţiene- cesară pentru acceleratoarele cu focalizare slabă — atunci tt—9* este limita de oscilaţie a fazei 9 în jurul fazei de echilibru 93. Perioada oscilaţiei depinde de viteza particulei şi lungimea traiectoriei. Legătura dintre impulsul p al particulei şi lungimea L a traiectoriei determină coeficientul a de condensare a orbitelor, ce caracterizează gradul de apropiere a traiectoriilor de echilibru ale particulelor cu impulsuri diferite, fiind definit astfel: a = unde dp dL/L şi dL sînt diferenţele dintre impulsurile a două particule şi, respectiv, dintre traiectoriile lor. Acceleratoarele directe sînt exclusiv liniare; în interiorul lor, particulele străbat o singură dată intervalul de accelerare în care acţionează un cîmp electric staţionar sau cvasi-staţionar. Stabilitatea mişcării e asigurată de ansamblul electrozilor la care este aplicată diferenţa de potenţial. De obicei, tubul de accelerare este confecţionat din material izolant şi este prevăzut cu electrozi în formă de cilindri, de discuri sau de trunchiuri de con, la un capăt al său aflîndu-se sursa de electroni sau de ioni. Diferitele denumiri ale acestor acceleratoare provin de la sursele de tensiune utilizate, carepotfi generatoare de tensiune alternativă (sau în impulsuri) sau de tensiune continuă. Generatoarele de tensiune alternativă (reţeaua de curent alternativ, transformatorul de înaltă frecvenţă şi generatorul în impulsuri) sînt mai puţin utilizate, deoarece produc un spectru energetic larg al particulelor accelerate şi introduc perturbaţii de natură electromagnetică. Generatoarele de tensiune continuă prezintă o dispersie energetică foarte mică şi o stabi- + Fig. 7 i:t t <£ C~7~D C DC DC ACCELERATOR D QlF Fig. 8 li Laie superioară a energiei; dintre ele, cele mai frecvent utilizate sînt Cockcroft-Walton şi Van de (Iraaff.Generatorul Cockcroft-Walton uste constituit dintr-un şir de elemente, redresoare care încarcă un grup de condensatori de la secundarul unui transformator ridicător de tensiune şi permit descărcarea lor în serie la trecerea fasciculului de particule; accelerarea este limitată de intensitatea maximă de curent a redresorilor şi de apariţia capacităţilor parazite. Generatorul (electrostatic) Van de Graaff se bazează pe încărcarea unei sfere metalice goale în interior cu ajutorul unei benzi izolate electrizate, prin contact pe suprafaţa interioară a sferei. Potenţialul electric al acesteia este astfel ridicat pînă la limita maximă admisă de mediul în care se află sfera. Acceleratorul Van de Graaff (fig. 7) este alcătuit în principiu din două sfere conductoare Sx şi iV2, două benzi transportoare de sarcini electrice Bx şi B2 şi o sursă de tensiune continuă V. Pentru a mări tensiunea electrică între cele două sfere (limitată de tensiunea de străpungere a mediului) şi, deci, energia particulelor accelerate, acestea sînt aşezate într-un mediu de gaz comprimat (pînă la 10—15 at), cu mare rigiditate electrică (de ex. hexaflo-rură de sulf, SFe). O variantă perfecţionată este acceleratorul tandem (sau în două trepte). Accelerarea în cel de al doilea tub de accele- rare (pînă la 10—15 MeV) este realizată, în acestcaz, după ce ionii negativi (cu energia de cca. 5 MeV) proveniţi din prima accelerare sînt trecuţi printr-un dispozitiv de schimbare a sarcinii (cameră de gaz), devenind ioni pozitivi. In acelaşi fel funcţionează acceleratoarele cu trei sau patru trepte, în acceleratoarele de inducţie, cîm-pul electric accelerator este creat de un cîmp magnetic variabil. Acceleratorul de inducţie liniar este alcătuit dintr-un şir de elec-tromagneţi alimentaţi în curent pulsant, defazat de la un electro-magnet la altul în mod corespunzător timpului de trecere a fasciculului de particule. Acceleratorul ciclic (ex. betatron) conţine un singur electromagnet alimentat cu curent alternativ care asigură curbarea şi focalizarea magnetică a traiectoriei particulelor. Acceleratoarele rezonante prezintă un sistem de electrozi alimentaţi cu tensiune de înaltă frecvenţă, între care cîmpul electric produs are sensul corespunzător accelerării particulelor, ce sînt grupate în pachete. Raportul dintre timpul în care acestea străbat distanţa dintre două intervale succesive de accelerare (într-un cîmp magnetic director) şi semiperioada ten-siunii acceleratoare este un număr întreg. Un accelerator liniar rezonant (fig. 8) se compune din mai multe cavităţi cilindrice vidate, în interiorul cărora sînt produse cîmpuri electrice de înaltă ACCELERAŢIE frecvenţă, cu ajutorul unui generator IF. Lungimea cilindrilor este astfel aleasă încît, în timp ce un ion străbate unul dintre ei, faza generatorului să varieze cu 180°; deoarece particula acumulează aceeaşi energie în timpul a două accelerări succesive, lungimea ln a unui electrod de ordinul n este: = (2* + 1) tV unde T este perioada generatorului, e şi m— sarcina şi, respectiv, masa particulei, iar k — un număr întreg şi pozitiv. Stabilitatea traiectoriei se realizează prin focalizare magnetică. Astfel de accelerator poate accelera protonii şi ionii grei pînă la cca. 70 MeV. Acceleratoarele ciclice rezonante (ex. ciclo-tron, microtron, fazotron, sincro-tron şi sincrofazotron) sînt cel mai des utilizate, datorită avantajelor ce le prezintă în ceea ce priveşte economia de spaţiu şi pierderile minime de energie. In acceleratoarele cu undă progresivă accelerarea particulelor se realizează continuu, prin acţiunea componentei electrice longitudinale a unui cîmp electromagnetic ce se propagă într-un ghid de unde de construcţie specială; viteza particulelor este egală cu viteza de fază a undei. Acceleratorul liniar prezintă o utilitate esenţială ce constă în producerea de electroni de mare energie (ex. de 40 GeV în acceleratorul de la Stan-ford), care nu pot fi acceleraţi în aceeaşi măsură în acceleratoarele ciclice, din cauza pierderilor mari de energie prin radiaţie. acceleraţie (a), mărime vectorială reprezentată prin limita către care tinde raportul dintre variaţia Av a vectorului viteză şi intervalul de timp corespunzător Af, cînd 14 acest interval tinde către zero (derivata întîi a vitezei sau derivata a doua a vectorului de poziţiei r în raport cu timpul): J .. Av dv dar | a = lim — = — = — . aî-^o A* dt dr2 ! Unitatea de măsură în SI este metrul pe secundă la pătrat; unitate tolerată (în sistemul CGS) este galul. în cazul particular cînd vectorul acceleraţie este constant (sau nul), mişcarea este uniform variată (sau uniformă); după cum sensul acestui vector coincide sau nu cu sensul mişcării, aceasta poate fi, de asemenea, uniform accelerată sau uniform încetinită. O mişcare variată este caracterizată de acceleraţia medie am egală cu raportul dintre variaţia vitezei şi intervalul de timp corespunzător: a m = Av Ăt ‘ în cazul mişcării curbilinii, este necesară definirea acceleraţiei normale (sau centripete) şi a celei tangenţiale. V. mişcare mecanică. acceleraţie areolară (q), mărime ce reprezintă viteza de variaţie a vitezei areolare Q: Aft dlî q = lim --------=--------. At-fO A; dt în SI se măsoară în metri pătraţi pe secundă la pătrat. acceleraţie Coriolis v. forţă Corio-lis. acceleraţie gravitaţională (g), acceleraţie de mişcare a corpurilor într-un cîmp gravitaţional, în vid, depinzînd de poziţia punctului faţă de centrul de atracţie. Reprezintă intensitatea cîmpului gravitaţional în punctul respectiv: j fiind numeric egală cu forţa cu pare este atrasă unitatea de masă. Acceleraţia gravitaţională terestră, la 45° latitudine şi la nivelul inării se numeşte acceleraţie gravitaţională normală (gn). V. constantă fizică universală. acceleraţie unghiulară (y), mărime caracteristică mişcării curbilinii variate, reprezentînd viteza de variaţie a vitezei unghiulare to: în care a este unghiul (orientat) descris de raza vectoare. în SI se măsoară în unu pe secundă la pătrat. acceptor v. semiconductor. acord (sau sintonie), egalitate a frecvenţelor de oscilaţie a unor mărimi fizice de aceeaşi natură ce caracterizează sisteme diferite. acromatism, proprietate a unor sisteme optice de a nu prezenta aberaţii cromatice. Se realizează prin acromatizare. acromatizare, ansamblu de tehnici şi operaţiuni practicate în vederea obţinerii acromatismului unui anumit sistem optic. Este posibilă datorită faptului că diferite tipuri de sticlă dispersează în mod diferit lumina. Pentru acromatizarea instrumentelor optice folosite ca auxiliare ale ochiului se utilizează, de obicei, două radiaţii ale hidrogenului, CşiF — în notaţia Fraunhofer (v. aberaţie cromatica), iar pentru cea a sistemelor fotografice se utilizează radiaţia gal- ACTJNOMETME benă D a sodiului împreună cu radiaţi albastră G a hidrogenului, urinărindu-se ca focarele obţinute cu cele două radiaţii din regiuni diferite ale spectrului vizibil s^l coincidă. In cazul lentilelor subţiri, acestea se realizează prin asamblarea unei lentile convergente din crown cu una divergentă din flint, astfel ca o faţă a lentilei convergente să coincidă cu o faţă Fig. 9 a celei divergente (fig. 9). La acromatizarea lentilelor groase şi, în general, a sistemelor optice centrate, este necesară nu numai coincidenţa focarelor pentru cele două radiaţii standard, ci şi a planelor principale. Sistemele optice acromatizate pentru trei radiaţii (din domeniile roşu, galben şi al-bastru-violet ale spectrului) se numesc apocromate. actinometrie, capitol al fizicii ce se ocupă cu studiul cantitativ şi calitativ al radiaţiei solare şi al transformărilor prin care trece aceasta în atmosferă şi la suprafaţa Pămîntului. Valorile' intensităţii radiaţiei solare (‘care, la limita superioară a atmosferei este egală cu 1,30-IO3 J-m-*-s-i) la diferite altitudini — unde se petrec procese de absorbţie şi difuzie a radiaţiei, în timpul eclipselor totale,’ parţiale sau inelare, precum şi înainte sau după refle- ACTINOMETRU xia pe suprafaţa terestră — sînt măsurate cu ajutorul unor aparate numite actinometre. De asemenea, în scopul cercetării compoziţiei spectrale a radiaţiei solare în funcţie de starea fizică şi de compoziţia atmosferei, se utilizează aparate de analiză spectrală (spectrometre, spectrografe, spectrofotometre). actinometru, aparat cu ajutorul căruia se măsoară intensitatea radiaţiei solare sau a altor surse de energie radiantă (ex. cuptoare de topit şi prelucrat metale sau sticlă). Un tip des utilizat de actinometru, bazat pe transformarea energiei radiante în energie electrică (fig. 10), foloseşte o baterie de termocuple; sudurile de o polaritate ale acesteia sînt expuse iradierii, iar celelalte sînt ferite de iradiere. Astfel, în circuitul electric ia naştere o forţă termo-electromotoare, care poate fi măsurată cu ajutorul unui milivolt-metru. Prin stabilirea unei corelaţii între intensitatea radiaţiei şi forţa electromotoare, milivolt-metrul poate fi etalonat direct în unităţi de intensitate a radiaţiei (J • m~3-s"1 sau cal-cm'2-min”1). Cuplat cu un heliostat, aparatul poate funcţiona ca actinograf. activitate (A,A), numărul de particule (alfa, beta sau gama) emise de o sursă radioactivă în timp de o secundă: semnul minus indică micşorarea în timp a numărului de nuclee iniţiale. Se exprimă în curie sau rutherford. V. dezintegrare. activitate termodinamică (a*), mărime cu care trebuie înlocuită concentraţia în formulele ce se aplică 16 Fig. 10 în studiul gazelor sau soluţiilor ideale, pentru ca acestea să ră-mînă valabile şi în cazul gazelor sau soluţiilor reale. Caracterizează abaterea comportării sistemelor reale faţă de cele ideale. activitate optică v. polarizare a luminii. acţiune (S), mărime fizică ce caracterizează mişcarea unui sistem de puncte materiale, exprimată prin integrala definită a lagran-geanei în raport cu timpul: s = St L *qi’ ^d<’ în care L = T — U este funcţia Lagrange (T fiind energia cinetică şi U — energia potenţială a sistemului) exprimată prin coordonatele generalizate — vitezele generalizate — q\ şi timp — t. Sub acţiunea unor forţe exterioare şi a unor legături, * mişcarea unui sistem de puncte materiale se produce astfel încît acţiunea totală între două momente* tx şi t2 este staţionară (minimă). Această condiţie poartă numele de principiul minimei acţiuni. în SI, acţiunea se măsoară în joule-secundă. în mecanica microparticulelor este o mărime cuantificată, cuanta de acţiune fiind constanta Planck. 17 iifliiHUcă, ramură a fizicii al cărei obiect îl constituie studiul producerii propagării şi recepţionării undelor acustice, precum şi al efectelor produse în urma interac-ţiei acestora cu mediul pe care îl slrăbat. Prezintă multiple aplicaţii îa tehnică (electroacustică, ul-traacustică), medicină (acustica fiziologică), în arhitectură la proiectarea sălilor de spectacol, a clădirilor cu izolare fonică (acustica arhitecturală) etc. V. sunet. adeziune, fenomen care se manifestă la contactul dintre două corpuri de naturi diferite, datorită atracţiei intermoleculare. în cazul unui corp solid în contact cu un lichid, adeziunea este rezultatul macroscopic al interacţiei între moleculele lichidului şi cele ale solidului; cînd rezultanta forţelor de adeziune Fa este mai mare decît cea a forţelor de coeziune Fc (l‘ig. 11), se constată că lichidul udă suprafaţa solidului, iar cînd rezultanta forţelor de adeziune este mai mică decît a celor de coeziune (fig. 12), acest fenomen nu se mai produce. Unghiul de racord ai tneniscului (porţiunea curbă a suprafeţei lichidului) este definit sin = 6 371,1 Â). Dacă în spectrul fierului nu se află linii egal depărtate de cea necunoscută, se caută linii situate la distanţe aflate în rapoartele 1/2, 2/3 etc/Analiza calitativă poate fi vizuală, efectuată cu stiloscopul (sau 20 a_______________x y b Fontă Fier Fig. 13 stilometrul) sau fotografică, efectuată cu spectrograful. Analiza spectrală cantitativă este bazată pe dependenţa intensităţii / a liniei spectrale caracteristică unui element de concentraţia acestuia în probă; această dependenţă este dată de legea: I = mC*t unde m şi n sînt două constante caracteristice. Intensitatea liniei spectrale poate fi măsurată direct (vizual) numai aproximativ, cu ajutorul stiloscopului (sau stilo-metrului), prin comparaţie cu intensitatea altei linii a unui element etalon; în acest caz analiza este semicantitativă, iar gradul de aproximaţie mare. Prin înregistrarea spectrului mostrei la un spectrograf, urmată de analiza acestuia cu un microfotometru, se poate efectua o analiză cantitativă de mare precizie. Dacă Ix, mX} nx, Cx sînt mărimile definite mai sus ale elementului necunoscut din mostră, iar 70, m0i no, — cele ale elementului etalon (sau martor) atunci, în condiţiile în care nx — n0 = n, se obţine relaţia: igy~ 1 gm+ nlgCx — nlgC0, mn m care m — — . m0 Perechile de linii din spectrul elementului cercetat şi al elementului £1 ANIHILARE nlalon, alese pentru comparaţie, se nmur.se. perechi analitice. V. spectru (1). minllzor, dispozitiv optic cu ajutorul căruia poate fi studiată (analizata) starea de polarizare a unei raze do lumină, datorită proprietăţii sale de a lăsa să treacă numai lumina polarizată într-un anumit plan. Astfel, nicolul (fig. 14) este Ntrăhălut numai de oscilaţiile vectorului electric aflate în planul Hooţiunii principale, în timp ce, tn (iazul incidenţei brewsterniene (aprox. 57°, pentru sticlă), o placă do sticlă neagră reflectă numai luni inu ce cuprinde oscilaţii perpendiculare pe planul de incidenţă. Analizorul (i) împreună cu polari-zorul (2) constituie piesele principali» alo polarimetrelor şi polariscoa-polor. V. polarizare a luminii. mniNtigmatism, proprietate a unui k îs tom optic de a fi corectat simultan pentru aberaţiile croma-l.iro, de sfericitate şi*de curbură a oîmpului.O categorie răspîndită do obiective anastigmate sînt aşa-numiţele obiective dublu anastigmate; ele pot fi dublete cu lentile lipite (ex. obiectivul dublu Protar Zoiss, fig. 15) sau dublete cu lenţi Io lo separate (ex. obiectivul Dia-lylo, fig. 16). Printre obiectivele dublu anastigmate cu lentile sepa-ralo, de construcţie mai recentă, so întîlnesc obiectivul Flexon (luminozitate 1:2; distanţă focală f - 50 mm), obiectivul Biometar (fig. 17 - 1 : 2,8; f = 80 mm), Biometarul superangular (1 :2,8; f — 35 mm) şi obiectivul Helios (1:2; f — 58 mm). Există şi anastigmate de tip triplet cum sînt cele formate din trei lentile nealipite (triplet simplu) sau cele asimetrice cu patru sau cinci lentile. Anderson [a&ndasn], Cari David (n. 1905), fizician american. Cercetări in domeniul razelor cosmice, în anul 1932 a descoperit pozitro-nul, iar în 1936 a descoperit mezo-nul ţi. Premiul Nobel (1936). angstrom (Â), unitate de lungime tolerată, folosită în fizica atomică şi nucleară. în SI este egal cu: 1  = 10~1G m. anihilare, proces prin care o particulă şi o antiparticulă interac-ţionează, transformîndu-se spontan în una sau mai multe particule Fig. 15 de o altă natură — fotoni (ex. la interacţia dintre un electron şi un pozitron se formează doi fotoni cu energia de 0,511 MeV şi lungimea de undă 0,023 A). anion v. ion. anizotropie, însuşire caracteristică anumitor corpuri, constînd în dependenţa unor mărimi mecanice, electrice, optice etc., numite constante de material, de direcţia de-a lungul căreia este exercitată acţiunea exterioară. Se explică prin particularităţile de structură ale corpurilor, fiind prezentă: a) la corpurile cristaline, datorită aşezării regulate a ionilor în nodurile unei reţele asimetrice; b) la corpurile amorfe, de exemplu sticla, în cazul în care aşezarea dezordonată a particulelor constituente este tulburată sub acţiunea unor forţe exterioare; c) la corpurile ale căror molecule sînt sisteme anizotrope. De obicei, dacă un mediu este anizotrop pentru un anumit fenomen, el prezintă anizotropie şi pentru alte fenomene. Există totuşi cazuri în care mediul poate fi considerat izotrop pentru unele fenomene şi anizotrop pentru altele. De exemplu, cristalul de sare de bucătărie (NaCl) prezintă anizotropie la solicitări mecanice, dar este izotrop din punct de vedere optic. anizotropie optică, calitatea unui mediu transparent de a transmite lumina în mod diferit, în funcţie de direcţia de propagare a acesteia. Fasciculul incident pe un astfel de mediu este, în general, descompus în două fascicule dintre care unul (fasciculul ordinar) se propagă în conformitate cu legile opticii geometrice, iar celălalt (fasciculul extraordinar) nu respectă aceste legi. Acest fenomen, numit birefringenţâ (sau dublă refracţie)f apare la un număr mare de substanţe (cristaline sau amorfe) omogene, care sînt anizotrope pentru fenomenele luminoase. Birefrin-genţa poate fi naturală sau artificială. Dintre numeroasele cristale birefringente, cel mai cunoscut este carbonatul de calciu (CaC03) cristalizat (calcit) cunoscut sub numele de spat de Islanda. Un obiect privit printr-un mediu birefrin-gent apare dublu. Cele două raze de lumină, ordinară şi extraordinară, sînt total polarizate, în plane perpendiculare. Formarea lor se explică prin acţiunea cîmpului electric variabil E al undei luminoase asupra purtătorilor de sarcină electrică din volumul corpului; permitivitatea e fiind legată de proprietăţile optice ale corpurilor anizotrope, lumina (sau, în general, unda electromagnetică) se propagă cu viteze diferite în direcţii diferite. Raza ordinară are un indice de refracţie n0 diferit de indicele de refracţie ne al razei extraordinare; n0 = sin i/sin r nu depinde de unghiul de incidenţă i (r fiind unghiul de refracţie) pentru o rază de lumină cu lungimea de undă X dată, în timp ce ne depinde de unghiul de incidenţă. Direcţia de-a lungul căreia nu are loc dubla refracţie poartă numele de axă optică a cristalului. Planul care conţine axa optică şi raza incidenţă se numeşte plan principal Isau secţiune principală) al crista-ului. Raza ordinară este polarizată în planul secţiunii principale, iar cea extraordinară— perpendicular pe acest plan. Cristalele care au o singură axă optică se numesc cristale uniaxe, iar cele cu două axe optice, cristale biaxe. Valoarea diferenţei ne—n(i se numeşte bire-fringenţa cristalului. Cristalele 2S avînd ne—n0>O se numesc cristale uniaxe pozitive (ex. cuarţ), iar cele ou 11 ţ> — n0<0 se numesc cristale uniaxe negative (ex. spat de Islanda). Pentru X = 5 893 A, cuar-ţul are ne = 1,552, n0 = 1,543, iar spatul de Islanda — ne—1,486, n0 — 1,658. Anizotropia artificială este provocată de anumite acţiuni exterioare (presiuni, încălziri sau răciri neu-niforme, cîmpuri electrice şi magnetice etc.) asupra unor corpuri izotrope. Astfel, sticla, celuloidul etc., supuse unor presiuni sau întinderi după o direcţie oarecare se comportă, din punct de vedere optic, asemănător cristalelor bire-fringente uniaxe, avînd axa optică paralelă cu direcţia de acţiune a forţei exterioare. Dacă tensiunile interne produse încetează odată cu suprimarea forţei exterioare, birefringenţa dispare; cînd aceste tensiuni persistă, mediul rămîne caracterizat de o birefringenţă remanentă. V. fotoelasticitate, efect Korr, efect Cotton-Mouton. anod v. electrod. antenă, sistem tehnic pentru emisia şi recepţia undelor electromagnetice. Uneori, este utilizată şi la determinarea direcţiei undelor recepţionate. O caracteristică esenţială a antenei este polarizarea eîmpului radiat; la distanţă suficient de mare de antenă, pentru 2 D2 ( care r > --------lunde r este di- X \ stanţa faţă de antenă, D — lungimea antenei, iar X — lungimea de undă radiată), unda emisă poate fi considerată o undă plană ce se propagă după direcţia r. De obicei antenele nu sînt construite pentru o singură frecvenţă, ci pentru o anumită gamă de* frecvenţe, numită bandă de lucru. ANTINEUTRON Aceeaşi antenă poate fi folosită fie ca antenă de emisie, fie ca antenă de recepţie, însă, în general, ele se deosebesc din punct de vedere constructiv. Tipurile existente de antene de radio şi televiziune lucrează pe lungimi de undă intre cîţiva milimetri şi cîteva zeci de mii de metri. antiatom, atom ipotetic alcătuit dintr-un antinucleu în jurul căruia se rotesc pozitroni. anticatod v. radiaţie canal, radiaţie X. antielectron, pozitron. antiferoclectricitate, proprietate a substanţelor cristaline de a conţine straturi atomice polarizate electric spontan (în absenţa cîm-pului electric exterior) în sensuri opuse (antiparalel). antiferomagnetism, proprietate a substanţelor cristaline de a prezenta momentele magnetice elementare ale atomilor (sau ionilor) vecini orientate spontan (în absenţa vreunui cîmp magnetic exte-» rior) în sensuri opuse (antiparalel). antihiperon, antiparticula hipero-nului. V. particulă elementară. . antimaterie, substanţă ipotetică alcătuită din antiparticule. antimezon, antiparticula mezonu-lui. V. particulă elementară. antineutrin, antiparticula neutri-nului. V. particulă elementară. antineutron, particulă elementară neutră din punct de vedere electric, avînd masa egală cu a neutronului, dar spinul şi momentul magnetic de aceeaşi orientare ANTINU CIiEU 24 (spre deosebire de neutron, la care orientările sînt inverse). A fost descoperit în 1956. antinucleu, nucleu ipotetic, cu sarcina electrică negativă, format din antiprotoni şi antineutroni. antiparticulă, particulă elementară avînd aceeaşi masă şi viaţă medie cu un alt tip de particulă dar diferind prin semnul sarcinii electrice, prin orientarea momentului magnetic şi prin stranietate. antiproton, particulă elementară, cu masa egală cu cea a protonului, dar avînd sarcina electrică negativă, egală cu a electronului. A fost descoperit în 1955. aparat fotografic, aparat optic cu ajutorul căruia pot fi obţinute imagini reale ale obiectelor, avînd posibilitatea fixării acestor imagini pe plăci sau filme acoperite cu un strat de emulsie fotografică. Părţile principale ale aparatului fotografic sînt: obiectivul fotografic (fix sau interschimbabil), obturatorul, camera obscura (rigidă sau pliabilă), caseta materialului foto-sensibil (fixă sau interschimbabilă), vizorul (cu sistem optic independent sau prin obiectiv). Obiectivul aparatului fotografic este un sistem optic convergent, care formează imagini reale ale obiectelor fotografice. Deoarece pentru diferite poziţii ale fotografului imaginea trebuie să fie situată în planul emulsiei fotografice, obiectivul are posibilitatea de deplasare în lungul axei optice principale. Fluxul luminos ce pătrunde în aparat este reglat de o diafragmă (sau blendă) cu deschidere variabilă. Raportul dintre pătratul diametrului d al diafragmei (deschiderea utilă) şi pătratul distanţei focale /“este pro- porţional cu luminozitatea E a obiectivului: l2 E ~k[fî Raportul d/f se numeşte deschidere relativă a obiectivului. Deoarece pătratul deschiderii relative maxime este o măsură a luminozităţii obiectivului, pe montura sa este gravată valoarea deschiderii relative maxime. De exemplu, obiectivul Jupiter-8, avînd diametrul deschiderii maxime dmax = = 25 mm şi distanţa focală f = = 50 mm, are gravat pe montura sa 1:2, adică raportul 25/50. Adesea, această mărime este exprimată numai prin numitorul ei, adică 2 (în cazul de faţă). Obturatorul foloseşte la reglarea timpului de expunere. Există obturatoare cu perdea şi obturatoare centrale \ într-un loc vizibil, pe ele sînt gravate valorile timpilor de expunere ce pot 111 1 fi:—s ; — s; — s;-------sete. (sau, 2 25 50 100 de obicei, doar valorile numitorilor, adică: 2; 25; 50 etc.). Majoritatea obturatoarelor moderne sînt prevăzute cu declanşator automat, care face ca obturatorul să poată fi acţionat la circa 10—15 s de la apăsarea butonului de declanşare. Vizorul serveşte la încadrarea imaginii în limitele dimensiunilor suprafeţei fotosensibile libere din aparat; cele mai răspîndite sînt vizoarele cu oglindă (reflexe). Odată cu încadrarea, se realizează şi punerea la punct a imaginii fie pe geam mat, fie cu un dispozitiv telemetrie, fie prin aprecierea directă a distanţei pînă la obiect. Aparatul fotografic cu două obiective identice care formează imaginea concomitent pe două porţiuni alăturate ale filmului sau ale plăcii fotografice, se numeşte aparat fotografic stereoscopic. Acest u APROXIMAŢIE Fig. 18 grup de două imagini constituie fotografia stereoscopică. apertură, deschidere. nplanetism, proprietate a unui sistem optic de a forma o imagine plană, perpendiculară pe axa optică, a unui obiect plan, perpendicular pe axă. Pentru fasciculele paraxiale această condiţie este, în general, îndeplinită, dar în cazul unor fascicule largi ea nu este realizată întotdeauna, chiar dacă sistemul este corectat pentru aberaţia de sfericitate. Este necesar ca mărirea liniară să rămînă constantă pentru orice punct al obiectului plan perpendicular pe axă şi pentru orice înclinare a a fasciculului ce formează imaginea. No-tînd cu y mărirea liniară dată de sistem, pentru orice porţiune de lungime dt^ a obiectului, căreia îi corespunde o lungime dy2 în imagine, condiţia de aplane-tism este exprimată de condiţia Abbe a sinusurilor: dya ■ = r — nlsm al _________ n2sin a2 const. imaginea, iar ax şi a2 — unghiurile formate de razele conjugate cu axa optică principală a sistemului (fig. 18). Pentru glucometre etc.). K> 9? »- ® b Fig. 20 Arhîtnede (c. 287 — 212 î.e.n.), matematician şi fizician grec din Siracuza. A stabilit legea fundamentală a hidrostaticii (v. legea Arhimede), precum şi legile pîr- Î;hiilor. A inventat mecanisme fo-osite în agricultură, sisteme de pîrghii şi scripeţi pentru ridicarea greutăţilor şi dispozitive de luptă. &rm&tur& v. condensator. armonică, oscilaţie cu frecvenţa egală cu un multiplu întreg al frecvenţei fundamentale a unui sistem oscilant. V. timbru. aruncare în cîmp gravitaţional, mişcare a unui corp compusă dintr-o mişcare uniformă pe orizontală şi o mişcare uniform variată, cu acceleraţia egală cu acceleraţia gravitaţională g, pe verticală. Dacă un corp este aruncat sub un unghi a cu o viteză v0 (fig. 21), ecuaţiile acestor două mişcări componente sînt: x = v0t cos a şi, respectiv, Fig. 21 ARUNCARE 28 Eliminînd timpul t din ecuaţiile de mai sus, ecuaţia traiectoriei este: y = xtg ol — gx2 2v0 cos2a adică o parabolă simetrică faţă de o direcţie paralelă cu Oy. Viteza corpului la un moment dat este v = ]/ v% + Vy în care, vx = = va cos a şi fy — v0sin a — gf, iar unghiul ei cu orizontala este dat de relaţia: tg a = —. înălţimea maximă hmax la care se ridică corpul se afla calculînd maximul funcţiei y(:r), prin anularea primei derivate -tî-, ăx v0 cos2 a rezultînd valoarea abscisei x corespunzătoare maximului, x = i>Jsin 2a > care reprezintă şi ecu- aţia axei de simetrie a parabolei, înlocuind această valoare a lui x hi ecuaţia traiectoriei, se găseşte valoarea corespunzătoare lui ymax, ymax v0sin2oc 2 g Distanţa maximă la care ajunge corpul pe orizontală se poate afla ţinînd seama că punctul de cădere pe pămînt are ordonata y = 0; astfel, se obţine: Xjnax — v\ sin2a g Dacă a variază, pentru aceeaşi viteză iniţială ymax şi %flx variază ; valorile maxime ale acestora se obţin prin anularea derivatelor, dXmax . dymax ^ ^ , ------ şi şi corespund unda------------da ghiurilor a = cînd — şi a = 4 2 ^2 capătă valorile xm = —^ si respec- v‘2 ^ tiv2/^/ = —■ * în atmosferă, datorită rezistenţei aerodinamice traiectoria reală se abate de la o parabolă şi poartă numele de curbă balistică (fig. 22). Se pot distinge următoarele cazuri particulare: a) aruncarea pe orizontală (a = 0). Ecuaţiile mişcărilor componente devin# — i>0*, ?/=—“> ecuaţia gx2 2*o . iar vi- traiectoriei este y — teza v = )[ v* + (gt)2* Valorile maxime ale lui x şi y sînt, respectiv, v0 • %max — ~ Şl ymax — 0. b) aruncarea pe verticală ^ a =» = ± ~ j . Ecuaţiile mişcărilor componente devin x = 0, y — ± v9t — — — 7 ecuaţiay(ar) îşi pierde sensul, iar viteza corpului este v = ± — —gty traiectoria sa fiind o linie 29 dreaptă. Cazul a = ~ coreşpunde aruncării pe verticală în sus (mişcare uniform încetinită) şi înălţimea maximă la care poate ajunge vo corpul este ymax = Cazul a = — — — corespunde aruncării pe o verticală în jos (mişcare uniform accelerată). V. mişcare mecanică, cădere liberă. astigmatism, aberaţie geometrică datorită căreia imaginea unui punct nu este punctuală, ci formată din două mici segmente de dreaptă, numite focalele Sturm (v.), distanţate şi perpendiculare una pe alta. Acest tip de aberaţie apare mai ales la sisteme optice puternic diafragmate, fiind produsă de fascicule înguste, înclinate faţă de axa optică. Distanţa dintre cele două focale se mai numeşte astig-matismul fasciculului. Dacă fasciculul este larg (alcătuit dintr-un mare număr de fascicule înguste), se obţine o concentrare a luminii după o suprafaţă cu două pînze (v. caustică). La o lentilă subţire, puternic diafragmată (fig. 23), numai punctul Ax situat pe axa optică a obiectului întins yx dă o Sform Fig. 23 ATENUARE imagine aproximativ punctiformă A2 (în aproximaţia Gauss). Un punct oarecare B,, îndepărtat faţă de axă, trimiţînd pe lentilă fascicule înguste, înclinate, formează două focale, perpendiculare între ele, în B2 şi B'%. în locul unei imagini clare a obiectului ylt în planul PP lumina se va concentra după două suprafeţe caustice S şi S' — locul geometric al celor două focale. Astigmatismul B2B% creşte cu creşterea unghiului de înclinare i al fasciculului. în figură, curbele St S' reprezintă intersecţiile celor două caustice cu planul âesenului. Causticele sînt tangente între ele şi la planul PP în punctuM2, în care astigmatismul este nul. într-o mică vecinătate a axei, cele două suprafeţe pot fi asimilate cu două calote sferice, iar astigmatismul este suficient de redus. astrofizică, disciplină care studiază, cu ajutorul metodelor experimentale şi teoretice ale fizicii, fenomenele ce se produc în spaţiu] cosmic, în stele, pe planete şi sateliţii lor, meteoriţi, comete etc. Atanasiu, Gheorghe (1893 — 1972), geofizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. Academician. Cercetări în geomagnetism, optică şi radioactivitate. atenuare, micşorare a intensităţii (sau amplitudinii) undelor progresive la trecerea printr-un mediu. In cazul undelor plane, fenomenul se datoreşte exclusiv disipării energiei la străbaterea unui mediu absorbant, iar în cazul celor sferice acestei disipări i se adaugă şi repartizarea energiei pe un front de undă cu arie din ce în ce mai mare. Atenuarea se supune unei legi exponenţiale de forma: “(XX /=/»e , ATENUARE 30 unde a este coeficientul de atenuare, iar x — distanţa străbătută. In cazul undelor acustice, atenuarea este consecinţa ireversibilităţii proceselor locale de absorbţie ce însoţesc propagarea undei. în gaze, aceste procese sînt: frecarea internă între regiuni vecine, conductibilitatea termică între regiuni de comprimare şi rarefiere, radiaţia termică, schimbări intermoleculare de energie (fenomenul de relaxare), absorbţia la rezonanţă. Primele trei cauze ale atenuării, studiate de G.R. Kirch-hoff şi G.G. Stokes, sînt independente între ele, iar coeficientul de atenuare poate fi considerat ca sumă a trei coeficienţi parţiali, descriind fiecare cite un proces: unde: a = ctf + a/erm + «rad» 8 Tt2/7^ OLf — — . ---------------t 3 pt>3 aterm — arad 2n2f2(x—\) k ------------, p V9Cp = (*=IU, \ X )2v în care f este frecvenţa undei, p — densitatea mediului, v — viteza sunetului, 7) — viscozitatea dinamică, x — coeficientul de compresiune adiabatică, k — coeficientul de conductibilitate termică, cp — căldura specifică la presiune constantă şi % — coeficientul de răcire. I.I. Frenkel a dat o teorie a atenuării undelor acustice în lichide ţinînd seamă de asemănarea mai mare a acestora cu starea solidă (teoria viscoelas-ticâ). El obţine pentru coeficientul de atenuare a, expresia: a =—-—[■K'1 + -2t2 X în care AE = Ea — Ei, Ea fiind modulul de elasticitate corespunzător unei deformări adiabatice şi Ei — modulul de elasticitate corespunzător unei deformări izoterme. Contribuţia interacţiunii cu electronii liberi la atenuarea undelor acustice în metale se concretizează printr-o constantă de atenuare parţială, proporţională cu pătratul frecvenţei pentru valori kl<\ şi proporţională cu frecvenţa pentru kl> 1, unde k este numărul de undă (*-t) 51 6>2t2 l — drumul liber mediu al elec- 31 ATOM tronilor. Atenuarea creşte cu micşorarea temperaturii, dar scade brusc la un minim în zona de trecere a metalului în faza de supraconduc-tibilitate. Interacţiunea cu undele termice din mediile cristaline produce de asemenea o disipare de energie, constanta de atenuare parţială fiind: , , yzcT o>2t a — 1,1 ------- ----------f pv3 1 -f- <*>2t2 în care y este o constantă, c — căldura specifică (în cal/cm3) şi t — timpul mediu dintre două ciocniri ale fononilor. atmosferă, pătură de aer care înconjură Pămîntul; are grosimea în jur de cîteva sute de kilometri. In atmosferă, concentraţia moleculelor scade cu înălţimea (v. formula barometrică), la înălţimea de o sută de kilometri fiind de un milion de ori mai mică decît la nivelul mării. întreaga atmosferă cîntăreşte aprox. 5 • IO15 t. Jumătate din această cantitate se găseşte într-un strat relativ subţire, în imediata apropiere a suprafeţei Pămîntului, pînă la înălţimea* de 5 km. Pe cap de locuitor al planetei noastre revin cca. 1,7 milioane tone de aer. atmosferă fizică (sau normală, atm), unitate de măsură tolerată pentru presiune, numeric egală cu forţa exercitată pe centimetru pătrat de o coloană de mercur înaltă de 760 mm, la 0°C. în SI, valoarea corespunzătoare este: 1 atm = 1,01325 * IO5 N/m2. atmosferă tehnică (at), unitate de măsură tolerată a presiunii, numeric egală cu un kilogram-forţă pe centimetru pătrat. în SI, o atmosferă tehnică are valoarea: 1 at = 9,80665 • 104N/m2. atom (în limba greacă „indivizibil*4), cea mai mică particulă a unui element, ce păstrează toate caracteristicile elementului respectiv. Concepţia structurii atomice a corpurilor, emisă în antichitate de Democrit, a căpătat o bază ştiinţifică prin lucrările lui Dalton de la jumătatea sec. 19, apoi a fost dezvoltată de A. Avogadro şi alţii care au explicat pe baza ei o serie de proprietăţi ale gazelor. Cu începutul sec. 20, noi date au arătat că atomul nu mai poate fi privit ca un tot indivizibil, ci el are o structură complexă, fiind compus dintr-un nucleu central, în care este concentrată sarcina pozitivă şi aproape întreaga masă a atomului, şi un număr de electroni ce se rotesc în jurul acestuia pe orbite închise (v. model atomic). In ansamblu, atomul este un sistem neutru din punct de vedere electric, ce poate exista fie liber, fie în combinaţii cu alţi atomi (identici sau diferiţi), alcătuind molecula; are dimensiuni de ordinul 10“10 m, nucleul său fiind de dimensiuni mult mai mici (10“14 — 10“15 m). Atomul de hidrogen — cel mai simplu element chimic — este alcătuit dintr-un nucleu pozitiv compus dintr-un singur proton şi un electron ce se mişcă în jurul nucleului pe o orbită închisă. Mişcarea electronului în atomul de hidro-gen(sau hidrogenoid) afost studiată şi cu metodele mecanicii cuantice. Energia potenţială a electronului este: ATOM 32 în care Z este numărul de sarcini elementare din nucleu, r — distanţa de la electron la nucleu şi e0 — permitivitatea vidului. Ecuaţia Schrodinger are forma: î^l(e + _?£-W = h2 \ 47Te0r J = 0, • P™ (cos 0) eim^ e 2 9l h? în care r0 == 4 ru2m0e2 reprezintă raza atomului de hidrogen în stare r, fundamentală zJ+j1 sînt polinoamele generalizate Laguerre, P? (cos 0) — funcţiile sferice asociate de gradul l şi ordinul m, iar n9 lt m — numerele cuantice principal, azimutal, respectiv magnetic. Soluţiile ecuaţiei sînt compatibile cu realitatea fizică numai pentru anumite valori ale energiei E, numite valori proprii, egale cu: En=- m0Z2e* 8eo n*h? deci energia electronului este cuantificată. Starea normală sau fundamentală a unui atom hidroge- noid corespunde valorilor n = 1, l = 0, m — 0 ale numerelor cuantice. Funcţia de undă are valoarea proprie: r 1 în care ra0 este masa electronului şi h — constanta Planck, iar soluţiile în coordonate sferice sînt: - - (ir fer (ir- i> - t + i) ir/, p/ +1 (/-iiwi)ir/i L 2 (i+|rn|)lj - U)*'* şi energia, valoarea m0ZV 8e&* în cazul stării fundamentale a atomului de hidrogen, probabilitatea dp de a găsi electronul la o distanţă de nucleu cuprinsă în intervalul r, r -f- dr, este: dp = VÎoo dr, în care dr = kizr2 dr este elementul de volum. Densitatea de probabilitate devine: 2 r »(; r)=^ = A,e dr şi are valoarea maximă pentru r — r0. Concluziile la care conduce mecanica cuantică sînt aceleaşi cu cele obţinute în modelul atomic Bohr-Sommerfeld. atom-gram, unitate de măsură tolerată a masei, folosită în fizica moleculară şi în termodinamică. Reprezintă masa exprimata în grame a unei cantităţi dintr-un anumit element, numeric egală cu masa atomică (în unităţi atomice de masă) a acestuia. atom marcat, trasor radioactiv. atoinliză v. efuziune. atracţie universală v. legea atracţiei universale. audibilitate v. praguri auditive. AXA uutoexcitaţle v. generator electric. uiitofazare v. accelerator. imtoinducţie (sau inducţie proprie), inducţie electromagnetică produsa într-un circuit, ca urmare a variaţiei cîmpului magnetic al curentului electric care circula prin acesta. Fluxul magnetic creat în spaţiul din vecinătatea conductorului străbătut de un curent electric de intensitate / este O = LI, în care L este inductanţa conductorului. Forţa electromotoare de auto-iuducţie este dată de relaţia: somnul minus indicînd faptul că sensul acesteia este contrar sensului de variaţie a curentului care o produce. Sin. seif inducţie. iMitooscllaţie, oscilaţie a unui sistem fizic obţinută prin acţiunea unei forţe exterioare neperiodice. Ex.: vibraţiile unei corzi de vioară sub acţiunea arcuşului, ale aerului într-un instrument de suflat, oscilaţiile pendulului unui orologiu etc. avalanşă de electroni v. descărcare Towsend. Avogadro, Amedeo (1776—1856), fizician şi chimist italian. A descoperit o lege (v. legea Avogadro) pe baza căreia a elaborat o metodă de determinare a maselor moleculare şi atomice ale substanţelor. A introdus, în 1811, noţiunea de moleculă. axă cristalografică v. cristal. axă electrică, dreaptă orientată ce caracterizează un dipol electric. Uneşte centrul sarcinilor electrice negative cu cel al sarcinilor pozitive, avînd sensul dirijat de la primul centru spre al doilea. axă magnetică, dreaptă orientată (de la sud la nord) care uneşte cei doi poli ai unui dipol magnetic. axă neutră v. polarizare a luminii. axă optică v. sistem optic centrat, anizotropie. axă polară v. piezoelectricitate. 3 — Dicţionar de fizică B Bacaloglu, Emanoil (1830—1891), fizician şi matematician român, profesor la Universitatea Bucureşti. Academician. Eminent pedagog şi iniţiator în organizarea activităţii ştiinţifice. Lucrări de geometrie şi optică. balanţă, instrument folosit pentru măsurarea forţelor sau cuplurilor de forţe, prin comparaţie cu forţe sau cupluri cunoscute. Este alcătuită, de obicei, dintr-o pîrghie de genul 1 şi poate fi: a) cu braţe egale care, la echilibru, permite recunoaşterea egalităţii a două mase: Dacă masa m1 este cunoscută, se află direct masa mx; b) cu braţe neegale pentru care, la echilibru, Mi*, mx = —— y lx unde Mx este de obicei o masă de valoare fixă, iar lx şi lx — braţele pîrghiei, dintre care lx are o valoare constantă. Sensibilitatea unei balanţe se exprimă prin raportul dintre unghiul de înclinare Aa produs de o masă elementară Ap şi aceasta din urmă: Aa Ap; este. numeric ^gală cu unghiul de înclinare a Draţelor sale pentru unitatea de masă’ pusă pe unul din platane. balast v. tub fluorescent. balistică, ramură a fizicii aplicate al cărui obiect de studiu îl constituie mişcarea corpurilor grele (ex. proiectile, rachete) aruncate încîm-puri gravitaţionale. Cuprinde mişcarea proiectilelor în interiorul gurilor de foc (balistica interioară) sau în afara lor (balistica exterioară), precum şi fenomenele produse în momentul lansării proiectilelor (balistica inttrm>diară). bandă de energie v. corp solid. bandă spectrală v. spectru (1). bar, unitate de măsură tolerată a presiunii, folosită în meteorologie. Valoarea sa în SI este: 1 bar — 105 N/m2. bară (sau vergea) vibrantă, corp care are lungimea mult mai mare decît dimensiunile secţiunii transversale, dar, spre deosebire de coardă, prezintă o anumită rigiditate la încovoiere. în bare se pot produce vibraţii transversale (de încovoiere), longitudinale (de dilatare sau de comprimare) şi de torsiune. în timp ce corzile pot vibra numai dacă sînt fixate la ambele capete (jf, /*), vergelele pot vibra fie dacă sînt libere la ambele capete şi sprijinite într-un punct (Z, /), fie dacă sînt fixate la un capăt şi libere la celălalt (/*, /). Dacă vibraţia barei este longitudinală sau de torsiune şi fixarea ei BABN «:stc de tipul (f, f) sau(J, l)y frecvenţele de vibraţie (ale armonicelor de ordin n) sînt date de relaţia: r _ v fn~ nH' iar în cazul (f,l) de relaţia: fn = (2w 1) -y~r » unde v este viteza de propagare a sunetului în bară şi L — lungimea ei. Pentru vibraţiile longitudi- E fiind modulul de riale v = barieră de potenţial, domeniu de separaţie între alte două domenii în care energia potenţială a unei particule este mai mare decît cea corespunzătoare domeniilor laterale. în particular, această situaţie se întîlneşte în jurul nucleelor atomice în care, pentru distanţe r/?0, acţionează forţele coulombiene de respingere pentru orice particulă încărcată pozitiv (/ig. 24). In concepţia clasică, dacă energia^1 a unei particule este mai mică elasticitate Young, iar p — densitatea barei. Pentru n — 1, bara emite sunetul fundamental, iar pentru n> 1, se obţin armonice superioare. Pentru vibraţiile de torsiune, v— 1/ —, unde F este V p , modulul de torsiune. In cazul vibraţiilor transversale, frecvenţele de vibraţie ale unei bare cu secţiune dreptunghiulară, de lungime’ L şi grosime e, sînt: mle fn~T7UWv' unde mn este o constantă numerică ce depinde de felul fixării barei şi h = ——~ k TZ L“ pentru o bară cilindrică cu raza R şi viteza de propagare a vibraţiilor longitudinale v. Un tip particular de bară este diapazonul (v.). bario, unitate de măsură tolerată (în sistemul GGS) a presiunii, egală cu o dină pe centimetru pătrat. -Valoarea sa în SI este: 1 barie =0,1 N/m2. decît înălţimea Umax a barierei de potenţial/ea nu o poate străbate căci impulsul ei în interiorul barierei ar avea o valoare imaginară. într-adevăr, E = T -\- Umax — —-------b Umax t 2 m de unde: p -- [/2 m (h — Umax) ? deci pentru Er0 rezultă Fi>FCy iar pentru rFi; deci în ambele cazuri particula revine pe traiectoria stabilă de rază r0. Oscilaţiile sale în jurul acestei traiectorii se numesc osci laţ ii betatronice. în scopul obţinerii de cuante y de mare energie, fasciculul pulsatoriu de electroni este îndreptat, după accelerare, asupra unei ţinte C (v. fig. 25), situate în interiorul unei camere vidate, în care sînt frînaţi brusc. Energia de accelerare limită a electronilor obţinută în betatron este de cca. 300 MeV, putînd atinge teoretic valoarea de 500 MeV. Bcthc [bete], Hans Albrecht (n. 1906), fizician american de origine germană. Contribuţii fundamentale în domeniul fizicii atomice şi nucleare. A propus ciclul (ce-i poartă numele) de reacţii termonucleare (v. fuziune) care explică originea energiei stelare. bcvatron, sincrofazotron. binoclu, instrument optic alcătuit din două lunete terestre identice, paralele între ele şi deplasabile una faţă de cealaltă, pentru ca fiecare să poată fi adusă în dreptul pupilei ochiului observatorului. Binoclul de teatru (sau de noapte) este alcătuit din două lunete Galilei (sau olandeze), care folosesc oculare negative (divergente) pentru redresarea imaginii inversate de către obiectiv; el are luminozitate mare, dar grosisment mic. Binoclul de cîmp (sau cu prisme) foloseşte prisme cu reflexie totală, avînd oculare pozitive (convergente); este un binoclu de grosisment mare, mărind de aprox. 10—15 ori, în timp ce binoclul cu ocular divergent măreşte doar de 4—5 ori. binom de dilatare v. dilatare. biofizică, ştiinţă care studiază procesele biologice, cu ajutorul meto- delor experimentale şi teoretice ale fizicii. Problemele actuale mai importante ale biofizicii sînt legate de structura celulei, a membranei celulare, a potenţialului electric de membrană etc/ Interesează în mod deosebit problema transmiterii informaţiilor cu ajutorul biocurenţilor, precum şi microstructura materiei vii. Uncapitol modern al biofizicii — bionica — studiază fenomene din lumea vieţuitoarelor în scopul de a găsi soluţii unor probleme tehnice. bioluminescenţă v. luminescenţă. biot, unitate de măsură tolerată (în CGS;jl0) a intensităţii curentului electric, egală cu zece amperi. birefringenţă v. anizotropie optică. blendă v. aparat fotografic. bobină, dispozitiv alcătuit dintr-un număr de spire înfăşurate pe un suport (feromagnetic) de formă cilindrică. Aplicînd la capetele unei bobine o tensiune V = = VQ sin tot, conform legii Lenz, în bobină va apărea o forţă contra-electromotoare, ce se opune creşterii curentului. Presupunînd că bobina are rezistenţa ohmică nulă, forţa contraelectromotoare este e- d/ gală cu tensiunea aplicată : L— = di = Fp sin <&t. Integrînd această e-cuaţie, cu condiţia iniţială 1=0 (pentru t = 0) se obţine: I = — sin [ tot — -] toL \ 2 J toL y Termenul —- reprezintă intensita-toL tea curentului continuu din bobină care dispare repede din circuit, datorită pierderilor de energie prin efect Joule-Lenz. Notînd /0 = — > toL n variaţia în timp a intensităţii curentului prin circuit este: t)- Curentul prin bobină este în întîr-ziere (de fază) faţă de tensiune cu - ; expresia wL = Xl este 2 reactanţa inductivă. bobină de inducţie, transformator de construcţie specială, utilizat la producerea unei tensiuni electrice alternative înalte, cu alternanţe inegale, folosind o sursă de curent continuu de joasă tensiune. Este alcătuită din două înfăşurări (primară şi secundară) bobinate pe un miez de fier moale. Primarul este străbătut de un curent continuu de joasă tensiune ce poate fi întrerupt brusc, în mod periodic, printr-un mecanism de tipul soneriei. Bohr- [bor], Niels (1885—1962), fizician danez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Copenhaga. Autor al unor valoroase lucrări în domeniul fizicii atomice şi nucleare. A conceput modelul atomic care-i poartă numele, a descoperit principiul corespondenţei şi a explicat fisiunea nucleară (a uraniului) pe baza modelului picătură, împreună cu W. Heisenberg a elaborat teoria complementarităţii folosită în interpretarea rezultatelor mecanicii cuantice. Premiul Nobel (1922). bolometru, instrument folosit la măsurarea intensităţii radiaţiilor electromagnetice, îndeosebi a celor din domeniul infraroşu. Funcţionarea bolometrului are la bâză dependenţa rezistenţei electrice de temperatură, asemănîndu-se în a-cest sens cu un termometru cu rezistenţă; deosebirea constă în aceea BOLTZMANN că masa bolometrului este foarte mică, astfel că sensibilitatea sa este mai mare, indicaţiile lui variind cînd absoarbe cantităţi infime de energie radiantă. Partea sensibilă a bolometrului o constituie o peliculă metalică sau semiconductoare cu grosimea de lţx şi rezistenţa de la 10 pînă la 100 O. Uneori bolometrele se construiesc cu două pelicule subţiri, dintre care numai una este supusă acţiunii radiaţiei, cealaltă avînd rol de compensare într-un montaj electric special. Schema electrică a unui astfel de montaj, constituit dintr-o punte Wheatstone în conexiune cu un amplificator, este redată în fig. 28, unde este rezistenţa peliculei sensibile expusă iradierii, iar R2 — cea a peliculei compensatoare neexpusă. Variaţia rezistenţei i?! sub acţiunea radiaţiei determină o dezechilibrare a punţii, deci o variaţie a diferenţei de potenţial aplicată pe rezistenţa de intrare a amplificatorului i?s, variaţie ce este ulterior amplificată. în scopul etalonării aparatului, se stabileşte o relaţie între variaţia acestei diferenţe de potenţial şi intensitatea radiaţiei incidente. Boltzmann [bolţman], Ludwig (1844—1906), fizician şi matematician austriac. Membru al Academiei de Ştiinţe din Viena. A generalizat legile teoriei cinetice a gazelor cu ajutorul metodelor statistice şi a fundamentat pe cale statistică Fig. 2g = I9 sin — BOMBA 40 principiul al doilea al termodinamicii (v. ecuaţia Boltzmann). A contribuit la elaborarea legii echi-partiţiei energiei (v.) şi a dat demonstraţia termodinamică a legii Ştefan din domeniul radiaţiei termice. bombă atomică (sau nucleară), bombă care foloseşte energia eliberată în reacţiile de fisiune a nucleelor grele. Conţine un număr mare de mase subcritice ale unui element radioactiv (ex: uraniu, plutoniu) care, sub acţiunea unui focos chimic, sînt puse in contact depăşind astfel masa critică a elementului şi producînd o reacţie explozivă în lanţ. Bomba nucleară echivalentă cu 20 000 t trinitrotoluen este denumită bombă convenţională cu fisiune. bombă termonucleară, bombă care foloseşte energia eliberată în reacţiile de fuziune a nucleelor uşoare. Reacţia termonucleară este amorsată de un focos atomic care asigură atingerea unei temperaturi de ordinul zecilor de milioane de grade. Bomba termonucleară care foloseşte drept combustibil deuteriul şe numeşte bombă cu hidrogen. In afară de deuteriu, bombele termonucleare pot conţine un amestec de deuteriu-tril iu sau litiu-tritiu în stare solidă. Energia degajată la explozia unei bombe termonucleare este cu trei-patru ordine de mărime mai mare decît aceea a unei bombe convenţionale cu fisiune. Bom, Max (1882 — 1970), fizician german. Membru al Societăţii Regale din Londra. Contribuţii importante în teoria reţelelor cristaline, teoria relativităţii, mecanica cuantică şi structura atomului. A dat interpretarea statistică a funcţiei de undă din mecanica cuantică. Premiul Nobel (1954). boson, particulă elementară cu spin întreg care se supune statisticii Bose-Einstein. Boyle [b'il], Rob^rt (1627-1691), fizician, chimist si filozof englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. A descoperit una din legile gazelor, cunoscută sub numele de legea Boyle-Mariotte. brahistocronă, curbă între două puncte ale unui cimp de forţe dat, pe care un punct material o parcurge în timpul cel mai seurt. braţ. al forţei v. moment al forţei. brewster, unitate de măsură tolerată a constantei i’otoelastice. Reprezintă constanta fotoelastică a corpului în care o presiune de 10~7at introduce — între raza ordinară şi cea extraordinară a unei radiaţii monocromatice de lungime de undă a (în vid) ce se propagă perpendicular pe direcţia presiunii — o diferenţă de drum optic egală cu 1. Relaţia de echivalenţă cu unitatea corespunzătoare din SI este: 1 brewster = 1,01972-IO"10 m/N. Broglic [br6i sau brogli], Louis Victor de (n. 1892), fizician francez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Paris. A stabilit pe cale teoretică (1924) proprietăţile ondulatorii ale particulelor elementare (v. undă asociată). Contribuţii în mecanica cuantică relativistă, în teoria nucleului atomic şi a propagării undelor. Premiul Nobel (1929). Bungeţianu, Dimitri© (1860—i932), fizician român. Cercetări privind propagarea sunetului în lichide. cal putere (CP), unitate de măsură tolerată pentru putere, egală cu 75 kgf • m/s. în SI valoarea sa este: 1 CP = 735,499 W. ealcîacţic, formarea unei pături de vapori la suprafaţa de separaţie a unui lichid cu un corp solid încins, care împiedică contactul direct al acestora. calorie (cal), unitate de măsură tolerată a cantităţii de căldura. Reprezintă cantitatea de căldură necesară ridicării cu un grad a temperaturii unui gram de apă, între 19,5 şi 20,5°C. Valoarea caloriei internaţionale în SI este: 1 cal/t = 4,18674 J. Caloria definită în jurul temperaturii de 15°C are valoarea: 1 cal15 = 4,1855 J. calorie marc, kilocaloric. calorimctrie, ramură a fizicii experimentale care se ocupă cu măsurarea cantităţilor de căldură. La baza metodelor de măsurare folosite stau trei principii calorime-irice : 1) principiul echilibrului termic, potrivit căruia mai multe corpuri cu temperaturi diferite ce formează un sistem izolat, puse în contact, vor avea, după un timp oarecare, aceeaşi temperatură; 2) principiul egalităţii schimburilor de căldură, conform căruia, cînd între două corpuri ale unui sistem izolat, are loc un schimb de căldură, cantitatea de căldură cedată de unul dintre ele este egală cu cantitatea de căldură primită de celălalt; 3) principiul egalităţii cantităţilor de căldură ce intervin în procesele inverse, potrivit căruia cantitatea de căldură pe care o absoarbe un corp într-o transformare este egală, cu cea degajată de acesta în transformarea inversă. calorimctru, aparat cu ajutorul căruia se măsoară cantitatca de căldură schimbată de un corp cu un mediu, în general lichid. Construcţia şi funcţionarea lui se bazează pe variaţia temperaturii unei substanţe calorimetrice (la calorimctrul cu variaţie de temperatură), fie pe schimbarea stării ei de agregare (la calorimetrul izoterm). Calorimetrul cu variaţie de temperatură Berthelot (fig. 29) constă în principiu dintr-un vas cilindric de obicei cu apă, în care se află un termometru T şi un r a Q CALORIMETRU 42 agitator A pentru uniformizarea temperaturii. Vasul V, fixat pe suporturi de plută, se află într-un alt vas cilindric, de diametru mai mare. Măsurînd, de exemplu, cantitatea de căldură cedată de un corp C cu temperatura mai ridicată decît a apei, se poate determina căldura specifică a acestuia. Pentru aceasta, se foloseşte principiul calorimetric al egalităţii schimburilor de căldură: Qced = Qprim• Scrisă explicit, relaţia capătă forma: mc(ti — tf ) = (maca + mAcA -f + tnia + mvcv) (tf t2)t unde m şi c sînt masa, respectiv căldura specifică a corpului cercetat, t± şi tf — temperaturile lui iniţială şi, respectiv, finală, ma şi ca — masa şi căldura specifică a apei, t2 şi tf — temperaturile ei iniţială şi finală, iar mAy mi, m0i cAt ct, cv sînt masele, respectiv căldurile specifice ale( agitatorului, termometrului şi vasului calorimetric. Suma mAcA + mtct + rrivCv = K este o constantă a aparatului. în cazul în care căldurile specifice se măsoară în unităţi tolerate, cal/g-grd (ca ^1 cal/g • grd), a-ceastă constantă poartă numele de echivalent în apa. al calorimetrului. Substituind constanta K în relaţia precedentă, se obţine: c= K Cg+ K)(tf_ h] m(h ~ tf) Această relaţie permite determinarea căldurii* specifice a corpului studiat în funcţie de mărimi direct măsurabile. Metoda experimentală redată mai sus se numeşte metoda amestecurilor. Un tip perfecţionat de calorimetru cu variaţie de temperatură este calorimetrul adiabatict în care apa din interior nu schimbă căldură cu mediul extern; aceasta se realizează prin asigurarea unei izolări suplimentare a aparatului cu ajutorul unei cămăşi exterioare, prin care circulă apă de aceeaşi temperatură cu apa din calorimetru. camcră cu bule, dispozitiv pentru înregistrarea particulelor încărcate de mare energie. A fost inventată, în 1952, de fizicianul american D. Glaser. Se compune dintr-o incintă în care se află un lichid transparent supraîncălzit; la trecerea unei particule, au loc procese locale de ionizare care produc fierberea bruscă a lichidului, pu-nînd astfel în evidenţă traiectoria acesteia prin bule de vapori. Starea supraîncălzită este obţinută prin-tr-o micşorare bruscă a presiunii la suprafaţa lichidului menţinut la o temperatură din vecinătatea punctului de fierbere. Pentru obţinerea de informaţii referitoare la natura particulelor încărcate, camera este instalată într-un cîmp magnetic deflector; parcursurile acestora sînt făcute vizibile cu ajutorul unui sistem de iluminare laterală şi apoi fotografiate. Timpul în care camerele cu bule de mari dimensiuni reacţionează la trecerea particulelor este de ordinul sutimilor de secundă. Ga mediu lichid se folosesc gaze lichefiate ca hidrogen, xenon, propan, etilenă, freon, heliu etc. Camerele cu bule sînt utilizate la studiul reacţiilor nucleare produse de particule de mare energje provenite din acceleratoare. în scopul cercetării unei reacţii nucleare dintre un tip de particule şi nucleele unui anumit element, în cameră este introdus de obicei 43 CAMERA un lichid ce conţine acel element (ex. interacţia cu protonii este studiată în camere cu hidrogen lichid). Camera cu bule de hidrogen a fost perfecţionată (1954 — 1959) de fizicianul american L.W. Alva-rez. cameră cu ceaţă, cameră Wilson. cameră de detentă, cameră Wilson. cameră de difuzie v. cameră Wilson. cameră de ionizare, aparat utilizat pentru determinarea intensităţii fluxurilor de radiaţii prin măsurarea sarcinii electrice a ionilor produşi de aceştia într-un mediu gazos. Se compune dintr-o incintă în interiorul căreia se află două armături metalice plane şi paralele (fig. 30). Pentru colectarea ionilor formaţi în gazul din cameră, precum şi pentru evitarea producerii de ionizări secundare şi de recombinări, între aceste armături se aplică o tensiune electrică de cca. 200 — 300 V. La trecerea unei particule (sau a unei radiaţii) ionizante, în circuitul rezistenţei R ia naştere un curent electric avînd intensitatea de cca. IO"13 A, care este ulterior amplificat. cameră de ionizare în impulsuri, dispozitiv utilizat la numărarea particulelor grele prin măsurarea pk ş . .._ll x X Fig. 30 Fig. 31 şi înregistrarea impulsurilor de curent electric ce se produc la trecerea acestora prin mediul gazos din cameră. Este compusă dintr-o incintă cu pereţi metalici, prevăzută cu un electrod interior izolat de pereţi (fig. 31). între pereţii camerei şi firul (electrodul) interior se aplică o tensiune electrică continuă de la sursa R, prin intermediul unei rezistenţe R. Valoarea rezistenţei este suficient de mare ca la capetele acesteia să apară o variaţie a tensiunii AF, direct proporţională cu sarcina electrică Aq a ionilor depuşi pe electrozi şi cu pierderea de energie a particulei în interiorul camerei. Dacă C este capacitatea conductorilor de legătură, AF = = — ; dat fiind ordinul de măriei me mic al impulsului AF, acesta este amplificat cu ajutorul unor amplificatori liniari de bandă largă care asigură un răspuns uniform la o gamă mare de frecvenţe. Gazul de umplere (ex. argon, azot) al unor astfel de camere este de obicei purificat, în scopul de a împiedica formarea ionilor grei a căror viteză mică de deplasare spre electrozi ar micşora capacitatea de rezoluţie a dispozitivului. cameră obscură, incintă cu pereţi opaci, prevăzută cu un mic orificiu. Lumina provenită de la un punct luminos, aflat în afara camerei, va forma pe peretele opus orif iciu-lui o pată luminoasă; dacă feno- CAMERA 44 menele de difracţie sînt neglijabile, pata va avea un contur net şi asemănător orificiului. Dacă pe orificiu cad radiaţiile emise de un obiect luminos întins, pe peretele camerei se va forma imaginea răsturnată a obiectului, alcătuită din mulţimea petelor corespunzătoare fiecărui punct luminos. Imaginea este cu atît mai clară cu cît obiectul este mai îndepărtat, astfel ca deschiderea fasciculelor provenite de la fiecare punct să fie cît mai mică. Dacă în dreptul orificiului se află o lentilă convergentă potrivită (situaţie întîlnită în cazul aparatului fotografic şi al ochiului), aceasta poate forma imagini clare ale obiectelor care se găsesc în apropiere, la o distanţă anumită. cameră Wilson (cu ceaţă sau de detentă), aparat folosit pentru înregistrarea traiectoriilor particulelor încărcate, bazat pe condensarea locală a vaporilor suprasaturaţi pe ionii formaţi la trecerea acestora. A fost inventată în 1912 de fizicianul scoţian C.T.R. Wilson. Vaporii suprasaturaţi din interiorul camerei se obţin printr-o destindere adiabatică/astfel încît raportul volumelor lor Vz şi Vx de după şi dinaintea acestei operaţii să îndeplinească condiţiile: 1,25 < y < —2 < 1,31, cînd centrii de con-VY y9 densare sînt ioni negativi, şi —< <1,31,cînd aceştiasînt ioni pozitivi; altfel, la trecerea unei particule, în cameră ar apare ceaţă continuă. Camera se compune dintr-o incintă în care mărirea volumului gazului poate fi realizată cu ajutorul fie al unui piston P (fig. 32), fie al unei membrane elastice, ale căror poziţii variază continuu sau intermitent. Pentru ca ionii prezenţi în incintă să nu provoace o ceaţă continuă, ei sînt colectaţi pe pereţii camerei care sînt puşi la o diferenţă de potenţial (U — fig. 32). Gazul de umplere îl formează de obicei fie vapori de apă, de alcool etilic sau metilic, fie un amestec al acestora. Traiectoria unei particule care a pătruns în cameră poate fi observată prin iluminare laterală şi fotografiată. în scopul analizării distribuţiei spaţiale a particulelor sînt utilizate aparate de fotografiat stereoscopice, iar pentru măsurarea energiei particulelor, camera este aşezată într-un cîmp magnetic deflector; măsurînd raza de curbură a traiectoriei sale, se poate determina impulsul particulei p = qrB (unde q este sarcina electrică, r — raza traiectoriei acesteia, iar B — inducţia magnetică). Pentru obţinerea unei sensibilităţi continue sau permanente, se construiesc camere de difuzie (Wilson) în care se realizează un gradient mare de temperatură. Capacul unei astfel de camere are o temperatură între -J-30 şi -f70°C, iar fundul este acoperit cu un strat de lichid, aflat la o temperatură între —30 şi — 70°C. în interiorul ei, vaporii circulă de sus în j.os — către regiunea mai rece—şi condensează în regiunea centrală a camerei, pe ionii produşi la trecerea particulelor încărcate. Precizia măsurătorilor în camere de difuzie este 45 CAPCANA inferioară celei obţinute cu alte tipuri de camere Wilson. candelă v. sistem de unităţi. cantitate de căldura, căldură. cantitate de electricitate, sarcină electrică. cantitate do iluminare v. expunere. cantitate de lumină (sau energie luminoasă, Q), mărime egală cu produsul dintre fluxul luminos mediu care constituie locul geometric al focalelor s situate pe axa optică (sau al punctelor de intersecţie a perechilor de raze învecinate de pe paralelele suprafeţei de undă) şi este un segment de dreaptă de-a lungul acestei axe, şi caustica (sau pînza) focalelor tangenţiale T, care constituie locul geometrie al focalelor t perpendiculare pe cele sagitale (sau al punctelor de intersecţie a perechilor de raze învecinate de pe meridianele suprafeţei de undă) şi este o suprafaţă de revoluţie în jurul axei optice. Intersecţia causticelor cu suprafaţa pe care cade lumina este reprezentată prin curbe diverse, cu puncte de întoarcere, consti- 49 tuind forme variate de manifestare ale aberaţiilor geometrice. cavitaţie, fenomen ce apare în lichide sub influenţa unor tensiuni interne, locale, sau a unor variaţii rapide şi puternice de presiune, constînd în formarea unor bule (cavităţi) de vapori în interiorul lichidului. Antrenate în regiuni ale lichidului cu presiune mare, acestea sînt comprimate şi dau naştere la şocuri ce pot produce coroziunea mecanică a suprafeţelor metalice cu care vin în contact. Fenomenul se produce, în cazul mişcării relative a unui lichid în raport cu un obstacol, sau al curgerii lichidelor prin duze, la turbinele hidraulice, elicele navelor, pompele centrifuge hidraulice (cavitaţie hidraulică), precum şi sub influenţa undelor ultrasonore suficient de intense (cavitaţie ul-trasonoră). Cavitaţia hidraulică este dăunătoare, producînd distrugerea pieselor respect ive. în schimb, cavitaţia ultrasonoră este un fenomen ce poate fi dirijat şi controlat, efectele sale putînd fi folosite. Variaţiile locale de presiune ce însoţesc propagarea unei unde ultrasonore duc la formarea unor goluri, cu predilecţie în punctele în care există particule în suspensie, bule de aer sau vapori etc., ce sînt imediat umplute cu gazele dizolvate în lichid sau cu vapori ai acestuia. în semiperioada următoare, în aceleaşi locuri în care au apărut bulele, în lichid iau naştere presiuni de ordinul IO3—IO6 at, ridicări locale de temperatură, descărcări electrice. în final, bula se distruge dînd naştere la o undă de şoc. Apariţia fenomenului este condiţionată de natura şi gradul de puritate al lichidului, de valoarea presiunii şi a frecvenţei undelor ultrasonore, iar efectele produse pot fi de natură mecanică, 49 CĂLDURĂ acustică, optică şi chimică. Efectele mecanice se datoresc în special presiunilor locale mari ce iau naştere şi, implicit, temperaturilor ridicate ce se dezvoltă în timpul comprimării adiabatice. Ele prezintă aplicaţii la perforatoare, curăţirea pieselor, placarea metalelor etc. Efectul acustic constă în emisia unui sunet alb şi a unor armonice ale frecvenţei excitatoare, dintre care prima este foarte puternică. Efectul optic, numit sono-luminescenţâ, constă intr-o emisie slabă şi de scurtă durată (10~8 s) de lumină ce apare cînd este depăşit pragul de intensitate acustică al cavitaţiei; intensitatea emisiei depinde de natura, temperatura şi viscozitatea lichidului şi creşte cu intensitatea acustică, atingînd un maxim. Efectele chimice constau în producerea sau accelerarea unor reacţii de oxidare, reducere, sinteză, polimerizare sau depolimerizare. cădere (liberă), mişcare uniform accelerată a corpurilor sub acţiunea propriei greutăţi, îndreptată de sus în jos, spre Pămînt. Forţa care produce mişcarea fiind G = mg (m este masa corpului), aceasta este uniform accelerată atît timp cît acceleraţia gravitaţională g se poate considera constantă (pentru diferenţe de nivel relativ mici), în consecinţă, legea vitezei este Kt2 v = gtţ iar a spaţiului h — -— . Prin eliminarea timpului între aceste două relaţii se obţine formula Gali lei: v — Vlgh. Dacă corpul porneşte cu o viteză iniţială pe direcţia şi sensul greutăţii, ecuaţiile devin: o ^2 v = + gt, h = v0t + > respectiv: W = V vo + 2gh. căderc d© tensiune, tensiunea electrică la bornele unui element consumator de energie al unui circuit electric. Diferenţa de potenţial între catodul unui tub de descărcare electrică în gaze şi marginea catodică a luminii negative se numeşte cădere catodică. în cazul în care suprafaţa catodului nu este acoperită în întregime de către descărcarea luminescentă, aceasta poartă numele de cădere catodică normală. Ea nu depinde de intensitatea curentului de descărcare şi nici de presiunea gazului, pînă la presiuni de ordinul cîtorva zeci de torri. Este deci o constantă caracteristică materialului catodului si gazului utilizat, rămînînd aceeaşi cît timp starea suprafeţei catodice şi compoziţia gazului nu suferă modificări. într-o descărcare electrică al cărui catod este complet acoperit de descărcare, căderea catodică este anormală. Ea creşte odată cu creşterea intensităţii curentului de descărcare, în timp ce grosimea spaţiului întunecos catodic (Hittorf sau Crookes) scade. căldură (sau cantitate dc căldură, Q), variaţia energiei interne a unui sistem, determinată numai de variaţia parametrilor interni ai sistemului. în interacţie cu exteriorul, un sistem termodinamic îşi modifică energia sa internă fie prin variaţia parametrilor externi, fie prin variaţia parametrilor interni. Cînd variază parametrii externi, sistemul schimbă lucru mecanic cu exteriorul, iar la variaţia celor interni, între sistem şi mediul externare loc un schimb de căldură. După cum schimbul de căldură are loc la temperatură constantă sau variabilă, căldura este latentă 4 CĂLDURĂ 50 sau sensibilă. Unitatea de măsură în SI este joule-ul; unităţi tolerate: caloria şi kilocaloria. căldură atomică, căldură necesară unui atom-gram dintr-un element pentru a-şi ridica temperatura cu un grad. V. căldură molara. căldură de ardere (sau de combustie), putere calorifică. căldură latentă, căldură dezvoltată la trecerea unităţii de masă dintr-o fază în alta* în condiţii de temperatură şi presiune constante, în funcţie de transformarea de fază, căldura latentă poate fi: de condensare, de solidificare, de sublimare, de topire sau de vapori-zare. căldură molară (C), mărime definită în raport cu transformarea pe care o suferă sistemul considerat, numeric egală cu căldura necesară unui mol dintr-o substanţă pentru a-şi ridica temperatura cu un grad. Unităţile de măsură folosite sînt: cal/molgrd, J/mol-grd; în SI este utilizată căldura kilo-molară, a cărei unitate de măsură este joule-ul pe kilomol-kelvin. Căldurile molare utilizate atît în teorie cît şi în practică sînt cele care intervin în transformările la volum constant (Cy) şi la presiune constantă (Cv). în cazul gazului ideal, căldura molară la volum constant este egală cu derivata parţială a energiei interne U în raport cu temperatura: MS),- Energia internă U a gazului ideal are expresia: u = — RT, 2 unde i este numărul gradelor de libertate ale unei molecule, R — constanta universală a gazelor, iar T — temperatura gazului. Ţinînd seamă de această expresie, prima relaţie devine: Cv = — R. 2 Căldura molară la presiune constantă este dată de formula Mayer: Cp — Cy + R şi substituind, se obţine: Pentru studiul experimental al căldurilor molare ale gazelor, este utilă cunoaşterea exponentului adiabatic: Cp x = —- • Cy în cazul gazului ideal monoato-mic, cînd i = 3, rezultă următoarele valori teoretice: Cy = — R, Cp = — r de unde 2 2 x = 1,66. în cazul gazului ideal biatomic (i = 5), se obţin valorile teoretice: 5 7 Cy = — R, Cp — — R, de unde 2 2 x = 1,4. Deci, în cazul gazului ideal, căldurile molare şi exponentul adiabatic nu depind de temperatură. Determinările experimentale au arătat că, la temperatura de 20°C, valorile acestor mărimi sînt foarte apropiate de cele teoretice (tabelul 2), dar prezintă o variaţie destul de pronunţată cu temperatura. 51 căldura Tabelul 2 Gazul He H2 O, Cy oal/mol • grd cal/mol-grrd 2.98 4,87 4.99 5,00 6,87 6,90 1.67 1,41 1,40 în fig. 37 este redată variaţia, într-un interval larg de temperatură, a căldurii molare la volum constant a hidrogenului; această comportare este explicată în teoria cuantică a căldurilor molare. La temperaturi înalte, valoarea căldurii molare este determinată de mişcările de translaţie, rotaţie şi vibraţie a moleculelor. Pe măsură ce temperatura coboară, mişcarea de vibraţie şi apoi (la 40 K) mişcarea de rotaţie încetează, sub această temperatură moleculele pre-zentînd doar mişcare de translaţie, în apropiere de zero absolut încetează orice mişcare termică, iar căldura molară tinde către zero. Energia internă a gazului real poate fi exprimată în funcţie de temperatură şi volum: U=f(T,V). Căldura molară într-un proces oarecare se calculează cu ajutorul relaţiei: dr Cu ajutorul principiului I al termodinamicii (v.), această relaţie devine: dU + pdV dT în care,.înlocuind diferenţiala energiei interne du = (— I dT+ f—) dV, l 3T)v {dVjT se obţine pentru căldura molară expresia: pentru V — const rezultă căldura molară la volum constant: Cy -ea- iar pentru p = const — căldura molară la presiune constantă: Ml Mărimile care intră în această relaţie se pot determina experimental, cu excepţia derivatei (—) . Se poate arăta însă că dVjr {dVjT [stJv şi se obţine: Cp= Cv + T {*-£-] , 4* CĂLDURĂ sau: în teoria clasică a corpurilor solide, nodurile unei reţele cristaline sînt aproximate cu oscilatori armonici, pentru descrierea mişcării cărora se folosesc trei grade de libertate. Legea echipartiţiei energiei atribuie, în medie, fiecărui grad de libertate energia 1 — kT, unde k este constanta lui 2 Boltzmann, iar T — temperatura absolută a corpului. Energia cinetică medie a oscilatorului are, 3 deci, valoarea — kT si este egală 2 cu energia potenţială medie, iar energia totală a sa este: w = — kT = 3 kT. 2 Energia internă a unei cantităţi de substanţă de un atom-gram va fi egală cu: U = 3 NAkT = 3 RT, unde Na este numărul Avogadro; deci căldura atomică este: Gunoscînd R « 2 cal/atom-g • grd, rezultă formula empirică: Cy = 52 = 6cal/atom-g-grd, valoare independentă de natura substanţei şi de temperatură (regula sau legea Du-long-Petit). Tabelul 4 cuprinde valorile căldurilor atomice ale cî-torva substanţe la temperatura obişnuită ; seobservi ca diamantul, siliciul, borul* se abat sensibil de la valoarea impusă de regula Dulong-Pet.it. Pentru corpurile solide biatomice se obţine valoarea Cy = 2 • 3R ^ 12 cal/mol* grd, pentru cele triatomice, Cy = 18 cal/mol* grd, pentru compuşii te-traatomici, Cy = 24 cal/mol • grd ş.a.m.d. Aceste rezultate pot fi stabilite şi pe baza legii Joule-Kopp, conform căreia căldura molară a unei substanţe solide compuse este egală cu suma căldurilor atomice ale elementelor componente. La temperatura obişnuită, legea Joule-Kopp este verificată în cazul multor substanţe (v. tabelul 3). Tabelul 3 Substanţa CuO NaCl BaC], Cy, în ţcal/ mol • grd 11,3 12,1 18,6 Determinările experimentale ale căldurii molare la diferite temperaturi stabilesc nu o valoare constantă, conform teoriei, ci o anumită variaţie cu temperatura Tabelul 4 Substanţa Al C (diamant) Cd Si Zn B Cy, în cal/atom-g* • grd 6,14 1,85 6,11 4,67 6,10 2,51 CELULA 300 4007(K) Fig. 38 (fig. 38), iar în apropiere de zero absolut căldura molară tinde să se anuleze. O teorie cuantică ce explică această variaţie a fost elaborată de A. Einstein. Conside-rînd nodurile reţelei drept oscilatori armonici cuantificaţi şi independenţi, cu o singură frecvenţă de oscilaţie, Einstein stabileşte formula: Cy == 3 R hv (f)' (eo/r_i)2 unde 0 = ~ este temperatura caracteristică, iar v — frecvenţa oscilatorilor. Formula pune în evidenţă dependenţa lui Cy de temperatură şi verifica datele experimentale în cazul temperaturilor ridicate. O teorie cuantică în acord cu datele experimentale la temperaturi joase a fost emisă de P. Debye, care consideră cristalul ca fiind un sistem de oscilatori cuplaţi ale cărui mişcări sînt cuantificate şi au un întreg domeniu de frecvenţe, obţinînd: 5 0 U) unde 0 = hV'Yinx j. -------- se numeşte tem- peratură caracteristică (sau Dt-% ^<0, iar vmax este frecvenţa maximă a sistemului de oscilatori cuplaţi. Ambele teorii cuantice nu ţin seamă de contribuţia, însemnată în cazul metalelor, a mişcării electronilor la valoarea căldurii molare Cy. In apropiere de zero absolut, această contribuţie tinde să se anuleze, deci rezultatul rămîne acelaşi, Cy tin-zîud către zero. căldură redusă v. ciclu Carnot. căldură sensibilă, căldură absorbită sau cedată de un corp la variaţia temperaturii sale cu un grad. După cum masa corpului este egală cu un gram, un atom-gram sau un mol, căldura este specifică, atomică sau molară. căldură specifică (c), mărime fizică egală cu cantitatea de căldură necesară unităţii de masă a unei substanţe pentru a-şi ridica temperatura cu un grad. Cînd transformarea sistemului considerat are loc sub volum constant, se defineşte căldura specifică la volum constant cy. Dacă transformarea se petrece sub presiune constantă se defineşte căldură specifică la presiune constantă cp. între căldurile molare şi cele specifice există relaţiile: Cy . Cp cy — şi cp = -z . [L \L în care (x este masa molară a sub- stanţei respective. Celsius, Anders (1704—1744), astronom şi fizician suedez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Stock-holm. Cunoscut pentru scara ter-mometrică centezimală care îi poartă numele. V. termometrie. celulă elementară v. cristal. celula celulă fotoelectrică v. efect fotc-clectric. celulă Kerr v. efect Kerr. centrifugă, aparat pentru separarea componenţilor de densităţi diferite ai unui amestec eterogen, cu ajutorul forţei centrifuge. în jurul unei axe (orizontale sau verticale), un vas al aparatului cu conţinutul de separat se roteşte cu turaţii pînă la 60 000 rot/min (ultrace’n-trifuge). Astfel de aparate pot fi cu sită — cînd se elimină lichidul dintr-o suspensie reţinîndu-se particulele solide, sau fără sită —cînd se separă lichide eterogene. centru de forja v. forţă centrală. «entru de greutate v. centru de masă. -centru de masă, punctul în care este aplicată rezultanta forţelor de gravitaţie ce acţionează asupra particulelor din care este alcătuit un corp. Poziţia sa nu depinde de masa corpului, ci de distribuţia de masă a lui. în cazul corpurilor omogene, de formă geometrică regulată (ex.: cub, sferă, cilindru, paralelipiped etc.), centrul de masă coincide cu centrul lor de simetrie. Mişcarea de translaţie a unui corp poate fi studiată ca o mişcare a centrului său de masă, în care este concentrată întreaga masă, şi care este supus rezultantei forţelor ce acţionează asupra corpului. Coordonatele de poziţie ale centrului de masă sînt: S^Am* A; —--------> M tn care y\ şi zi sînt coordonatele de poziţie ale elementului de masă Am* al corpului şi M — masa 54 întregului corp; vectorul de poziţie p al centrului de masă este dat de relaţia: p = — C rdm, M ) în care M este masa totală a corpului, dm — masa unui element de volum a cărui poziţie este dată de vectorul r, integrarea efectu-îndu-se asupra întregului corp. Dacă un corp se află în cîmpul gravitaţional terestru, forţele de gravitaţie elementare nu sînt altceva decît greutăţile particulelor componente, iar punctul de aplicaţie al rezultantei lor poartă numele de centru de greutate. Cerenkov, Pavel Alekseevici (n. 1904), fizician sovietic. A descoperit (1934) un fenomen ce îi poartă numele (v. efect Cerenkov). Contribuţii la construcţia acceleratoarelor de electroni şi la studiul reacţiilor fotonucleare. Premiul Nobel (1958). CGS v. sistem de unităţi. Chadwick [ceduic], James (n. 1891), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. Cercetări în domeniul radioactivităţii şi fizicii nucleare. în anul 1932 a descoperit neutronul. Premiul Nobel (1935). chemiluminescenţă v. luminescen-ţă. clclotron, accelerator ciclic rezonant (nerelativist) pentru particule grele pozitive ca: protoni, deuteroni, particule a şi ionii altor atomi. A fost inventat de E.O. Lawrence. Se compune (fig. 39) din două cavităţi în formă de jumătăţi de cilindru plate vidate în interior, A şi B, numite duanţi (sau deuri), alimentate de la o sursă de tensiune alternativă 65 C1CLOTRON 4i 1 -w -----------------------------------------------1d _0///MII'A Q— -------- -----------------L L' \ f \\\ \ I f//*' \\\H ///_____ Fig. 39 (de IO4—IO5 V) şi aşezate într-o incintă vidată (aprox. 10“6 Torr); aceasta se află într-un cîmp magnetic constant N—S, perpendicular pe suprafaţa duanţilor (fig. 40). Un ion generat de sursa aflată în centrul ciclotronului este accelerat în cîmpul electric din spaţiul dintre duanţi, traiectoria sa* în interiorul acestora fiind circulară, de rază din ce în ce mai mare. După scurgerea intervalului de timp At = — (în care m este qB masa ionului, q — sarcina acestuia, iar B — inducţia magnetică), ionul ajunge din nou în spaţiul de accelerare. Deoarece perioada de rotaţie a ionului nu depinde de viteza cu care se mişcă, în fiecare duant ionul accelerat rămîne acelaşi interval de timp At. Dacă polaritatea pe duanţi se inversează tot în Att adică perioada de rotaţie a ionului coincide cu perioada generatorului de alimentare, ionul va fi din nou accelerat; astfel, condiţia de rezonanţă a ciclotro- Fig. 41 nu lui este: T — Tq = —^ * qB Variaţia cu viteza a masei ionului putînd fi neglijată, energia căpătată de acesta la sfîrşitul unui ciclu de accelerare este dată de relaţia: W = — = —--r° » unde 2 nt 2 m rQ este raza maximă a traiectoriei. Deoarece într-o perioadă ionul trece de două ori prin spaţiul dintre duanţi întîlnind tensiunea de accelerare Vlt razele orbitelor variază după legea .unde este numărul de treceri prin spaţiul dintre duanţi, iar k — o constantă numerică. Cele două cîm-puri, electric şi magnetic, asigură şi focalizarea ionilor acceleraţi în ciclotron (fig. 41 şi, respectiv, fig. 42). Pentru conservarea fasciculului este necesar ca amplitudinea de oscilaţie a secţiunii (fasciculului) să fie mai mică decît ju- is, II ! 1111 | I I 4n+H+Hj]-;-f !,"!!iii!f!/j/^/7! i CICLOTRON 66 mătatea înălţimii interioare a duun-ţilor. Cu creşterea razei traiectoriei, secţiunea fasciculului se micşorează, concentrîndu-se în jurul planului de simetrie. La începutul ciclului de accelerare, focalizarea este asigurată de cîmpul electric, iar la sfîrşit — de cîmpul magnetic. Extracţia particulelor se realizează prin deflexie electrostatică, cu ajutorul unui condensator plasat de-a lungul ultimei orbite, ce produce un cimp electric radial. Energia protonilor şi a deutero-nilor acceleraţi în ciclotroanele cu frecvenţă constanta atinge valoarea de 20 — 25 MeV, a particulelor a — de 48 MeV, iar a ionilor de azot (N+++) — de 160 MeV. Este utilizat la producerea radioactivităţii artificiale şi la studiul structurii nucleului atomic. ciclotron cu frecvenţă modulată, fazotron. ciclotron de electroni, microtron. ciclu, totalitatea stărilor succesive prin care trece un sistem fizic într-o transformare ciclică, starea finală fiind identică cu cea iniţială. ciclu Bethe v. fuziune. ciclu Cftrnot (sau ideal), ciclu teoretic, reversibil, de transformări prin care trece un gaz, constînd din patru transformări dintre care, două izoterme şi două adiabatice. în reprezentarea în coordonate p-V a acestui ciclu (fig. 43) curbele 1-+2 şi 3-+4 sînt izoterme, iar 2-+3 şi 4->l sînt adiabate. într-o maşină termică care funcţionează urm în d un ciclu Carnot, o anumită masă de gaz (ideal) trece prin transformările dacă ciclul este parcurs în sens invers, ^ atunci maşina este frigorifică. în timp ce maşina termica cedează un lucru mecanic exteriorului consumînd o cantitate de căldură, cea frigorifică cedează căldură exteriorului, consumînd un lucru mecanic. Maşina termică este în contact cu un izvor de căldură de la care primeşte căldură la temperatura 7\. în transformarea izotermă 1-+2 gazul se destinde, cedînd în exterior un lucru mecanic egal cu cantitatea de căldură primită (dar de semn schimbat): A Z12 = - A Q12 = -A Qlm în transformarea adiabatică 2-*3, maşina cedează un lucru mecanic AL23, iar în cea izotermă 3->4 gazul este comprimat, iar maşina primeşte din exterior un lucru mecanic egal (în valoare absolută) cu cantitatea de căldură cedată de maşină izvorului rece, aflat la temperatura T2: AZ34 = —A Q34 = — A Q2. Apoi gazul este comprimat în transformarea adiabatică 4-+1, maşina primind lucrul mecanic AL4l. în decursul celor patru transformări care constituie ciclul Carnot, lucrul mecanic total schimbat de maşină cu mediul exterior: AL = AL12 — AZr23 AZ/34 -f- + al41 5? CICLU este numeric egal cu aria limitată dc ciclu. Randamentul maşinii termice se defineşte ca raportul dintre acest lucru mecanic şi cantitatea de căldură A^ primită de gaz de la izvorul cald : AL AQ,' Deoarece pentru cele două transformări adiabatice din cadrul ciclului AL23 = A£41, prin substituirea lui AL se obţine: -- AjLjo "f AL34 7) =S - AQ, AQ1 - AQ2 A Q1 Conform acestei expresii, din întreaga cantitate de căldură primită de la izvorul cald doar o parte, AQ, — AQ2, este transformată în lucru mecanic (AQ2 fiind cedată izvorului rece). Ţinînd seamă de expresia lucrului mecanic într-o transformare izotermă, rezultă: = 1 _ A0.2 ^ 11 AQ, — — — RTZ ,n — ix Vţ 1* Vt MrTi la£ V- Vi Din ecuaţia de stare a gazului ideal se cunoaşte v1 v4 şi, simplificînd relaţia precedentă, se obţine expresia matematică a randamentului ciclului Carnot: Ti-T* Tx Fig. 44 Conform teoremei Carnot, randamentul unei maşini termice ideale, care funcţionează ciclic, nu depinde de agentul termic considerat, ci numai de temperaturile 1\ şi T2 ale surselor de căldură. Atingerea randamentului (maxim) teoretic nu este realizabilă în practică. Din relaţiile anterioare se obţine: AQX __ Ap_2 Tx ” ' sau, în general: Mărimea A5 este adiabatică (tim- ftft Fig. 46 pul 3), gazele arse fiind destinse, pentru ca apoi să fie răcite în transformarea izocoră în sfîrşit, în transformarea izobară 2-+1 (timpul 4) gazele arse sînt evacuate, apoi ciclul se reia. Aria cuprinsă între cele patru curbe (a-diabate şi izocore) este numeric egală cu lucrul mecanic transmis de motor mecanismelor exterioare prin intermediul arborelui cotit. Acest tip de motor este larg utilizat în construcţia automobilelor. ciclu pe secundă, hertz. cinematică, capitol al mecanicii care se ocupă cu studiul mişcărilor corpurilor, cercetînd traiectoriile, vitezele, acceleraţiile lor etc., fără a ţine seama de cauzele care produc sau modifică aceste mişcări. cinescop (kinescop), tub catodic de construcţie specială, folosit pentru reproducerea imaginilor în televiziune. De regulă, imaginea este observată direct pe ecranul fluorescent al tubului, dar există şi cinescoape la care imaginea de pe ecranul fluorescent este proiectată pe un ecran de observaţie. In interiorul tubului catodic se află un tun electronic, un elec-trodmodulator (de obicei cilindric), anozi şi ecranul fluorescent. Fasci- CINESCOP cuiul electronic accelerat produs-de tunul electronic este deviat pe direcţia orizontală de către dispozitivul (bobinele sau plăcile) de deflexie şi parcurge („baleiază‘7 astfel ecranul fluorescent după linii orizontale de la stînga spre dreapta, de sus în jos. Intr-un timp foarte scurt (de 1/25 sau. 1 /30 s) întreg ecranul este explorat în linii succesive, după care urmează o nouă explorare; pe retina ochiului observatorului se formează astfel 25 sau 30 imagini succesive (numite cadre) ale ecranului luminos care, datorită inerţiei fiziologice a organului vizual/dau senzaţia unei singure imagini. Luminan-ţa ecranului produsă prin bombardare electronică nu va fi aceeaşi în orice punct, ea depinzînd de intensitatea fasciculului electronic. Modularea în intensitate a fasciculului este realizată în conformitate cu luminanţa diferitelor puncte ale obiectului televizat, de către dispozitivul de modulare, aflat la staţia de emisie (în faţa camerei de iuat vederi). în cinescop are loc operaţia de sinteză cadru cu cadru a imaginii, opusă operaţiei de analiză efectuată de către iconoscop. Transmisia imaginilor între staţia de emisie şi cea de recepţie se realizează prin unde electromagnetice (ultrascurte) modulate în amplitudine. Pentru obţinerea sincronismului deplasărilor fasciculului electronic din cinescop cu deplasările fasciculului din iconoscop, împreună cu semnalul modulator se mai transmit încă două semnale: unul marchează începutul unui nou rînd orizontal, iar celălalt — începutul unui nou cadru. Ginescopul destinat obţinerii imaginilor în alb-negru are un singur fascicul electronic, iar ecranul este acoperit cu o substanţă luminescentă avînd un spectru de emisie apropiat de CIOCNIRE 60 spectrul luminii albe. Cinescopul utilizat în televiziunea în culori prezintă o construcţie mai complicata, avînd trei tunuri electronice (trei fascicule electronice), iar ecranul este alcătuit dintr-un mozaic de grupuri de cîte trei elemente fotosensibile punctiforme (alăturate), fiecare element gene-rînd una dintre culorile roşu, verde sau albastru. Fasciculele electronice sînt modulate în mod independent de către semnalele corespunzătoare celor trei culori transmise de staţia de emisie, unde se află obiectul (colorat). Pentru ca fiecare fascicul electronic sa cadă numai pe elementele sensibile la culoarea primară „pur-tată“ de el, în faţa ecranului fluorescent se află o masca avînd un mare număr de orificii, egal cu numărul grupurilor triunghiulare de elemente fluorescente de pe ccran. ciocnire 1. Contactul brusc şi de scurtă durată a două sau mai multe corpuri, urmat în general de modificarea vitezelor şi a direcţiilor lor de mişcare. într-un astfel de proces, impulsul total se conservă. Ciocnirile centrale (acelaşi suport de mişcare) a două corpuri sferice pot fi: neelastice, cînd corpurile capătă o deformaţie permanentă, şi elastice, cînd ele nu se deformează în urma ciocnirii. Considerîndu-se două bile (fig. 47) care se mişcă uniform în acelaşi sens, pe direcţia ce uneşte centrele lor, cu masele mx şi m2 şi vitezele \x şi v2 (v^ v2), după ciocnire acestea vor avea vitezele uXi respectiv u2. în cazul ciocnirii elastice, neavînd loc nici o deformare permanentă, energia cinetică totală a sistemului se conservă, de asemenea. Cele două legi de conservare se pot scrie sub forma: mxTx + m2r2 = mx + m2u2 Şi 2 2 2 2 m\Vl . m2v2 _ m, ui , m2n2 2 2 ~ ’ de unde: __ o mivi + m2V2 ui — L----------— — vx f mx + m2 „ __ o mivi + m2v2 u2 _ 1--------------------— v . mx + m2 Raportul —---------^ poartă numele de “ Vi coeficient de restituire (sau de elasticitate la ciocnire, e) şi, în acest caz, este: e = 1. Dacă ciocnirea este plastică, în urma ei bilele se mişcă cu aceeaşi viteză u, calculabilă cu ajutorul legii conservării impulsului: miXl + >?*2V2 = imi + w2)u, iar coeficientul de restituire e = *'l ~ Uo =------------- = 0, caci ux = u2. Energia consumată pentru deformare se obţine din legea de conservare a energiei, «1 de unde: AW _ m1mi{vl-v2)î 2(m1+ma) care, de obicei, se transformă în energie calorică. în cazul cel mai general al ciocnirii neaîastice, cînd energia cinetică au se conservă, iar după ciocnire bilele au vitezele diferite ux şi u2 (ciocnire naturală), 0 in cazul particular cînd vitezele iniţiale şi v2 sînt paralele, cele două legi scrise sub formă scalară devin: m^ux + m2vz =m ^ cosa -f- m2v*4 cos 3 CIOCNIRE 0 — mxvi sina sinjâ mxv{ m2v\ _ 2 2 = mĂ1 -l 2 1 2 ^ * In cazul ciocnirii neelastice (AW =ţ= 0) pentru un unghi a dat, energia cinetică totală de translaţie a sistemului nu poate varia cu o cantitate AW mai mare decît valoarea limită: AWlin=4- 4^ ■*-. 1 2[l unde (x este masa redusă a sistemului format de cele două particule, u este viteza centrului de masă al sistemului, dată de expresia: m{Vi -f w9v0 u-----------------“ > m1 -f m2 iar \r — — y2 esle viteza Io relativă. Se observă că pentru a = iz (ciocnire neelastică centrală) din care rezultă că energia maximă ce poate fi pusă la dispoziţie pentru schimbarea stării interne a uncia sau a ambelor particule ce interacţionează este energia cinetică a* mişcării lor relative. în cazul în care această valoare limită maximă este mai mică decît er*ergia minimă necesară variaţiei energiei interne a unei singure particule, ciocnirea nu va putea fi decît elastică. De exemplu, la ciocnirea electronului de masă mt cu un atom de masă m2 considerat în repaus (v2 = 0), energia maximă rezultantă într-un pro- CIOCNIRE ces neelastic este egală cu energia cinetică m1vl/2 a electronului (deoarece [l = mlt iar vr = Vj). La ciocnirea neelastică a doi atomi de mase aproximativ egale [ml = = m2 = m), jx = m/2, deci poate rezulta cel mult jumătate din energia cinetică a mişcării lor relative: — . în cazul ciocnirii elastice (APF = 0) dintre o particulă de masă m1 neglijabilă faţă de m2 (ex. electron-atom), mărimile v±, V2, p sînt date de următoarele expresii: [i — ~ (1 — cosa)] n - «i ^-J/2(1- cosa) tg P = tg a/2. Ciocnirea elastică a particulelor de mase sensibil egale (ex. doi atomi de acclaşi tip) este caracterizată de relaţiile: — i^cos a V2 = vx sin a Există cazuri în care între cei doi parteneri pot avea loc atît procese elastice cît şi neelastice. Astfel, electronii rapizi pot interacţiona cu atomii şi moleculele fie elastic, fie neelastic (la excitare şi ionizare), în timp ce între doi electroni nu pot avea loc decît ciocniri elastice. în cazul unui ansamblu de particule (ex. un gaz atomic), studiul ciocnirilor este expus în mecanica statistică, în care se introduce noţiunea de secţiune eficace (v.). în teoria clasică a ciocnirilor, fiecare particulă are o traiectorie bine determinată, dată 62 de legile mecanicii clasice, coordonata şi impulsul săli avînd simultan valori determinate cu precizie. în teoria cuantică a ciocnirilor, momentul impulsului este cuantificat, iar problema de bază este determinarea probabilităţii ca o particulă să aibă, după ciocnire* anumite valori pentru impulsul şi energia sau coordonatele sale. ciocnire neelastică (le genul întii (sau directă), ciocnire (2) neelastică ce se caracterizează prin schimbarea stării cuantice a cel puţin uneia dintre particulele ce* in Ier acţionează în procesul de ciocnire, în urma căreia creşte energia internă a acestora: Wţmai — Winiţiai > 0. Un exemplu de astfel de ciocnire este excitarea unui atom neutru Xprin ciocnire electronică: e* + X -> e -f X*, unde X* este atomul excitat de —► către electronul rapid e, iar c — electronul lent, după ciocnire. Alte exemple sînt: ionizarea pri» ciocnire electronică e* + X -► X+ + 2e, prin ciocnire cu ioni pozitivi X+ + Y -* X+ + Y+ -|- e, unde Y este particula neutră cioc. ni tu de ionul rapid 3c+; fotoexci-tarea hv + X -> X*, şi fotoionizarea Av + X -► X+ + e. ciocnire neelastică de genul al! doilea, ciocnire (2) neelastică în urma căreia o parte din energia internă a particulei ţintă se transformă în energie cinetică şi #3 CIRCUIT internă a particulei proiectil. De exemplu, la ciocnirea dintre un atom sau o moleculă excitată X* şi un electron e, energia de excitare se transformă în energie cine- Ucă a electronului e, iar schema interacţiei dintre aceste două particule este: X* + e->X + e 5 o astfel de ciocnire, în urma căreia energia cinetică a electronului creşte, poartă numele de ciocnire su-praelasticâ. La ciocnirea între două molecule sau doi atomi, energia de excitare a uneia din particule se poate transforma în energie cinetică, de excitare (a nivelelor electronice, de vibraţie sau de rotaţie), de ionizare sau de disociere, a celeilalte particule. O consecinţă a ciocnirilor de acest gen, cînd nivelul de excitare a unei particule dintr-un amestec de două gaze este superior unui nivel de excitare a celeilalte particule din amestec, este apariţia fenomenului de fluorescenţă sensibilizată. Fenomenul de micşorare a potenţialului de aprindere a descărcării într-un gaz, dacă în spaţiul de descărcare sînt prezente urme ale unui alt gaz avînd energia de ionizare mai rnică decît (sau egală cu) e-nergia de excitare a unui nivel energetic (de obicei metastabil) al gazului de bază, poartă numele de efect Penning. Ciocnirile de genul II duc la creşterea numărului de purtători de sarcină din spaţiul de descărcare şi, deci, la creşterea coeficientului de ionizare a, aceasta produciBjî micşorarea potenţialului de aprindere Vapr a descărcării, conform relaţiei: unde E este intensitatea cîmpului electric, iar y — randamentul electronic al catodului. Astfel, potenţialul de aprindere în neon (cu nivelul metastabil Vmet = 16,5 V) se micşorează în prezenţa unor urme de mercur (Vicnizare = 10,4 V) sau argon (Vionizare = 15,7 V). V. emisie secundară. Cior&scu, Florin (n. 1915), fizician român. M. coresp. al Acad. Cercetări în domeniile metrologiei radiaţiilor şi fizicii corpului solid. circuit electric, sistem de medii prin care poate circula curentul electric furnizat de o sursă de alimentare (v. legea Ohm şi legile Kirchhoff). Circuitul electric în curent alternativ constă dintr-un sistem de condensatori, bobine şi rezistenţe, fiind capabil să întreţină oscilaţii ale curentului electric. în circuitul serie BLC (fig. 48) I- -AAAAV— /- Vg sin 6)t Fig. 48 sînt legate în serie o rezistenţă (ohmică) R, o inductanţă L şi o capacitate C. Dacă la capetele acestui circuit se aplică o tensiune alternativă V = V0 sin cot, conform legii a doua a lui Kirchhoff rezultă: IR -\- Vq -\- L — = Fq sin ot. CVc = Tg). Ionizarea gazului din coloana pozitivă este întreţinută de către ciocnirile electronilor cu atomii gazului. Componenţa radială a cîmpului electric este legată de deplasarea spre pereţi a ionilor pozitivi şi electronilor (difuzie ambipolară), care duce la formarea unui strat de sarcină spaţială negativă lîngă peretele izolator al tubului. Energia electrică W, consumată pe unitatea de lungime a coloanei, se transformă în energie radiantă Wr emi- COLORIMETRIE să de unitatea de lungime, în căldură Qv disipată în volumul descărcării şi în căldură Qp disipată la pereţi: W=wr + Qv+ Qp. Cu creşterea presiunii, temperatura gazului ca şi cea a ionilor pozitivi creşte, tinzînd să devină egală cu temperatura electronilor; deci, la presiune înaltă, coloana pozitivă tinde către echilibrul termic, înde-părtîndu-se de pereţi şi devenind filiformă. colorimetrie, metodă de analiză cantitativă a substanţelor colorate în soluţii, bazată pe legea Beer (v. extincţie). Notînd cu I0 intensitatea luminii incidente, iar cu Jj şi I2 intensităţile după ce lumina a străbătut distanţele xx şi xz prin soluţiile de concentraţii cx şi c2 ale substanţei date, caracterizată prin coeficientul de extincţie e, se obţine: /, = /„ e-20'*1 h = h e~zc*x* ; dacă Ix — /2, rezultă: Cu ajutorul colorimetrului (fig. 52) se pot determina concentraţiile soluţiilor prin măsurarea distanţelor xx şi x2, folosind relaţia precedentă. în figură, 1 şi 2 sînt cuvele cu soluţii de concentraţii cx şi c2. Corpurile de sticlă transparentă 3 şi 4 delimitează straturile xx şi x2 străbătute de lumina reflectată difuz de suprafaţa mată 7. Cele două fascicule sînt aduse în ocularul 6 cu ajutorul unei prisme cu reflexie totală 5. Observatorul va vedea două plaje luminoase adiacente; prin deplasarea prismelor 3 şi 4 se realizează egalitatea stră- 7# lucirilor celor două plaje. Folosind o soluţie etalon de concentraţie cunoscută, formula obţinută mai sus permite determinarea celeilalte concentraţii. coma, aberaţie geometrică a unui sistem optic,' constînd în formarea unei imagini în formă de cometă pentru un obiect punctiform, depărtat de axa optică. complianţâ v. oscilaţie amorţi-zantă. eompresibilitate, proprietate a corpurilor de a-şi micşora volumul la creşterea presiunii exterioare. compresiune, proces de micşorare a volumului unui corp sub acţiunea unor forţe sau presiuni exterioare. V. coeficient de compresiune, defor-maţie elastică. Sin. comprimare. conccntraţie (c), mărime ce caracterizează soluţiile (sau amestecurile), egală cu raportul dintre cantitatea (masa, volumul, numărul de molecule etc.) de component şi cea de solvent sau de soluţie (amestec); se exprimă, de obicei, în procente. 71 concordanţă de fază v. oscilaţie. condensare, transformare de fază de speţa întîi în urma căreia un corp trece din stare gazoasă în stare lichidă, prin coborîrea temperaturii sau prin comprimare. condensator (electric), sistem de doi conductori (armături) separaţi printr-un dielectric, avînd capacitatea de a înmagazina o anumită cantitate de electricitate. Este folosit ca acumulator de sarcină electrică sau ca element principal al circuitelor de curent alternativ, iar caracteristica sa esenţială este capacitatea electrică (v.). După forma armăturilor sale, condensatorul poate fi plan, sferic sau cilindric. Condensatorul plan este format din două plăci plan-paralele aflate la o distanţă d mult mai mică faţă de dimensiunile lor liniare ; notînd cu S suprafaţa uneia dintre ele, capacitatea electrică a condensatorului este: CONDENSATOR Fig. 53 c = iS e fiind permitivitatea mediului dintre armăturile sale. Condensatorul sferic, cu armături sferice concentrice de raze rt şi r2 (^<7*2), are capacitatea electrică dată de relaţia: 47rer1r2 Condensatorul cilindric, alcătuit din doi cilindri coaxiali de raze rx şi r2 (r1 cos at = dt = I0 sin I tot + condensor, sistem optic convergent, avînd rolul de a concentra într-un punct un fascicul de lumină cu secţiune cît mai mare. Este alcătuit din mai multe lentile convergente. Se foloseşte ca dispozitiv auxiliar mai ales la microscoape şi în aparatele de proiecţie. In figurile alăturate este ilustrat rolul condensorului la un aparat de proiecţie pentru diapozitive. în absenţa acestuia (fig. 55), obiectivul O al aparatului poate proiecta pe un ecran numai regiunea diapozitivului D cuprinsă între punctele .MşiiV; introducerea condensorului (fig. 56) permite proiecţia unei regiuni mult mai întinse, cuprinsă între punctele M' şi N\ în plus deschiderea a' a fasciculului de lumină util este mai mare decît deschiderea a din primul caz. Deci, intensitatea curentului prin condensator este în avans (de fază) fată de tensiune cu —. Mărimea 2 0 este amplitudinea intensităţii curentului, egală cu: I0 = CV0(x> — = — — unde Xq este reactanta XC capacitivă. 73 CONDUCTIBILITATE condiţia Abbe a sinusurilor v. aplanetism, mărire unghiulară. condiţia Wideroe v. betatron. condiţie de omogenitate v. sistem de unităţi. condiţii fizice normale, condiţii în care se. află corpurile cînd presiunea şi temperatura au valorile 1,01325- IO5 N/m2 şi, respectiv, 273,15 K. conductanţă (G), mărime definită în curent continuu ca fiind egală cu inversul rezistenţei şi, în curent alternativ, ca produs dintre admi-tanţă şi factorul de putere. Unitatea de măsură în SI este siemensul denumit, uneori, unu pe ohm (al cărui simbol este mho). conductibilitate electrică, proprietate a unor corpuri de a fi străbătute de curent electric sub acţiunea unei tensiuni electrice continue aplicate din exterior. V. conductivitate. conductibilitate termică, proprietate a. corpurilor de a mijloci transportul de căldură de la o regiune cu temperatură ridicată spre o regiune cu temperatură coborîtă. Dacă se consideră un corp în masa căruia, de-a lungul direcţiei x, există gradientul de dT temperatură — , fluxul de căldură dx prin suprafaţa transversală egală cu o unitate este dat de relaţia: q= - x- dx unde x este coeficientul de conductibilitate termică (sau conductivitatea termică), o mărime care depinde. de temperatura şi natura corpului. In SI conductivitatea termică se măsoară în waţi pe metru-kelvin, iar în sisteme tolerate — înW* cm-1-grd”1 şi cal • s^-cm-1 • • grd"1. Semnul minus în membrul drept al ecuaţiei indică faptul că transportul de căldură are loc în sensul descreşterii temperaturii, în cazul gazelor, fenomenul de conductibilitate termică constă dintr-un transport de căldură (fără transport de masă) de la un strat cu temperatura ridicată la un strat cu temperatura coborîtă. Fenomenul se supune legii Fourier, potrivit căreia cantitatea de căldură dQ transportată este proporţională cu suprafaţa dS, prin care are loc transportul, cu gradientul de tempe-dT ratură —- şi cu intervalul de timp d.r considerat di: dQ = _ xJ!Ldsăt . dx Fenomenul de conductibilitate termică se supune relaţiei stabilite de teoria cinctico-moleculară a gazelor: dO ------- n y \ — k dS di, 3 2 dx unde n este concentraţia moleculelor, aproximativ aceeaşi în regiunile cu temperaturi apropiate, k — constanta Boltzmann, i — numărul gradelor de libertate ale moleculelor. Ştiind că-^-. — kN=ac,r. Nm 2 V unde cv este căldura specifică la volum constant, p — densitatea, iar m — masa moleculară, se ajunge la relaţia: d Q ~-----------------------p v X cx dT dx dS dt. Confruntarea relaţiilor precendente conduce la următoarea expresie a coeficientului de conductibilitate termică: CONDU CTBILITATE Ţinînd seamă de faptul că p este direct proporţional, iar X este invers proporţional cu presiunea, rezultă că x nu depinde de presiune. în realitate însă, la presiuni mici (sub 1 Torr), cînd drumul liber mediu al moleculelor devine comparabil cu dimensiunile recipientului în care se găseşte gazul, x depinde de presiune. Se pot deduce relaţiile de legătură dintre acest coeficient şi coeficienţii de viscozitate 7} şi de difuzie D: X = 7]Cy = p cyD. Aceste relaţii sînt valabile doar în primă aproximaţie şi nu sînt verificate cu precizie de experienţă; pentru acordul cu datele experimentale, relaţia — se scrie: — = = k'Cy, 2,50 — pentru gaze monoatomice unde k'— A ^ 1,90 — pentru gaze k biatomice. Conductibilitatea termică a corpurilor solide este asigurată pe de-o parte de fononi şi de electronii liberi pe de alta. Primul mecanism este predominant pentru dielec-tricişi semiconductori, iar cel de al doilea — pentru metale. Dacă fononii sînt consideraţi ca particule ale unui gaz ideal, conductivitatea termică are expresia: X,= A C/Vf î/t unde c/, vţy sînt căldura specifică, viteza medie şi, respectiv, drumul liber mediu al fononilor. Deoarece aceste mărimi depind de temperatură, coeficientul de con- 74 ductibilitate termică x/ va depinde la rîndul său de temperatură. în fig. 57 este reprezentată dependenţa de temperatură a coeficientului K de conductibilitate termică al unui material dielectric — oxidul de aluminiu (A1203). Se observă că, la scăderea temperaturii, coeficientul creşte mai întîi pînă la valoarea 60 W • cm-1 • grd"1, în dreptul temperaturii de 50 K ca apoi să scadă, tinzînd către zero în apropiere de zero absolut. Dacă electronii liberi sînt asimilaţi cu moleculele unui gaz ideal, atunci coeficientul de conductibilitate termică are expresia: unde ccî xe căldura specifică, viteza medie şi, respectiv, drumul liber mediu al electronilor. Toate aceste mărimi depind de temperatură şi, implicit, va depinde de temperatură şi xe. în cazul metalelor, deşi în general xe>xy, pentru anumite intervale de temperatură, cele două mărimi pot deveni comparabile. în fig. 58 este reprezentată conductivitatea termică K a cuprului în funcţie de temperatură, Se observă 75 CONDUCŢIE că, la scăderea temperaturii, aceasta creşte pînă la valoarea de 50W • cm*"1 • grd"1, iar apoi scade, tinzînd către zero cînd temperatura metalului se apropie de zero absolut. în tabelul 5 sînt date valorile conductivităţii termice la temperatura camerei, pentru cîteva corpuri cristaline metalice şi die-lectrice. Se observă că substanţele cristaline (ultimele patru), care au proprietăţi dielectrice, au valori aproape cu două ordine de mărime mai mici decît metalele (primele patru din tabelul 5). Tabelul 5 Substanţa x, în W-m-i-K-i Al 2,25-IO-2 Au 3,05-10~2 Cu 3,93-10“2 Ag 4,18*10“2 KF 0,071-IO-2 NaCl 0,071-IO"2 KC1 0,071-IO-2 CaF2 0,12 -IO-*2 conductivitate (electrică, > — a2sin(2), se observă că aceste ecuaţii exprimă şi proiecţiile pe axa *Ox a vectorilor OMx şi OM2 de modul av respectiv a2, ce se rotesc cu viteza unghiulară ), unde a este modulul vectorului: 77 CONSTANTA Tabelul 6 Nr. C onstanta Sim- bolul Valoarea. în SI 1 Constanta gravitaţionala G,k 6,670(15). 10-^N-mMvg-a 2 Acceleraţia gravitaţională normală 8n 9,80665 m • s“2 3 Volumul kilomolar normal al gazului ideal n 22,413(6) m3-kmol“1 4 Numărul Avogadro Na 6,02252(28)-IO23 kmo!“l 5 Constanta universală a gazelor R 8,31433(12) -lOM-kmol-1 • •K-1 6 Constanta Boltzmann k 1,38054(18) • IO-23 J-K“l 7 Viteza luminii în vid c 2,997925(3) • IO8 m-s*-1 8 Constanta (sau numărul) Faraday F 9,64870(16)-IO7 Ckmol-1 9 Sarcina electronului e 1,60210(7) •10“19C 10 Unitatea atomică de masă u 1,66043(7)-IO-*27 kg 11 Permitivitatea vidului eo 8,854304-10-12 F-m-1 12 Permeabilitatea vidului 1*0 1,256637-10-s I-I-m-1 13 Viteza sunetului în aer uscat (/ — 0°C) c 331,36 m-s”1 14 Masa de repaus a electronului m e 0,91091(4)-10“30 kg 15 Masa de repaus a protonului m p 1,67252(8)-10“27 kg 16 Masa de repaus a neutronului mn n 1,67482(8)-10“27 kg 17 Constanta Flanck h 6,6256(5) *10“31 J.s CONSTANTA 78 Nr. Constanta Sim- bolul Valoarea, în SI 18 Lungimea de undă Comp-ton: a electronului a protonului a neutronului xc„. 2,42621(6) *10“12 m 1,32140(4)-10-15 m 1,31959 *10-15 m 19 Constanta Rydberg Roo 1,0973731(3)* IO7 m-1 20 Raza Bohr a° 0,529167(7)-10“10 m 21 Raza electronului Te 2,81777(11)- IO-15 m 22 Magnetonul Bohr-Procopiu V-B 0,92732(6) *10~23 J- T“l 23 Magnetonul nuclear V*N 0,50505(4)-10-2® J-T-1 24 Momentul magnetic al electronului 0,92837-10-23 J-T-1 25 Momentul magnetic al protonului 1,41049(13)-10~2a J-T-1 26 Factorul giromagnetic al protonului Y 2,67519(2)-108s-1-T-1 27 Prima constantă a radiaţiei ci 3,7415(3)-IO"*16 W*m2 28 A doua constantă a radiaţiei 1,43879(19)- IO-2 m-K 29 Constanta deplasării Wien J) 2,8978-10-3 m-K 30 Constanta Stefan-Boltz-mann a 5,6697(29) • 10~8 W • nr-2 • K“* 31 Sarcina specifică a electronului e m 1,758796(19) -1011 C-kg-1 32 Constanta structurii fine a 7,29720(10) 33 Secţiunea de ciocnire Thomson 6,6516(15)-10-29 m2 1 79 OM = OMx + OM2, iar 9 — unghiul ce caracterizează poziţia sa iniţială. Se poate vedea grafic că valorile mărimilor a şi 9 coincid cu cele calculate analitic. Această metodă are avantajul de a fi uşor aplicabilă în cazul compunerii mai multor oscilaţii liniare, unde metoda analitică este mai dificilă. V. oscilaţie. continuitate v. ecuaţia de continuitate. contor de particule, dispozitiv cu ajutorul căruia se pot înregistra şi număra particulele elementare prezente în mediul ambiant. In majoritatea cazurilor se bazează pe efectul de ionizare produs de particule şi este constituit dintr-un condensator cilindric aflat într-o incintă umplută cu diferite gaze la presiune joasă; armăturile condensatorului (un cilindru metalic cu raza de aprox. 1 cm —catodul şi un fir subţire central — anodul ) sînt conectate la o tensiune electrică continuă. contor de particule Cerenkov, contor de particule bazat pe măsurarea radiaţiei Cerenkov ce apare CONTOR la trecerea unei particule încărcate printr-un mediu în care vi teza luminii este mai mică decît viteza particulei. Determinînd intensitatea acestei radiaţii în funcţie de unghiul de emisie, se poate afla energia particulei. V. efect Cerenkov. contor de particule cu scintilaţie, contor de particule bazat pe înregistrarea radiaţiei de fluorescenţă, emisă la trecerea unei particule ionizante prin anumite substanţe. Scînteierile luminoase produse de un flux de particule incident sînt amplificate prin plasarea materialului scintilator S în faţa fotoca-todului F al unui fotomultiplica-tor (fig. 61). Acest material se compunedin sulfură de zincZnS(Ag) sau ZnS(Cu) — pentru particule afla, cristale de iodură de sodiu Nal(Tl) transparente—pentru raze gama şi particule beta foarte energice, precum şi din substanţe organice ca naftalină, antracen, fie sub formă de cristale, fie introduse în mase plastice transparente. Latrece-reaunei particule rapide prin scintilator, se emit scintilaţii care ajung pe fotocatod şi extrag din acesta fotoelectroni şi,^ după o amplificare repetată în interiorul aparatului, produc scăderea bruscă a tensiunii anodice. După scurgerea electronilor de pe anodul A prin rezistenţa i?a, tensiunea îşi recapătă valoarea iniţială. Deci, la capetele rezistenţei Ra apare un impuls de tensiune care, pream-plificat, poate fi analizat cu o instalaţie electronică. întrucît atît fotomultiplicatorul cît şi instalaţia electronică de analizat ating timpi de rezoluţie de ordinul 10~8 — 10~9s, contoarele cu scintilaţie dau posibilitatea să se înregistreze particule ce se succed la un interval de timp de acest ordin de mărime. Numărul de cuante emi- CONTOR 80 se de scintilator la o particulă incidenţă, precum şi mărimea impulsului pe Ra depind de energia acesteia, astfel de contoare putînd fi utilizaţi şi pentru măsurarea energiei particulelor. Datorită faptului că scintilatorii sînt substanţe solide sau lichide — în care parcursul particulei incidente este mai mic decît într-un mediu gazos, contoarele cu scintilaţie sînt preferate camerei de ionizare şi contorului proporţional. contor de particule Greiger-Mtiller, contor de particule utilizat pentru înregistrarea radiaţiilor beta sau gama, în care intensitatea curentului de ionizare este determinată de mărimea tensiunii dintre electrozi, de forma acestora, de natura şi presiunea gazului de umplere şi de alte caracteristici constructive, iar nu de numărul de ioni primari formaţi. Astfel de contoare se folosesc pentru numărarea particulelor, dar nu şi pentru determinarea energiei lor. Mărimea impulsului produs de acestea este cuprinsă între 0,1 şi 10 V. Timpul în care această diferenţă de potenţial atinge valoarea zero (cca. 10~*s), în care contorul nu reacţionează la o altă particulă, se numeşte timp de lucru (sau timp mort) şi este determinat de viteza de deplasare a ionilor pozitivi spre catod. în funcţie de genul particulelor înregistrate, există contoare beta (fig. 62) şi contoare gama (fig. 63). Curba ce reprezintă dependenţa numărului R de impulsuri produse în unitatea de timp 81 CONTOR de tensiunea aplicată constituie ca-racteristica de lucru a contorului şi este redată în fig. 64. Palierul acesteia este cuprins între V1 şi V2; înclinarea sa faţă de axa V caracterizează stabilitatea contorului în timpul funcţionării şi este o măsură a calităţii sale. Pentru contoarele bune, panta relativă a palierului—-------— este r*-vl extrem de mică. După tipul constructiv, contoarele Geiger-Muller pot fi cu extincţie exterioară sau cu autoextincţie, mecanismul de funcţionare al acestora fiind diferit. în cazul con-toarelor cu extincţie exterioară ionii şi electrozii proveniţi din ionizarea primară şi acceleraţi de cîmpul dintre electrozii contorului produc ionizări secundare şi excitarea atomilor şi moleculelor gazului; prin dezexcitarea R(imp/min) 6 CONTOR acestora, se emit fotoni ce duela fotoionizarea altor atomi sau molecule. Pentru întreruperea descărcării, este necesară scăderea tensiunii contorului, care poate fi realizată prin introducerea în circuitul catodului a unei rezistenţe de ordinul 108£2. Impulsul de curent creat se transformă în-tr-un implus de tensiune care micşorează rapid cîmpul dintre electrozi, întrerupînd astfel descărcarea şi pregătind contorul pentru o nouă înregistrare. Contorul cu autoextincţie conţine în volumul său de lucru un amestec de gaz nobil (argon 10%) cu vapori de alcool etilic la o presiune de aprox. 100 Torr. Ionii primari acceleraţi ionizează şi excită atomii de argon şi moleculele de alcool. Prin dezexcitarea atomilor de argon se emit fotoni cu energie mai mare de 11,5 eV, care disociază parţial moleculele de alcool. Acest fapt duce la extincţia descărcării în special în vecinătatea catodului; norul de ioni pozitivi astfel format duce la micşorarea locală a cîmpului electric, iar descărcarea se întrerupe. contor de particule proporţional, contor de particule, în care amplitudinea impulsului de tensiune produs de o particulă încărcată este direct proporţională cu numărul de ionizări produse de aceasta. In principiu, se bazează pe faptul că, prin aplicarea unei diferenţe de potenţial pe electrozii unei camere de ionizare astfel încît să apară electroni secundari la trecerea unei particule ionizante, numărul total de ioni se amplifică de aprox. 104 ori, rămînînd proporţional cu numărul de ioni primari formaţi. Un asemenea contor poate fi utilizat atît pentru numărarea particulelor cît şi pentru deter- 82 minarea energiei lor; are avantajul că nu prezintă timpi morţi. contor electric, aparat folosit pentru măsurarea sarcinii sau a energiei electrice în curent continuu ori în curent alternativ. Tipul cel mai des utilizat este contorul electromecanic prevăzut cu un sistem mobil rotaţional, al cărui număr de rotaţii este direct proporţional cu cantitatea de electricitate ce străbate circuitul sau cu energia electrică disipată: prin totalizarea numărului de rotaţii efectuate într-un interval de timp cu ajutorul unui dispozitiv integrator şi printr-o etalonare corespunzătoare, mărimea de măsurat va fi obţinută in unităţile de măsură adoptate. contracţie (sau contractare), micşorare a volumului unui corp ca urmare a unor procese fizico-chi-mice care însoţesc răcirea, schimbarea stării de agregare, cristalizarea etc. contracţie a spaţiului v. transformări Lorentz. convecţie, fenomenul transmiterii căldurii sau curentului electric în interiorul corpurilor fluide prin intermediul deplasării dirijate, de ansamblu, a particulelor acestora. convergenţă 1. Proprietate a unui fascicul de unde sau de particule de a trece printr-un singur punct din spaţiu. Se realizează de obicei cu dioptri, lentile sau alte sisteme convergente. 2. Mărime inversă distanţei focale: Unitatea de măsură în SI este dioptria. Convergenţa unei lentile este considerată pozitivă sau sa negativă, după cum lentila este convergentă sau divergentă. conversie internă, proces în care energia eliberată în urma unei tranziţii nucleare este transmisă direct* (nu prin mijlocirea unei cuante gama) unuia dintre electronii învelişului exterior, ducînd la ionizarea atomului. Pentru calculul probabilităţii de cedare a energiei de excitare a nucleului prin conversie internă, procesul este considerat ca avînd loc în două etape: emisia cuantei y de către nucleu şi absorbţia acesteia de către un electron* al atomului. Raportul dintre probabilitatea extracţiei unui electron de pe pătura K din atom prin conversie internă Xx şi cea a emisiei cuantei y, în acelaşi interval de timp Xy, poartă numele de coeficient parţial de conversie internă (Wg). în mod analog se introduc coeficienţii parţiali de conversie internă pentru electronii emişi din pă- turilc L, M etc.: WK = — ; WL= XY = “ ; Wjtf — — ; — Coeficientul Xy Xy de conversie internă este egal cu suma coeficienţilor parţiali: w= = IV K+ wL + wM+ ... Xy Cînd la o tranziţie nucleară se emite o energie mai mare decît energia de repaus a electronului şi pozitronului generaţi, are loc conversia internă cu creareade perechi electron-pozitron. convertizor (sau generator) termo-ionic, instalaţie pentru transformarea directă a energiei termice în energie electrică. Constă dintr-un tub de descărcare (fig. 65) umplut cu un gaz la presiune joasă, care are un catod incandescent, emiţător de electroni (emi-tor) şi un anod rece (colector). 6* CONVERTIZOR Căldura cedată, catodului de către sursa termică poate ridica energia unui număr de electroni pînă la valori suficient de mari, astfel încît aceştia să poală învinge lucrul mecanic de ieşire de la suprafaţa catodului şi bariera de sarcină spaţială negativă a norului electronic şi să ajungă la colector. Dacă lucrul mecanic de ieşire a electronilor de pe suprafaţa ano-dului este mai mic decît cel al electronilor de pe suprafaţa catodului, o parte din energia potenţială a electronilor poate servi la deplasarea lor printr-o rezistenţă înseriată în circuit. în felul acesta, convertizorul poate produce un lucru mecanic util, funcţionînd ca o maşină termică, al cărui fluid de lucru este gazul electronic; el transformă energia mişcării termice dezordonate a electronilor în energie a mişcării lor ordonate CONVERTOR 84 (a curentului electric). Fiind o trecere de la o stare cu- probabilitate mai mare la alta cu probabilitate mai mică, transformarea completă a energiei mişcării dezordonate în energie electrică este imposibilă. Convertizorul are însă avantajul că, neavînd piese mobile, randamentul său mecanic este de 100%. Temperatura de lucru Tem a emitorului (care constituie sursa caldă a ciclului Carnot) fiind destul de mare (1 000 — 2 500°C), ran- damentul teoretic t\ = 1------------— Tem este destul de ridicat (aprox. 70%), Tc fiind temperatura colectorului, în plus, raportul dintre puterea furnizată şi greutate depăşeşte pe cel al surselor obişnuite de energie electrică. După metoda utilizată pentru reducerea sarcinii spaţiale dintre catod şi colector, converti-zorii termoionici se împart în convertizori cu vid, cu neutralizare ionică, cu plasmă şi triode magnetice. V. generator magneto-hidrodinamic. convertor de imagini infraroşii (sau electronooptic), dispozitiv electromagnetic cu ajutorul căruia pot fi obţinute imagini vizibile ale unor corpuri aflate în întuneric, bazat pe proprietatea acestora de a emite radiaţii la orice temperatură superioară lui zero absolut. în fig. 66 este redată schema sa de principiu; obiectul AB aflat în întuneric emite radiaţii infraroşii pe & B? care lentila pentru infraroşu Lt le proiectează pe ecranul special E± (fotocatod), formînd o imagine AXBX (invizibilă).Electronii,smulşi din ecran de către radiaţiile infraroşii prin efect fotoelectric, sînt acceleraţi în cîmpul electric creat de sursa de tensiune F, către ecranul luminescent E2 (anod). Prin electroluminescenţă ei vor produce pe suprafaţa acestuia zone luminoase care constituie imaginea A2B2 vizibilă, răsturnată, a obiectului AB. Pentru redresarea imaginii, se foloseşte o lentilă X2. Imaginea finală poate fi examinată direct, cu ochiul, sau fotografiată. Dacă obiectul AB nu emite suficient de intens în infraroşu, el poate fi iradiat cu ajutorul unui proiector de radiaţii infraroşii. coordonate, numere ce precizează poziţia unui punct faţă de un anumit sistem de referinţă. coordonate generalizate (sau lan-grangiene, qi), sistem de parametri (variabili în timp) ce determină complet (în mod univoc) configuraţia unui sistem de puncte materiale. De exemplu, un sistem de două puncte materiale poate fi caracterizat prin şase coordonate de poziţie carteziene, cîte trei pentru fiecare punct material, sau prin trei coordonate carteziene ale centrului de inerţie al sistemului, distanţa dintre particule şi două unghiuri — care determină dreapta ce uneşte cele două particule. corespondenţă v. principiul corespondenţei. Fig. 6G coroană v. descurcare în coroană. corp cenuşiu, corp al cărui factor spectral de absorbţie este subuni-tar, acelaşi pentru orice lungime de undă. în natură nu există cor- 85 CORP Tabelul 7 rl\ în K 1 500 | 3 500 Substanţa wolfram fier cărbunc w D.l fram K 0,15 0,11 0,52 0,34 puri care sa fie cenuşii pentru toate lungimile de undă ale radiaţiei termice, ci numai pentru intervale spectrale limitate (de ex. flacăra hidrocarburilor). Curba distribuţiei spectrale a emitanţei energetice în cazul unui corp cenuşiu (fig. 67) este asemănătoare celei corespunzătoare corpului negru aflat la aceeaşi temperatură; deosebirea consta în faptul că, pentru toate lungimile de undă, valoarea densităţii spectrale a emitanţei (mx) este mai mică la corpurile cenuşii. Pentru corpurile reale, care nu sînt nici negre nici cenuşii, factorul spectral de absorbţie este sub-unitar dar depinde de lungimea de undă, de temperatură, de starea de polarizare a radiaţiei şi de unghiul de incidenţă, iar emitanţa energetică este proporţională cu puterea a patra a temperaturii absolute 1\ conform legii Ştefan-Boltzmann (v. corp negru) modificată : M = KcT4, unde K este o mărime a cărei valoare depinde de natura şi de temperatura corpului (v. tabelul 7), numită coeficient de înnegrire. corp negru (sau radiator integral), corp ce absoarbe complet radiaţiile electromagnetice incidente, factorul său spectral de absorbţie fiind egal cu unitatea, pentru orice lun- Fig. 67 gime de undă. Această comportare este ideală şi doar un mic număr de corpuri reale prezintă caracteristici apropiate (ex. negrul de platină şi negrul de fum). Conform legii Kirchhoff (v. radiaţie termică), densitatea spectrală a emitanţei energetice este: = /Yv> T)\ m\ — f(\, T), Stabilirea formei matematice a funcţiei /*£v, T) sau ffh, T) a constituit problema centrală a teoriei radiaţiei corpului negru. Din punct de vedere experimental, un corp cu proprietăţi foarte apropiate de cele ale corpului negru poate fi un orificiu practicat în peretele unei cavităţi opace în care radiaţia termică se găseşte la echilibru (fig. 68); după reflexii multiple (cu absorbţii parţiale), o radiaţie care pătrunde printr-un orificiu în interiorul cavităţii este practic complet absorbită înainte de a părăsi incinta prin acelaşi densitatea spectrală a emitanţei energetice a corpului negru: r i Fig. 69 sau 2tcv2 mv = -------------kf c2 mx = ^kT, A orificiu. Factorul spectral de absorbţie al unui astfel de orificiu se apropie foarte mult de unitate şi, în acelaşi timp, puterea sa de emisie spectrală este apropiată de cea a corpului negru. Astfel de ori-ficii sînt, în practică, deschiderile cuptoarelor de topit metale. Schema de principiu a unui alt dispozitiv pentru realizarea corpului negru este redată în fig. 69. Radiaţia din incinta T ajunge în exterior după ce a trecut prin-tr-un şir * de fante care nu permite decît radiaţiei termice de echilibru să părăsească incinta. Folosind o construcţie de genul ce lor descrise, se poate ridica experimental curba dependenţei densităţii spectrale a emitanţei energetice’ m\ de lungimea de undă X, pentru o temperatură dată (fig. 71). Se observă că, la temperaturi ridicate, maximul curbei este mai pronunţat şi mai deplasat spre lungimi de undă mici decît pentru temperaturi mai cobor îte. Bazîndu-se pe termodinamica clasică şi pe legea echipartiţiei energiei, W.S. Rayleigh şi T. Jeans au obţinut o formulă teoretică (formula Rayleigh-Jeans) pentru în care A: este constanta Boltzmann, iar c — viteza luminii. Variaţia acestei mărimi în funcţie de lungimea de undă este notată cu R-J (fig. 70). Relaţia conduce la rezultate care verifică datele experimentale pentru frecvenţe mici (lungimi de undă mari), dar sînt eronate pentru frecvenţe mari (catastrofa ultravioletă); potrivit acestei formule, emitanţa integrală a corpului negru ar* fi infinită, ceea ce este infirmat de experienţă. Pornind tot de la principiile termodinamicii clasice, W. Wien a dat o altă formulă (formula Wien) pentru densitatea spectrală a emitanţei corpului negru: mv = cx v*1 e 5000 10000 15000 X(Â) * Fig. 71 sau sau mx = ci ~ — e X6 c2 XT mv = 2nk y3 hv AT -1 mx = X5 hc JkT unde cx şi c2 sînt constante universale (v. tabelul 6); iar c± = cic1 şi C2 — cc2; reprezentarea grafică a acesteia este notată cu W. Această formulă verifică datele experimentale pentru frecvenţe mari (lungimi de undă mici) dar, la fel cu formula precedentă, dă pentru emitanţa integrală valori infinite. Studiind radiaţia termică, M. Pianck a introdus ipoteza cuantelor de energie; considerîndcă între atomii corpurilor din cavitatea vidată şi radiaţia termică schimbul de energie are loc în cantităţi discrete, denumite cuante de energie, a stabilit pentru densitatea spectrală a emitanţei o formulă (formula Pianck) de forma: unde h este constanta Pianck. Aceasta este reprezentată pe grafic prin curba P şi verifică cel mai bine datele experimentale. Studierea corpurilor a căror comportare se apropie mai mult sau mai puţin de corpul negru a permis, pe baza termodinamicii clasice, stabilirea legilor corpului negru, Acestea sînt: legea Stefan-Boltz-mann, legea deplasării Wien şi legea dependenţei densităţii spectrale a emitanţei energetice maxime cu temperatura. Legea Ştefan-Boltzmann stabileşte legătura dintre emitanţa energetică integrală a corpului negru şi temperatura lui absolută: M = ctT4, unde a este constanta universală Stefan-Boltzmann. într-o reprezentare grafică, emitanţa integrală reprezintă aria cuprinsă între curba densităţii spectrale a emitanţei COCP m\ şi axa lungimilor de undă X (v. fig. 67). Legea deplasării Wien stabileşte legătura între temperatura corpului negru şi lungimea de undă din dreptul maximului densităţii spectrale a emitanţei wW(v.fig.71}: T^max = b, în care b este o constantă fizică universală. Această lege se aplică în scopul determinării temperaturii corpurilor a căror distribuţie spectrală a densităţii (spectrale a) emitanţei se apropie de cea a corpului negru. Dacă se determină experimental lungimea de undă corespunzătoare maximului acesteia şi se calculează temperatura corpului, valoarea,astfel calculată, poartă numele de temperatură de culoare. Pe măsură ce temperatura corpului creşte, lungimea de undă corespunzătoare maximului se micşorează. Dependenţa densităţii spectrale a emitanţei* maxime ele temperatură se exprimă prin relaţia: m'Kmax— Ct T*. undeC2 = 1,301* 10”25 W/mr* *grd-5 este o constantă. Cînd proprietăţile corpurilor se depărtează sensibil de cele ale corpului negru, atunci legilor de mai sus este necesar să li se aducă corecţii. V. corp cenuşiu. corp solid, corp aflat într-o stare de agregare caracterizată printr-o coeziune însemnată şi rezistenţă mare la deformaţii mecanice. Structura energetică a corpurilor solide cristaline a fost analizată cu ajutorul mecanicii cuantice studiindu-se comportarea electronului de valenţă în potenţialul electric periodic al reţelei acestora; astfel, a fost stabilit caracterul de bandă alstructurii lor. în cazul unei reţele unidimensionale (un lanţ de atomi aflaţi la 88 Fig. 72 distanţe egale), structura de bandă este reprezentată în fig. 72. Se observă că energia W a electronului variază continuu cu numărul de undă k în intervalele (r ?)• — — ♦— — I etc., unde a este a a) constanta reţelei cristaline (adică distanţa dintre doi atomi vecini ai lanţului unidimensional); aceste intervale constituie benzile (sau zo-nele) de energie permise B.P. De asemenea, se constată că în dreptul valorilor numărului de undă de 7* 7C 2k 2n , -----»—>---------->— etc., ener- a a a a gia W prezintă salturi; intervalele corespunzătoare acestor salturi formează benzile (sau zo-nele) de energie interzise B.I. Domeniile de variaţie a numărului de undă pentru care energia W este o funcţie continuă de k poartă numele de zone Brillouin; astfel, intervalul [ — — ♦ — I constituie l a a) prima zonă Brillouin, intervalele 2rt . ^ TU . TT , 2rc -----3eV RL BM “Nivel Fig. 74 < 3eV Nivel J occepfot ( . '..o. }'\sv. Fig. 75 CORP ea poate fi mărită prin operaţia de dopaj. Semiconductorii extrinseci conţin în zona interzisă nivele energetice aparţinînd atomilor de impuritate. Specificul mişcării electronului în corpul solid impune introducerea unei alte mase diferite de a sa, numită masă efectivă (m* sau mn, în general, un tensor de ordinul doi) care se calculează cu ajutorul relaţiei: 1 1 — = — gradftgradfc W(k), m* h? unde h este constanta Pianck, iar W(k) — energia electronului exprimată în funcţie de numărul de undă k. Deoarece într-o zonă permisă (v. fig.. 72) curba energiei, reprezentată funcţie de numărul de undă, are concavitatea în sus pentru valori mici, apoi trece printr-un punct de inflexiune pentru ca, la valori mari, să-şi inverseze concavitatea, masa efectivă (care este dată de derivata a doua a energiei în raport cu numărul 90 Tabelul 8 Substanţa Masa efectivă, în mp Ge mn = 0,082 mp ■= 0,3 Si = 0,19 mp = 0,2 InAs mn = 0,03 de undă) are valori pozitive (în partea inferioară a zonei), valori infinite (în punctul de inflexiune) şi valori negative (în partea superioară). Variaţia masei efective cu energia este reprezentată în fig. 76. Purtătorii de sarcină cu valori negative ale masei efective (notată mp) sînt golurile (numite şi lacune) în care lipsesc electronii, care se comportă în cîmpul electric ca sarcini electrice pozitive, în tabelul 8 sînt redate valorile maselor efective ale electronilor şi golurilor din cîteva substanţe semiconductoare, exprimate în funcţie de masa me a electronului liber. Aceste mase efective aparţin electronilor din zona de conducţie şi golurilor din zona de valenţă. corp termometrie v. termometru. corpuscul, particulă. cosmotron, sincrofazotron. coulomb (G), unitate de măsură a sarcinii electrice în SI, egală cu cantitatea de electricitate transportată printr-un conductor în timp de o secundă, de un curent electric continuu constant, cu intensitatea de un amper. covolum v. gaz real. creare (sau generare) de perechi, fenomenul transformării unui foton într-o pereche particulă-anti-particulă. Pentru a putea avea loc, 91 CRISTAL energia Av a fotonului trebuie să fie cel puţin egală cu energia de repaus a celor două particule: 2 mta (unde m este masa de repaus a unei particule, iar c — viteza luminii), excesul de energie fiind preluat de acestea sub formă de energie cinetică. De exemplu, lungimea de undă maximă a fotonului capabil să genereze o pereche electron-pozitron este de 0,012 Â. Excesul de impuls este cedat particulelor mediului sub forma unei cuante gama; de aceea, procesul se produce numai în interiorul corpurilor. V. anihilare. cristal, corp solid omogen şi anizotrop, de formă poliedrică regulată, constituit din particule situate în nodurile unei reţele tridimensionale; proprietăţile sale se repetă periodic în trei direcţii din spaţiu. După cum particulele aflate în nodurile reţelei sînt atomi, ioni sau molecule, reţeaua cristalină poate fi atomică, ionica sau moleculară. Pentru caracterizarea cristalelor sînt necesare noţiunile de: celulă elementară, definită ca cel mai mic poliedru care, dacă este repetat periodic în trei direcţii independente (muchiile sale), poate reproduce întreaga reţea cristalină; axe cristalografice — direcţiile muchiilor celulei elementare; constanta reţelei — una dintre muchiile celulei elementare. Ga elemente geometrice de bază la clasificarea cristalelor, se iau în considerare muchiile a, b şi c ale celulei elementare şi unghiurile a, [3 şi y pe care acestea le fac între ele. Date utile pentru o ast- CRISTAL fel de clasificare le oferă mineralogia clasică precum şi studiile cu radiaţie X (v.), cu neutroni şi electronografice ale cristalelor. Au fost stabilite astfel şapte sisteme cristalografice (fig. 77, a—g): a) triclinicy cu a b =j= c şi a =jfc J3 # y ; b) monoclinic, cu a b c, şi a = p= 90°, y 4=- 90°; c) rombiCy cu a =f= b =f= c şi a = P = y = 90°; d) trigonal (sau romboedric), cu a — 6 = cşia=p = Y^^0°*> e) tetragonal (sau pătratic), cu a~b=f-c şi a = (3 = y = 90°; f) hexagonal, cu a = b c şi a = p = 90°, Y = 120°; g) cubic, cu a = b = c şi a = (3 = y = 90°. în fig. 77 sînt reprezentate, de asemenea (cu linie-punct), şi axele de simetrie ale celulei elementare aparţinînd unui anumit sistem, precum şi ordinele lor; acestea din urmă indică de cîte ori celula coincide cu ea însăşi în cursul unei rotaţii complete (de 360°) în jurul axei de simetrie. Sistemele cristalografice mai des întîlnite sînt cubic, hexagonal şi tetragonal. Cîteva exemple de* cristale care aparţin acestor trei sisteme sînt cuprinse în tabelul 9. Intre particulele ce alcătuiesc cris- 92 talele se stabilesc legături chimice puternice, care explică proprietatea lor de a-şi conserva forma şi structura. Aceste legături pot fi: ionice, covalente, metalice şi Van der Waals. Legătura ionică (sau electrovalentă) ia naştere prin atracţia coulombiană a ionilor cu sarcini electrice de semne opuse. Un exemplu de astfel de legătură este cea din molecula clorurei de sodiu (NaCl). în reţeaua cristalină ionică a NaCl care aparţine sistemului cubic, un ion de Cl“ este înconjurat de ioni de Na+ şi reciproc. Interacţia electrostatică dintre ionii de Cl~ şi Na+ asigură stabilitatea cristalului de NaCl. Legă-tura covalentă se stabileşte între atomi ca rezultat al punerii în comun a electronilor de valenţă ai lor şi asigură cristalului o stabilitate deosebită. Duritatea deosebită a cristalelor de diamant, germaniu, siliciu etc. (cu reţea atomică) se datoreşte legăturilor covalente puternice, direcţionate în spaţiu, stabilite între atomii lor constituenţi. Legătura metalică ia naştere în metale cu reţea atomică, prin punerea în comun a electronilor de valenţă ai tuturor atomilor ce compun cristalul; interacţia acestor electroni cu nodurile încărcate pozitiv ale reţelei face ca această legătură să prezinte Tabelul 9 Cristalul Sistemul (şi tipul) cristalografie Constanta reţelei  a( = 6) c Siliciu (Si) cubic (tip diamant) 5,43 Germaniu (Ge) cubic (tip diamant) 5,62 Oxid de zinc (ZnO) hexagonal (tip wurtzit) 3,24 5,18 Sulfura dc cupru hexagonal 3,89 6,68 (CuS) tetragonal 3,59 03 o mare stabilitate. Legătura Van der Waals este o legătură de stabilitate mică, determinată de inter-acţia între molecule datorată forţelor Van der Waals; se întîlneşte, de exemplu, în cazul sulfului cristalizat (cu reţea moleculară). în unele cristale pot coexista două tipuri de legături; de exemplu, în cristale de CdS, ZnS, ZnSe, ZnTe, între atomi se stabilesc simultan legăturile ionice şi cova-lente. cristalizare, formare a unor cristale naturale sau artificiale în interiorul unui lichid sau al unui gaz, în urma unor procese de vaporizare, evaporare, solidificare sau sublimare. V. epitaxie. cristalografie, disciplină care se ocupă cu studiul structurii cristalelor şi al transformărilor acestora sub acţiunea diverşilor factori fizici. Cercetează forma, clasificarea şi morfologia (cristalografia geometrică) sau proprietăţile fizice ale substanţelor cristaline (cristalografia fizică); cristolo-grafia optică studiază proprietăţile optice ale cristalelor. croma v. culoare, cromatism v. aberaţie, cuadratură v. oscilaţie. cuantă, unitate a unei mărimi fizice care poate lua doar valori egale cu multipli întregi ai acestei unităţi. Constituie unitatea structurală de bază a cîmpurilor fizice (ex. fotonul — pentru cîmpul electromagnetic, gravitonul — pentru cîmpul gravitaţional, mezo-nul — pentru cîmpul mezonic etc.). cuantă de acţiune, constanta Pianck. cuantă d© energie, cantitate finită de energie care poate fi absorbită CULOARE sau emisă de un sistem atomic sau nuclear. De exemplu, modificarea configuraţiei electronice a atomilor şi moleculelor poate avea loc numai printr-o variaţie definită a energiei lor (de ordinul a 10“12 erg), corespunzătoare anumitor stări energetice staţionare; astfel, la excitarea sau dezexcitarea unui atom sau a unei molecule, sistemul respectiv absoarbe sau emite o cuantă de energie. cuantificare, procedeu al mecanicii cuantice, constînd în impunerea condiţiei ca mărimile fizice (ex. energie, moment cinetic, impuls) ce caracterizează sistemele de particule elementare să ia doar anumite valori discrete. cuantificare a orbitelor v. model atomic. cub Lummer-Brodhun v. foto-metru. culoare, proprietate a energiei radiante de a permite ochiului să deosebească între ele două porţiuni vecine, identice şi egal iluminate, ale unei suprafeţe omogene; dacă cele două porţiuni nu apar distincte, ele au aceeaşi culoare. Senzaţia de culoare ia naştere ca urmare a acţiunii radiaţiilor electromagnetice asupra conurilor retiniene; bastonaşele nu disting, practic, culorile, deşi au o sensibilitate mai mare decît conurile în regiunea albastru-vio-let. Prin capacitatea sa de a percepe culorile, ochiul prezintă proprietatea de a transmite creierului, pe lîngă informaţii asupra energiei radiaţiei electromagnetice, şi informaţii asupra lungimii de undă a acesteia (v. vedere). Trecerea de la o culoare la alta se face în mod continuu, printr-o infinitate de nuanţe de roşu, portocaliu, verde, albastru/ indigo şi violet. Aceste şapte domenii de CULOARE culoare, caro apar la descompunerea luminii albe a Soarelui printr-o prismă, sînt cuprinse aproximativ între limitele: Domeniul de culoare X, tn A Roşu Portocaliu Galben Verde Albastru Indigo 1 Violet 1 6 100—7 000 6 900—C 100 5 700—5 900 5 000—5 700 4 500—5 000 4 000—4 500 Domenii spectrale înguste pot fi obţinute cu un spectroscop sau cu un monocromator. Culoarea este caracterizată prin nuanţă, puritate şi strălucire. Nuanţa este dată de lungimea de undă a radiaţiei. De obicei, spectrul vizibil, aşezat pe o suprafaţă circulară — cercul culorilor, se împarte în 5 nuanţe principale R (roşu), Y (galben), G (verde), B (albastru), P (purpură) şi5 nuanţe intermediare YRy GY, BG, PB, RPt fiecare din ele fiind divizate în 10 intervale; se pot lua însă intervale şi mai mici. Puritatea (sau saturaţia), numită şi crorna, este determinată de raportul cantităţilor de culoare spectrală şi culoare albă conţinute în culoarea dată. Culorile spectrale, neamestecate cu altă culoare, se numesc pure sau saturate şi au gradul de puritate egal cu unitatea. Diferitele culori nesaturate se obţin ames-tecînd, în diferite cantităţi, o culoare spectrală cu o culoare albă. Strălucirea (v. luminanţă) sau valoarea este determinată de energia radiantă a corpului emiţător şi de sensibilitatea spectrală a ochiului (v. flux luminos). Ames- n tecul culorilor se poate face aditiv sau substractiv. De exemplu, amestecul aditiv a trei culori, roşu, indigo şi verde, poate fi realizat proiectînd pe un ecran lumina de la trei aparate de proiecţie înzestrate cu filtrele corespunzătoare. Amestecul substractiv al culorilor de mai sus se poate realiza aşezînd în calea luminii albe unul sau mai multe filtre colorate. Acestea vor „extrage" radiaţiile de anumite lungimi de undă, lumina transmisă fiind un amestec al radiaţiilor neabsorbite. Amestecul culorilor în pictură este substractiv. Două culori care, amestecate aditiv în proporţii corespunzătoare dau lumina albă, se numesc culori complimentare. Orice grup de trei culori care, amestecate în diferite cantităţi, pot da orice altă culoare, dar amestecînd două dintre ele nu poate fi obţinută cea de a treia, se numesc culori primare. Un caz particular al culorilor primare este grupul culorilor funda-tnentale, alese convenţional pentru obţinerea oricărei culori prin amestec aditiv. în fizică aceste trei culori fundamentale sînt: roşul (R) avînd lungimea de undă X = 7 000 A, un verde-galben (G) cu X = 5 461  şi un albastru-indigo (B) cu X = 4358Â. Culorile complimentare acestora sînt: roşu -f- albastru = violet galben -f- albastru = verde galben + roşu = portocaliu. cuplaj elastic, ansamblu de două sau mai multe sisteme mecanice oscilante, legate între ele prin elemente mecanice care le permit să să se influenţeze reciproc. Un exemplu de astfel de cuplaj îl constituie două sisteme oscilante de mase mi Şi m2 Şi constante elastice k1(> Şi ^20» legate prin intermediul unui resort de constantă kl2 (fig. 78); 95 CUPLU U-H \Jkţ Pozjf/a de ech/î/âru Fig. 78 dacă sistemul oscilează neamortizat, mişcarea sa este descrisă de ecuaţiile: m1x1 -f k10 xx + k12 (xx — x2) = 0 -f* o #2 *12 (*^2 ^l) ^ sau, notînd: kx = kl0 + k12 şi *2 = *20 + *12 > rezultă: mi*i + *1^1 — *12% = 0 2 + k2x2 — k12xt = 0. Admiţînd că oscilaţia rezultantă este simplă, ambele sisteme vor oscila cu aceeaşi pulsaţie, iar soluţiile sistemului de ecuaţii sînt: xt = şi x2 = C2ei“>t. Substituirea acestor soluţii în sistem conduce la ecuaţia de condiţie: m1m2 g>4 — (mxkz + m2k1)to2 + +.*1*1-*îs = 0. Cu notaţiile: — = alt — = _ este, respectiv, mai mică — decît fiecare dintre coj şi o>8. După valoarea lui y.t se întîlnesc trei cazuri: a) cuplaj nul (\l = 0) — sistemele oscilează independent iar soluţiile ecuaţiei sînt şi x) -f -f B sin + q>2), x2 = A sin ( 2 400. curgere staţionară v. debit. curie (Ci), unitate de măsură a activităţii radioizotopilor, egală cu 3,7 • IO10 dezintegrări pe secundă (ce reprezintă activitatea unei mase de radiu) de 1 g. Curie [ciiri], Pierre (1859—1906), fizician francez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Paris. A efectuat cercetări’ în domeniul cristalelor, al magnetismului şi al radioactivităţii. A descoperit fenomenul de piezoelectricitate (1880) şi a elaborat o serie de lucrări cu privire la simetria cristalelor. împreună cu soţia sa, Măria Sklodow-ska, a descoperit elementele radiu şi poloniu (1898) şi a cercetat radioactivitatea acestora. Premiul Nobel (1903). Curie-Sklodowska [ curi sclod6fska], Maria (1867 — 1934), fiziciană şi chimistă franceză de origine poloneză. Membră a Academiei de Ştiinţe din Paris. împreună cu soţul său, Pierre Curie, a separat radiul dintr-un minereu de uraniu şi a descoperit poloniul. Premiul Nobel pentru fizica (1903) şi pentru chimie (1911). D debit (masic, Qm sau volumic, Qv)> mărime fizică ce reprezintă cantitatea (masă sau volum) de fluid sau material mărunt care străbate o secţiune transversală în unitatea de timp. în cazul curgerii unui fluid printr-o conductă de secţiune variabilă (fig. 81), pentru diferite porţiuni ale acesteia debitul volu-mic este dat de relaţia: Qv = Sv9 în care S este secţiunea transversală a conductei, "iar v — viteza fluidului, în general variabilă în timp. Dacă valoarea sa rămîne constantă în timp, adică S1v1 = = S2v 2, curgerea fluidului este staţionară. Debitul se măsoară în kilograme pe secundă, respectiv în metri cubi pe secundă. debye (D), unitate de măsură a momentului electric al microparti-culelor. Relaţia de echivalenţă cu unitatea corespunzătoare din SI este: 1 D = 3,33564* IO"30 C*m. Debye [d9bâi], Peter (1884—1966), fizician şi chimist german de origine olandeză, stabilit în S.U.A. A cercetat structura cristalelor cu ajutorul radiaţiei X şi a dezvoltat teoria electroliţilor tari. A elaborat teoria dipolilor moleculari în domeniul fizicii dielectrici-lor şi teoria cuantică a căldurii specifice a cristalelor. Premiul Nobel pentru chimie (1936). deceleraţie v. mişcare mecanică. decibel (dB) 1. Unitate de măsură a nivelului de presiune acustică. Reprezintă nivelul presiunii acustice al cărei raport faţă de pragul convenţional de presiune acustică de 2 • IO-6 N/m2, luat ca nivel zero, are logaritmul zecimal înmulţit cu 20 egal cu unitatea. 2. Unitate de măsură frecvent utilizată în electronică şi telecomunicaţii, a nivelului de transmisiune, a atenuării şi amplificării. V. neper. decrement logaritmic v. oscilaţie amortizată. defazaj v. oscilaţie. defect de masă (A) 1. Diferenţa dintre masa M a nucleului unui element (măsurată în unităţi atomice de masă) şi numărul său de masă A: A = M - A. Apariţia sa este determinată de existenţa forţelor nucleare care, în momentul formării nucleului, duc la eliberarea unei energii egale cu 99 Fig. 82 energia de legătură a particulelor constituente. Defectul de masă este pozitiv pentru elementele uşoare, negativ pentru elementele al căror număr de ordine este cuprins între Z= 10 (Ne) pînă la Z = 72 (Hf) inclusiv, şi din nou pozitiv pînă la sfîrşitul sistemului periodic (fig. 82). El poate fi determinat experimental pentru diferiţi izotopi ai unui element cu precizii diferite, erorile crescînd cu creşterea numărului de masă. O mărime mai puţin supusă erorilor, introdusă în scopul determinării energiei de legătură, este fracţia de îngrămădire. 2. Diferenţa dintre suma maselor particulelor (ex. A şi a) intrate într-o reacţie şi suma maselor particulelor (ex. B şi b) rezultate: A = (MA + Ma) - (MB + Mb). defect în cristal, abatere a reţelei cristaline de la configuraţia ei DEFECT ideală (v. cristal). Se disting următoarele tipuri de defecte în cristal: electronii liberi şi golurile, exci-tonii, fotonii, fononii, atomii de impuritate (v. semiconductor), defectele tip Frenkel şi Schottky, dislocaţiile, particulele nucleare care străbat cristalul. Prin mişcarea lor, electronii liberi produc deformarea reţelei cristaline; ei constituie astfel centre de împrăş-tiere a altor sarcini electrice, precum şi a fotonilor şi fononilor. în mod analog se comportă şi golurile, care sînt însă sarcini pozitive. Fotonii pot fi consideraţi ca defecte numai atunci cînd la traversarea cristalului provoacă transformări ale acestuia. Un astfel de foton există ca atare un timp limitat pentru că el este repede absorbit, energia sa fiind preluată fie de un fonon sau de un exciton, fie de o pereche electron liber-gol pozitiv. Defectul de tip Schottky constă în necompletarea unui nod al reţelei ducînd la formarea unui gol (numit vacanţă), atomul care ar trebui să aparţină acestui nod fiind deplasat către suprafaţa solidului (fig. 83). Defectul de tip Frenkel constă în deplasarea unui atom din nodul DEFECTOSCOPIE în care se află, spre spaţiul (interstiţiul) dintre alte noduri (fig. 84). deîectoscopie, examinarea cu diferite mijloace nedistructive a diferitelor piese şi materiale, în scopul obţinerii de informaţii în legătură cu discontinuităţile proprietăţilor fizice ale acestora (fisuri, goluri etc.). Cuprinde următoarele ramuri: — defectoscopia cu radiaţii gama, în care radiaţia y a unui radioizotop (ex. 60Co) impresionează o placă fotografică sau un ecran fluorescent după ce a străbătut obiectul examinat, punînd astfel în evidenţă neomogenităţile acestuia; — defectoscopia cu radiaţii X, frecvent utilizată, oferă atît o metodă fotografică de cercetare (examinare radiografică) cît şi o metodă directă de observare, pe un ecran fluorescent (examinare radiosco-pică), a imaginii obiectului studiat; fasciculele de raze X care au străbătut straturi de grosimi diferite au diferite intensităţi şi impresionează în mod diferenţiat placa sau ecranul utilizat; — defectoscopia cu ultrasunete, prin care se pot depista neomogenităţile structurale determinînd variaţiile 100 intensităţii undelor ultrasonore reflectate sau a celor transmise; —defectoscopia cu neutroni, utilizată în studiul structurii obiectelor de mari dimensiuni, pentru localizarea defectelor situate în profunzime; variaţia intensităţii fluxului de neutroni transmis este un indiciu asupra neomogenităţii obiectului examinat; — defectoscopia electromagnetică, folosită pentru descoperirea defectelor de suprafaţă (sau de mică adîn-cime) a obiectelor feromagnetice, prin plasarea acestora într-un cîmp electromagnetic şi acoperirea lor cu o emulsie de pulbere de fier în petrol; aglomerarea pulberii de fier în anumite regiuni indică prezenţa defectelor. deficit higrometric (sau de saturaţie) v. higrometrie. deflector, dispozitiv ce creează un cîmp electric sau magnetic, utilizat în scopul devierii (deflexiei) traiectoriilor particulelor încărcate într-un accelerator sau a fasciculului de electroni într-un tub catodic. deflexie v. deflector. deîormaţie elastică, deformaţie a unui corp care se anulează odată cu cauza (forţă sau tensiune) ce a produs-o. O bară de lungime l, secţiune S supusă unei forţe de întindere F suferă O deformaţie de întindere relativă — proporţională cu efortul unitar de întindere: Al _ jl £ Z “ £ E S * în care h este coeficientul de elasticitate ce depinde de natura materialului, iar E — modulul de elasticitate. Energia potenţială a barei deformate are expresia: 101 DEFORMAŢIE £p_i£îi,.. P 2 l Un corp de volum V supus unei presiuni p uniforme pe toate feţele sale (fig. 86) suferă o de formaţie de comprimare, adică o variaţie AV relativă de volum — proporţională cu presiunea p: AV ,, 1 __ = _ kP = —P, V x semnul “ arătînd că volumul scade atunci cînd presiunea creşte; k' este coeficientul de compresiune ce depinde de natura corpului, iar x — modulul de compresibilitate. O grindă elastică G, fixată la un capăt şi supusă unei forţe transversale F (fig. 85), suferă o deformaţie de încovoiere de relaţia: J I 1 săgeata 5 fiind dată 1 FI s — c--------» E S în care E este modulul de elasticitate, l — lungimea şi S — secţiunea barei, iar c — un coeficient ce depinde de profilul secţiunii. O bară cilindrică, încastrată la un capăt şi supusă unui cuplu de forţe la celălalt, suferă o deformaţie de răsucire (prin torsiune) de un unghi Fig. 86 9 = —^—Ml, 7T Gr* în care r este raza barei, l — lungimea ei, M — momentul cuplului ce produce torsiunea, iar G — modulul de forfecare. Deformaţia de forfecare se produce sub acţiunea unei forţe F* tangentă la suprafaţa asupra căreia acţionează şi constă în alunecarea straturilor corpului unele peste altele, paralel cu ele înseşi. Un- iTi. bb' bb' ghiul de forfecare Y « — = — ab d (fig. 87) este dat de expresia: Ft 1 Y = n — = m = —r, în care S este secţiunea corpului, n — coeficientul de forfecare, t — efortul unitar de forfecare, iar G — modulul de forfecare. deformaţie plastică (sau neelastică), deformaţie a unui corp ce se / / 6 / / / / d / / / f fi r/ / Fig. 87 DEGENERESCENTA m menţine parţial (sau total) şi după înlăturarea cauzei care a produs-o. degeneresoenţă v. nivel energetic. demagnetizare, procesul de trecere a unui corp din starea de magne-tizare în stare magnetică neutră, în care atît inducţia magnetică cît şi magnetizaţia sînt nule. Poate avea loc fie prin introducerea materialului magnetizat într-un cîmp magnetic de sens contrar (produs de un curent electric), fie prin încălzirea materialului la o temperatură superioară punctului Curie. La magneţii permanenţi, demagne-tizarea poate să apară ca o consecinţă a unui proces de îmbătrînire a materialului. Democrit (c. 460—370 î.e.n.), filozof grec. Fondator al concepţiei atomiste. După Democrit, corpurile materiale sînt alcătuite din particule indivizibile (atomi), separate prin vid, iar diversitatea fenomenelor şi corpurilor din natură se explică prin aceea că atomii diferă între ei ca formă şi mărime, avînd proprietatea de â intra în combinaţii diverse. demodulaţie, proces de obţinere a semnalului modulator al unei oscilaţii modulate (în amplitudine, în fază sau în frecvenţă). Este operaţia inversă modulaţiei. densimetru v. areometru. densitate (masă specifică sau volu-mică, p), mărime egală cu limita raportului dintre masa Am a unui element de volum AV al unui corp şi elementul de volum, cînd acesta din urmă tinde către zero: Am d m p = hm — ------------ AV—►o AV dV Raportul dintre masa m şi volumul V al unui corp neomogen reprezintă densitatea medie. In cazul unui corp omogen, densitatea este numeric egală cu masa unităţii de volum. Depinde de natura corpurilor şi variază cu temperatura, iar în cazul gazelorj în mod sensibil şi cu presiunea acestora. Dacă p0 este densitatea unui corp la 0°C, densitatea sa la temperatura t este în primă aproximaţie: P 1 -f ort unde a este coeficientul de dilatare în volum. Densitatea se măsoară în kilograme pe metru cub (în SI) sau în unităţi tolerate g/cm3. Uneori se utilizează densitatea relativă Pr, definită ca raportul între densitatea substanţei date şi densitatea unei substanţe de referinţă p0: Pr = — • Po Substanţele de referinţă sînt, în cazul corpurilor lichide,apa—la 277,16 K şi presiune atmosferică normală, iar pentru gaze, aerul — în condiţii fizice normale. densitate a fluxului de energie radiantă, intensitate de radiaţie. densitate a stărilor cuantiee [N(W)]t mărime egală cu numărul stărilor cuantice energetice ce revin intervalului unitate de energie (în jurul valorii W a energiei din unitatea de volum). Poate fi stabilită cu ajutorul relaţiilor de nedetermi-naie Heisenberg şi a principiului excluziunii, avînd expresia: N(W) unde m este masa electronului, iar h — constanta Pianck. Cu ajutorul acestei mărimi şi al funcţiei de distribuţie Fermi-Dirac, se poate m DEPLASARE calcula numărul electronilor cu energia cuprinsă într-un interval dat, precum şi energia medie a electronilor din metal. V. statistică. densitate de curent (j), mărime vectorială locală şi instantanee ce caracterizează curentul produs de sarcinile electrice în mişcare, al cărei flux printr-o suprafaţă închisă S de arie A este egal cu intensitatea I a curentului electric ce trece prin acea suprafaţă: î dS, în care dS =nd Vc, pd poartă numele de parametri de similitudine. descărcare Townsend, descărcare electrică în gaze, de tranziţie între descărcarea obscură, neautonomă, şi descărcarea luminescentă. autonomă. Intensitatea curentului de descărcare este atît de mică, încît deformarea cîmpului electrostatic dintre electrozi provocată de sarcina spaţială poate fi, practic, neglijabilă/Dacă, de pe unitatea de arie a catodului, pleacă într-o secundă n0 electroni (primari), aceştia vor produce ionizarea atomilor întîlniţi eliberînd noi electroni (secundari). Electronii secundari pot produce, la rîndul lor, electroni terţiari ş.a.m.d., formîndu-se astfel o avalanşă (lavinâ) de electroni ce se îndreaptă spre anod şi una de ioni pozitivi ce se îndreaptă spre catod. Dacă numărul electronilor smulşi din catod de către ionii pozitivi ai unei ava- DESCHIDERE 110 lanşe (precum şi de către fotonii, atomii metastabili, atomii neutri rapizi etc. corespunzători) nu este suficient pentru ca, prin io-nizări în volum, să reproducă numărul de ioni pozitivi, fotoni etc. (care să extragă din nou n0 electroni din catod), după încetarea ionizării exterioare, descărcarea se stinge (descărcare întreţinută). Descărcarea este autonomă (neîntre-ţinută) dacă fiecare avalanşă electronică va fi urmată de extragerea din catod a unui număr de electroni egal cu cel care a provocat avalanşa. Această condiţie de staţionari ta te a descărcării se exprimă prin relaţia: y(e< .a d ___________ 1) = 1, detector (de particule), aparat folosit la determinarea cantităţii sau tipului de radiaţii dintr-un mediu. Funcţionează ca un transductor, transformînd energia cinetică a particulelor incidente în energie electrică, ce poate fi uşor măsurată. detector cu cristal, detector bazat Îie modificarea conductibilităţii e-ectrice a unui cristal la trecerea unei particule, datorită excitării atomilor componenţi. Este format dintr-un cristal situat între doi electrozi (fig. 92) între care se unde a este numărul mediu de io-nizări produse de un electron pe unitatea de parcurs, în direcţia cîmpului electric (coeficientul de ionizare în volum Townsend), y — numărul mediu de electroni extraşi din catod ca urmare a incidenţei unui ion pozitiv, unui foton, unui atom metastabil sau unui atom neutru rapid, iar d — distanţa dintre electrozii plan-paraleli ai dese nr car ii. desch idere, valoarea maximă a unei mărimi (liniare, unghiulare etc.) ce caracterizează extensia transversală a unei treceri pentru particule sau unde. Sin. apertură. deschidere numerică v. putere separatoare. deschidere relativă v. aparat fotografic. desorbţie v. adsorbţie. destindere, detentă. desublimare, trecerea unui corp din faza gazoasă în faza solidă. Este transformarea de fază inversă sublimării. Fig. 92 aplică o diferenţă de potenţial. Electronii liberi, produşi de particula încărcată pătrunsă în cristal, trec în zona de conducţie deplasîn-du-se spre anod, iar golurile (pozitive) se îndreaptă către catod. Sarcinile ajunse pe electrozi produc un impuls de tensiune care, după amplificare, poate fi înregistrat. Pentru ca o parte din purtătorii de sarcină să nu fie captaţi de către defectele reţelei cristaline, se utilizează cristale cît mai pure şi cu defecte minime, condiţii pe care le satisfac diamantul, sulfura de zinc şi sulful. Durata de viaţă a purtătorilor de sarcină determină şi durata impulsului, care este de IO”8—10“® s. Mărimea impulsului întrece pe aceea din detectorul cu seîntei, întrucît energia de formare a unei perechi electron-gol într-un cristal este mai mică decît energia de formare a unei perechi de ioni în gaze. Numărul de astfel de perechi create de particula inci- 111 dentă este proporţional cu energia ei, ceea ce face ca aceşti detectori să fie folosiţi în spectro-metrele de masă. Un tip special de detector este detectorul cu semiconductor (ex. fosfură de galiu, sul-fură de cadmiu, carbură de siliciu). De asemenea, se construiesc detectori cu joncţiuni semiconductoare care detectează particula ionizată în regiunea unde are loc schimbarea tipului de conducţie. Durata impulsului prin joncţiune este de ordinul 10“9 s, ceea ce permite utilizarea lor la studiul proceselor nucleare rapide. Alte avantaje, ce le recomandă pentru o utilizare din ce în ce mai mare, sînt dimensiunile mici (putînd fi introduse direct în camera vidată unde are loc reacţia) şi o bună rezoluţie pentru determinarea spectrului energetic al diferitelor radiaţii. detector cu scîntei, detector format din doi electrozi perfect paraleli şi foarte apropiaţi, situaţi la o diferenţă de potenţial suficient de mare, între care, la trecerea particulelor ionizante, au loc descărcări sub formă de scîntei. Catodul este format din mai multe plăci semi-cilindrice din materiyl inoxidabil lustruit, iar anodul — dintr-un număr de fire de wolfram subţiri (O = 0,1... 1 mm) perfect centrate pe axele semicilindrilor, conectate la un inel de cupru. Dacă prin regiunea dintre firele anodului şi catod trece o particulă ionizantă, descărcarea se declanşează, condu-cînd la apariţia unui impuls de tensiune ce se poate măsura. Timpul în care electronii primari ajung în vecinătatea firului unde cîmpul electric este intens, şi apar ioni-zările secundare, determină momentul de apariţie a descărcării. Inerţia detectorului cu scîntei este de 10“7 s (mai mică decît timpul mort DEUTERON Fig. 93 al contorului Geiger-Miiller), iar frontul impulsului se întinde pe o durată ce nu depăşeşte 10~8 s* Întrucît durata impulsului format este lungă, se utilizează un sistem de extincţie exterior. Pentru mărirea sensibilităţii, se construiesc detectori avînd camere multifilare cu un număr mare de fire anodice şi semicilindri catodici (fig. 93). Detectorii cu scîntei sînt sensibili la particule cu putere de ionizare specifică mare ca: protoni, particule a etc. Pentru micşorarea inerţiei detectorului, s-a recurs la folosirea a două plăci metalice plan-paralele foarte apropiate; în acest fel timpul de declanşare a descărcării coboară la IO"10 s. detecţie, demodulaţia oscilaţiilor de înaltă frecvenţă modulate în amplitudine. detentă (sau destindere), proces fizic în care are loc mărirea bruscă a volumului ocupat de un vas. V. efect Joule-Kelvin. deu v. ciclotron. deuteriu, izotop al hidrogenului, avînd nucleul format dintr-un proton şi un neutron. Poate fi obţinut prin distilarea fracţionată a hidrogenului lichid sau prin electroliza apei grele. In tehnica nucleară este folosit drept combustibil termonuclear. deuteron, nucleul elementului deuteriu ; format dintr-un proton şi un neutron, constituie o parti-culă-proiectil pentru bombardarea DEVELOPARE altor nuclee şi la obţinerea neutronilor rapizi în acceleratoarele de particule. A fost identificat (1931) în spectrul optic obţinut la evaporarea heliului lichid. Sin. deuton. developare, proces de transformare a imaginii fotografice latente în imagine vizibilă, constînd din-tr-o reacţie de reducere a ionilor de argint, din emulsia care a fost expusă, la argint metalic. Se realizează de obicei prin introducerea filmului, plăcii sau hîrtiei fotografice într-o soluţie, numită revelator, care conţine un agent reducă tor, numit developator. Acesta d in urmă pune în libertate electronii e- necesari pentru producerea reacţiei de reducere a ionilor de ar-gint: Ag+ + e--* Ag. Soluţia revelatoare reduce numai sărurile de argint impresionate de lumină, lăsînd intacte regiunile din emulsie ce conţin săruri neimpresionate. De regulă, ea con ine patru feluri de substanţe chimice: — developatorul; — substanţe de activare cum sînt carbonatul de sodiu, boraxul, hi-droxidul de sodiu (foarte rar) etc., care au rolul de a înmuia gelatina emulsiei, uşurînd astfel pătrunderea developatorului la sărurile de argint; — substanţe conservante (ca sul-fitul de sodiu), care frînează reacţiile de combinare a developatorului cu oxigenul (din apă şi din aer), împiedicînd astfel deteriorarea soluţiei revelatoare; — substanţe antivoal (ca bromura de potasiu), avînd rolul de a împiedica developatorul să acţioneze asupra granulelor de argint neimpresionate. Pentru oprirea bruscă, la momentul potrivit, a procesului de developare, se foloseşte o baie cu acid 112 acetic glacial sau metabisulfit de potasiu, cu rolul de a neutraliza developatorul. După relevarea imaginii, emulsia este introdusă într-o baie cu fixator. Aceasta este o soluţie ce conţine tiosulfat de sodiu (numit, uneori, hiposulfit), cu adaos de metabisulfit de potasiu sau sulfit de sodiu. Fixatorul acţionează asupra sărurilor de argint insolubile, reducîndu-le la săruri de argint solubile, care pot fi apoi antrenate în apa de spălare. dezexcitare, revenire a unui sistem atomic sau nuclear dintr-o stare energetică superioară (stării fundamentale) într-o stare energetică inferioară. Dezexcitarea poate fi radiativă sau neradiativă. în primul caz, energia de dezexcitare este emisă sub forma unei cuante de radiaţie electromagnetică hv = = E2 — E1 (E2 şi Ex fiind energia superioară şi, respectiv, inferioară, v — frecvenţa radiaţiei şi h — constanta Planck). în al doilea* caz, ea este cedată particulelor înconjurătoare, putînd conduce la încălzirea mediului. Cînd dezexcitarea se produce fără a fi influenţată din exterior, după un anumit timp de viaţă medie a stării excitate, ea se numeşte spontană, iar cînd se produce după un timp mai scurt decît viaţa medie a stării excitate (datorită unor factori exteriori ca: interacţiunea rezonantă cu un foton, ciocnire electronică etc.), se numeşte indusă (forţată sau stimulatâ). dezintegrare, transformare spontană a nucleului atomic, în urma căreia din interiorul acestuia sînt expulzate diferite particule nucleare. Acest fenomen se supune unei legi statistice ce permite calculul numărului N de nuclee radioactive rămase nedezintegrate la momentul t: N(t) = N0t~», 113 DEZINTEGRARE unde X este constanta radioactivă (sau de dezintegrare), reprezentind probabilitatea de dezintegrare în unitatea de timp, dată de relaţia: X = — —-------» iar iVn—numărul de N dt nuclee nedezintegrate la momentul t = 0. Un radionuclid există un anumit timp mediu pînă la dezintegrarea sa, numit viaţă me- 1 die, dat de relaţia: t = — ; X stabilitatea unui radionuclid este de asemenea caracterizată de timpul de înjumătăţire. Activitatea A a radionuclidului fiind dată de relaţia A = XiV(t), va respecta o lege de variaţie în timp asemănătoare: A = A0e“*t, unde A0 este activitatea radionuclidului la momentul iniţial. în unele cazuri, o specie atomică A (de constantă radioactivă \) trece prin dezintegrare într-o altă specie radioactivă B (de constantă radioactivă X2), iar aceasta din urmă se transformă într-o specie stabilă (a cărei viaţă medie este practic in- finita): A -+B-* C. Legea care dă numărul de nuclee din specia B existente la momentul t în stare nedezintegrată (în ipoteza că la momentul iniţial au existat Nxo nuclee din specia A) are următoarea formă: Nt(t) = X2 Xj Numărul de nuclee radioactive din specia B se acumulează în timp pînă la o valoare maximă, după care scade; intervalul de timp scurs pînă la atingerea acestui maxim este: tmax = W /S 20 25 3Qt(miv) Fig. 94 a) radionuclidul derivat are constanta de dezintegrare mai mică decît a celui generator: X2TX). Ex.: 2llRi a 83hîi Tx — 2,16 min _*207T1 ---------P-------*»pb . 1 Tt = 4,76 min 82 Dependenţa de timp a numărului de atomi ai celor trei specii izo-topice este arătată în fig. 94; se observă că, pentru t>tmax, N2(t)> >Nl(t). Primul radionucleu dispare practic repede din amestec, după un anumit interval de timp e“X1t devenind neglijabil faţă de deci, cunoscînd: N2{t) = -'l-ln c-A.t, Xl “ ^*2 rezultă: N2(t) Nx (t) X, - X2 ţie de raportul constantelor de dezintegrare XL şi X2 sînt posibile trei cazuri: care tinde către oo în acelaşi timp cu t. b) radionuclidul generator are constanta de dezintegrare mai mică decît a celui derivat: XL1\). Ex.: DEZINTEGRARE 114 3o“Zn - Tx = 49 h ’ 31 T2 = 14,1 h g| Ge - Dependenţa de timp a numărului de atomi din fiecare specie nucleară este arătată în fig. 95. în acest caz, pentru orice t>tmax, N2(t)< —î-----j, c“Xaî devine negli- *2 - \) jabil faţă de , rezultmd: N2(t) ■ adică, începînd din acel moment, a doua substanţă radioactivă se supune legii de dezintegrare a substanţei generatoare, iar între ele există un raport constant: N2(0 ^1 ^2 -2Vi(0 ^2 ^1 Ti T2 = const (fig. 96). Astfel, între cele două nuclide, derivat şi generator, se stabileşte un echilibru numit tranzient (sau de regim). c) constanta de dezintegrare a ra-dionuclidului generator este mult mai mică faţă de constanta de dezintegrare a radionuclidului derivat: (sau T\>T2)- Ex.: fgRa Tx 1 622 ani 2|2Rn ■ !i8Po • 50 700 750 200t(6) Fig. 95 T2 = 3,82 zile Întrucît Ty^>T2i numărul de radio-nuclizi din prima specie rămîne practic constant în timp: JV^t) = = N0le^it ~ const. De asemenea, 50 700 150 tf/i) Fig. 96 termenul ce conţine e“X,t este neglijabil faţă de e~*it şi, deci, jV2(t) = ^ N01e~'kit; rezultă: ^2 N2{t) X, T2 —= — = const. iVi(î) X2 Ti De la acea valoare a timpului pentru care exponenţiala e~x2t este neglijabilă, numărul radionuclizilor derivaţi rămîne constant cît timp se poate considera constant numărul de radionuclizi generatori. în aceste condiţii, între cele două specii de nuclizi radioactivi se stabileşte un echilibru numit se< ular (sau radioactiv): N, 115 Cantitatea maximă de radionuclee din a doua specie ce se poate acumula în acest caz poartă numele de cantitate de echilibru secular (-Ngoo)* Practic, această valoare este atinsă pentru t = 10 T2 (teoretic, pentru t = oo). Dacă, după realizarea echilibrului radioactiv cantitatea de radionuclizi derivaţi este îndepărtată, acestea încep imediat să se dezintegreze după legea: N2{t) — iV20De-xat; în amestec, ra-dionuclizii derivaţi se acumulează după legea N2(t) = ^200(1 ~ e-^t). Se observă (fig. 97) că, în orice Fis- 97 moment, aceste cantităţi sînt complementare: Ns(t) -f N2 (t) = N2 . în procesele de dezintegrare, diferenţa dintre masa radionuclidului iniţial şi a nuclidului derivat corespunde energiei cinetice a particulelor emise (la dezintegrarea alfa), energiei cinetice a particulelor emise plus energia neutrinu-lui (la dezintegrarea beta) sau cuantei de energie a radiaţiei X emisă plus energia neutrinului (la captura K). dezintegrare alfa, dezintegrare în- DEZINTEGRARE soţită de emisia particulelor alfa. Stabilitatea mare a acestor particule (ele constituind nuclee du-blu-magice) explică expulzarea lor din nucleu şi nu a nucleonilor separaţi. în mecanica cuantică, dezintegrarea a este analizată ca o trecere a acestor particule prin bariera de potenţial a nucleului (v. efect tunel). Particula a nu există în nucleu, ci se formează în procesul dezintegrării prin întîlnirea a doi protoni şi doi neutroni ce se mişcă în nucleu, după care, într-un interval de timp suficient de mic, părăseşte nucleul radioizotopului. Asupra particulei a „formatâ“ m nucleu acţionează restul nucleonilor prin forţe nucleare de atracţie, la care se adaugă forţele electrostatice de respingere ale protonilor. Părăsind domeniul de acţiune al forţelor nucleare, asupra particulei a acţionează numai forţele electrostatice de respingere care îi imprimă o energic cinetică. Pentru producerea acestui tip de dezintegrare trebuie îndeplinită condiţia: M(A, Z) >M[A _ 4, Z - 2) + + M(k% 2), unde M(Ay Z) este masa nucleului iniţial, M(A — 4, Z — 2) — masa nucleului final, iar M(4,2) — masa particulei a (A şi Z fiind numărul de masă şi, respectiv, numărul atn mic al elementului considerai); exprimată cu ajutorul defectului de masă, condiţia devine: A(A,Z) - A(A - 4,Z - 2)>A(4,2). Examinînd dependenţa lui A de A, se observă că pentru ^.<120 defectul de masă scade cu A şi, deci, condiţia de mai sus nu poate fi îndeplinită. Pentru -4>120, defectul de masă creşte cu A şi, deci, condiţia poate fi satisfăcută pentru perechi de nuclee ale căror numere de masă diferă cu patru unităţi şi DEZINTEGRARE 235, 92 u 23jjh 30 cC(ţ20A%y cC(^ff;S3%) ol(ty7;3%) cC(lt58;/â%) Fig. 98 numere atomice — cu două unităţi. Practic, se constată că pînă Ia A = 200 (Z = 83) există numai cîţiva izotopi a-activi, avînd timpi de înjumătăţire foarte mari OaoNd — T — 5-1016 ani, ^Sm - — T = 1,25-10“ ani.^sPt- T = — IO12 ani), iar cei mai mulţi ra-dioizDtopi a au A > 200. Pai ti aulele oc emise de radio izotopi au un spectru discret de energii, de structură fină,acelaşi radioizo-top putînd să emită particule a de energii diferite. în fig. 98 este redat spectrul energetic al particulelor a emise de radioizotopul ifu. Spectrul discret al particulelor a dovedeşte că aceste particule sînt emise la tranziţia nucleelor între stări energetice determinate. Cel mai mare număr de particule a sînt emise la trecerea radionu-clidului din starea fundamentală în starea fundamentală a nuclidu-lui derivat. Particulele cu energie mică corespund trecerii radio-nuclidului a aflat din starea fundamentală într-una din stările excitate ale nuclidului derivat, iar cele de energie mare corespund trecerii radionuclidului aflat într-o stare excitată intr-una din m stările excitate ale nuclidului derivat. V. legea Geiger-Nuttal. dezintegrare beta, dezintegrare însoţită de emisia particulelor beta (electroni sau pozitron i). Se produce în mod spontan la trecerea unui neutron într-un proton (dezintegrare p~) sau, mai rar, a unui proton într-un neutron (dezintegrare p+). Viaţa medie a radionuclizilor p-activi variază de la cîteva sutimi de secundă pînă la cca. IO18 ani. în prezent se cunosc cca. 900 radioizotopi p (majoritatea p“-ac-tivi),dintre care numai.20 sînt naturali, restul fiind artificiali. Datele experimentale, obţinute din studiul fenomenului de dezintegrare p, au stabilit că electronii (sau po-zitronii) rezultaţi au un spectru continuu de energii, iar energia celui mai rapid este egală cu diferenţa dintre energia radionuclidului iniţial şi a nuclidului final, încălcarea aparentă a principiilor de conservare a energiei şi a momentului cinetic a fost explicată de W. Pauli, prin introducerea ipotezei cu privire la existenţa unei alte particule de spin egal cu electronul (sau pozitronul) emis, numită neutrin (sau antineutrin); fiind emisă concomitent cu particula P, această particulă preia diferenţa de energie a sistemului. Spectrul energetic al electronilor emişi în procesul dezintegrării p este reprezentat în fig. 99; limita superioară W0 a energiei variază între 15 KeV şi 15 MeV. Curba de distribuţie a numărului N de particule p emise trece printr-un maxim la o valoare a energiei W a acestora 1 egală cu Wmax = — 3 Condiţia ce caracterizează instabilitatea nucleelor în cazul dezintegrării p-*, exprimată cu ajutorul maselor nucleare ale celor doi 117 nuclizi — iniţial Mnuci (A, Z) şi final Mnud [A, Z -f 1) şi al masei de repaus me a electronului, este: Mnuci (^-)Z)>MnUcl (-<4>Z+1)+jw<>. Această inegalitate scrisă cu ajutorul maselor atomice M(A, Z) şi M(A, Z + 1) devine: M{A, Z) > M(A, Z + 1). Rezultă că acest proces poate avea Ioc dacă masa atomului radioactiv depăşeşte masa izobarului din căsuţa următoare a sistemului periodic. Instabilitatea nucleelor la dezintegrarea p+ este caracterizată de condiţia: Mnucl{Â} Z~|-l) > Mnucl 4~ me sau: M(A, Z + 1) > M(A, Z) + 2mc. Captura K este echivalentă cu o dezintegrare (3+ (v. reguli de deplasare) cu care, de cele mai multe ori, se produce în mod paralel dar, spre deosebire de aceasta, nu este însoţită de emisia vreunei particule din nucleu. Ga şi în cazul dezintegrării P“ se emite un neutrin care preia excesul de energie. Condiţia de instabilitate a acestui tip de dezintegrare este: MnUci(A>Z+ 1) + me -f e> >Mnucl(A) Z) DEZINTEGRARE sau: Af(A,Z + 1) + e > M(A, Z), unde s este energia de legăturăaelectronului. Considerînd două specii atomice izobare, al căror număr de ordine diferă cu o unitate, X(A, Z) şi Y(Af Z -f 1), Şi notînd cu W(Z) = M(A,Z) c2 şi, respectiv, cu W(Z +1) = M(A,Z +. 1 )c2 energiile lor de repaus (c — viteza luminii), pot fi reprezentate energetic procesele de dezintegrare p şi de captură K (fig. 100). Dacă pe axa orientată a energiei W a fost aleasă ca origine energia de repaus a sistemului format din ionul pozitiv monovalent al atomului Y(Â,Z +1) şi electronul emis, pentru ca unul dintre cele trei tipuri de dezintegrare să poată avea loc, este necesar ca energia W(Z) să ocupe una din cele trei poziţii indicate. Dacă W(Z) > 0 (poziţia I — pentru care W(Z) > >W \Z -f l), deoarece W(Z -f 1)< < 0),atomul cu numărul de ordine Z poate trece (săgeata a) printr-o dezintegrare p- în cel cu Z + 1, cu eliberarea energiei W0 = + + (W$ şi W>, fiind energia electronului emis şi, respectiv, a DIAGRAMA. 118 neutrinului). Dacă energia de repaus a atomului X(A, Z) ocupă poziţia II ( — 2m0c2 < W(Z) < m0c2) sau III (W(Z) < -2m0c2), transmutaţia prin dezintegrare p a atomului X(A,Z\i în atomul Y(A,Z + 1) nu este posibilă din punct de vedere energetic, însă procesul poate avea loc în sens invers. Astfel, printr-o captură K (săgeata b) atomul rezultat se va afla în starea energetică excitată W*(Z)> din care, prin regruparea electronilor pe orbite, poate trece în starea fundamentală W(Z) cu emisia unei cuante de energie. De asemenea, starea fundamentală W(Z) din poziţia III poate fi atinsă de către atomul Y(A,Z +1) fie printr-o captură K (săgeata e), urmată de emisia unei cuante de către atomul excitat de energie W'(Z), fie direct, printr-o dezintegrare p+ (săgeatad). Fig. 101 diagrama nivelelor de energie (Gro-trian), reprezentare convenţională a nivelelor de energie dintr-un atom, consider îndu-se — ca nivel de referinţă minim — energia nivelului fundamental Ex = 0 (fig. 101). In acest mod, diferenţele dintre nivele coincid cu energiile de excitare corespunzătoare. diagramă de stare, reprezentare grafică a evoluţiei mărimilor caracteristice unui sistem termodinamic, în funcţie de anumiţi parametri. în cazul în care pe abscisă se reprezintă volumul V iar pe ordonată presiunea p, diagrama se numeşte diagramă />-F(sau Clapey-ron). diamagnetism, proprietate a unor corpuri de a avea permeabilitatea relativă subunitară şi susceptivi-tatea magnetică negativă, de valoare foarte mică (de ordinul 10“6); magnetizaţia corpurilor diamagne-tice are sens contrar intensităţii cîmpului magnetic exterior. Se da-toreşte fenomenului de inducţie a unui moment magnetic dipolar în nivelele electronice ale atomilor şi moleculelor care nu au moment magnetic spontan. Sub acţiunea unui cîmp exterior, particulele (în special electronii) atomilor se rotesc sub acţiunea forţei Lorentz în jurul direcţiei intensităţii cîmpului (precesie Larmor). Curentul electric asociat acestei rotaţii produce un cîmp de sens contrar inducţiei magnetice. Fenomenul este general, dar, în cazul corpurilor (paramagnetice) ale căror molecule prezintă moment magnetic propriu, efectul său este compensat prin orientarea momentelor magnetice elementare. Aproape toate gazele şi lichidele dielec-trice, precum şi unele metale (ex. cupru) sînt corpuri diamagnetice. Permeabilitatea lor este practi* 119 independentă de temperatură; în apropiere de zero absolut, valoarea sa variază puternic cu cîmpul magnetic, iar în cazul supraconduc-torilor scade la zero, aceştia fiind corpuri diamagnetice ideale. diapazon, bară metalică de forma literei U, prelungită la bază cu un suport care, prin vibraţii transversale, emite un sunet fundamental şi cîteva armonice superioare, de intensităţi mici. Pentru întărirea sunetului, diapazonul se fixează uneori pe o cutie de rezonanţă (fig. 102). Diapazonul al cărui sunet fundamental are frecvenţa de 440 Hz, se numeşte normal. diascop, aparat care serveşte la proiecţia prin transparenţă a unor obiecte, cum sînt diapozitivele. V. epid iascop. dicroism, pleocroism prezentat de substanţele birefringente uni-axe. Acestea absorb selectiv una din razele ordinară sau extraordinară ce iau naştere în interiorul lor în urma refracţiei unei raze incidente. Dicroism accentuat prezintăcristalele deturmalină (bo-rosilicat de sodiu, calciu, magneziu şi aluminiu) şi herapatita (iodosulfat de chinină). dielectric (sau izolator), substanţă care nu conduce curentul electric, în interiorul său neexistînd sarcini electrice libere, iar în cîmp electric se polarizează temporar. DIFRACŢIE Poate fi solid, lichid sau gazos. Moleculele dielectricilor sînt echivalente cu nişte dipoli electrici de moment p = #1, unde q este suma tuturor sarcinilor pozitive (sau negative) ale moleculei şi 1 — distanţa dintre centrul sarcinilor pozitive şi centrul celor negative ale moleculei (orientată spre acesta din urmă). Dielectricul este nepo-fardacă, în absenţa vreunui cîmp electric exterior, 1 = 0, şi polar dacă, în aceleaşi condiţii, 1 =ţ= 0. Prin ordonarea dipolilor moleculari în cîmp electric, dielectricul se polarizează. Dielectricii sînt utilizaţi ca materiale izolante între armăturile unui condensator, materialele fiind cu atît mai bune cu cît polarizabilitatea electrică şi rezistenţa lor la străpungere (rigiditatea dielectrică) sînt mai mari iar condu ctib iii ta tea electrică şi pierderile de putere sînt mai mici. V. corp solid. diferenţă de drum v. interferenţa. diferenţă de fază v. oscilaţie. diferenţă de potenţial v. potenţial. difracţie, fenomen caracteristic propagării undelor, de ocolire a obstacolelor de dimensiuni comparabile cu lungimea de undă. în sens larg, prin difracţie se înţelege orice fenomen produs de unde, cînd acestea întîlnesc în calea lor neomogeni-tăţi ale mediului (ex.: ocolirea fantelor, obstacolelor, ecranelor etc.). Se poate interpreta calitativ cu ajutorul principiului Huygens (v.) şi cantitativ, cu ajutorul postulatului complementar al lui Fresnel. Fig. 103 explică modul de apariţie a undelor în spatele unor obstacole pe baza principiului Huygens. DIFRACŢIE FmMăetmdS fnntufde undi 1111 yŢ t ~\ t Fantă Obstncof Sifhcfia kt o fantă Difracţia kmobstoettlapK Fig. 103 difracţie a luminii, fenomen de propagare a luminii în spatele obstacolelor, explicat de natura ei ondulatorie. Dungile luminoase şi întunecoase obţinute ca urmare a fenomenelor de difracţie poartă numele de franje de difracţie. Franj ele produse de deschideri circulare sînt cercuri concentrice, iar cele produse de fante dreptunghiulare — segmente rectilinii, paralele. Luminozitatea franjelor luminoase scade de la franja centrală spre marginea cîmpului de difracţie. O deschidere circulară foarte îngustă, străbătută de lumină, formează pe un ecran o figură de difracţie care poate avea centrul luminos sau întunecos. Figura de difracţie dată de o sferă opacă de rază suficient de mică are centrul luminos. Difracţia luminii produsă în cazul în care sursa punctiformă este apropiată de obstacol poartă numele de difracţie Fresnel. Este un fenomen de difracţie în lumină divergentă prin unde sferice ce poate fi observat direct pe un ecran, fără folosirea vreunui sistem optic. Aşe-zînd un paravan opac P (fig. 104) între sursa de lumină S şi ecranul Ey distribuţia intensităţii luminoase I pe ecran este cea din figură, unde I0 este intensitatea luminii în punctul B în absenţa se-miplanului opac P. Franjele de difracţie se îndesesc pe măsura depărtării de franja centrală. Fenomenul de difracţie ce apare în cazul în care sursa de lumină este foarte îndepărtată, astfel încît razele luminoase sînt, practic, para- 120 lele, se numeşte difracţie Fraunho-fer (în lumină paralela sau a unde-lor plane). Poate fi realizată şi cu un izvor (punctiform) apropiat, plasat în focarul unui sistem optic convergent. Difracţia Fraunhofer produsă de o fantă dreptunghiulară dă franje echidistante; franja centrală este foarte intensă, de două ori mai largă decît celelalte. în cazul a N fante paralele echidistante (la reţeaua de difracţie), se obţin o serie de maxime înguste, separate între ele prin N—1 minime nule şi N—2 maxime secundare. Cînd N este destul de mare, luminozitatea maximelor secundare este atît de mică încît maximele principale apar ca franje luminoase pe un fond întunecat. Primul minim nul în cazul difracţiei pe o fantă dreptunghiulară îngustă se află în direcţia dată de unghiul

dx dx se mai poate scrie: dJli = - Agx-^d^ dt. 3 dx Confruntarea acestei relaţii cu legea Fick conduce Ia următoarea expresie a coeficientului de difuzie: 1 -D - ®X. 3 Dacă se ţine seama de dependenţa dintre viteza medie v şi temperatura absolută T şi de cea dintre drumul liber mediu x şi presiunea P a gazului, se obţin relaţiile: — si u ^ —> JX ' p care exprimă variaţia direct proporţională a difuzivităţii cu rădăcina pătrată a temperaturii şi invers proporţională cu rădăcina pătrată a masei moleculare jx şi cu presiunea gazului. Difuzia in lichide se manifestă prin transportul moleculelor substanţe- DIFUZIE lor străine (lichid, solid sau gaz) dintr-un lichid în sensul micşorării concentraţiilor acestora. La scară microscopică, difuzia în lichide prezintă particularităţi cu mult mai greu de abordat teoretic decît în cazul gazelor sau solidelor. Din punct de vedere macroscopic, fenomenul se supune legii Fick. Difuzia In solide constă în răspîn-direa atomilor sau moleculelor unui corp solid printre particulele unui O O O O O O O O O O O O VW5 Fig. 105 o o o o o o o o o o o o o o o VW_"E Fig. 106 122 alt solid cu care este pus în contact. Fenomenul poate fi studiat la scară atomică (microdifuzie) şi la scară macroscopică (macrodifuzie). în cazul difuziei unor impurităţi solide în cristale, la studierea mi-crodifuziei se iau în consideraţie actele individuale de deplasare a atomilor de impuritate în reţeaua de bază. Se cunosc cîteva mecanisme de deplasare a atomilor: a) între nodurile reţelei cristaline,a atomilor de impuritate cu dimensiuni mai mici decît atomii reţelei (fig. 105). Sub aspect energetic, actul individual, de trecere a unui atom de impuritate dintr-un in-ternod în altul vecin, constă în trecerea acestuia peste o barieră de potenţial de valoare Wm. Frecvenţa de escaladare a acestei bariere se calculează cu ajutorul relaţiei: f — zve hT , unde v este numărul de ciocniri într-o secundă pe pereţii barierei, z — numărul de internoduri în care poate să treacă atomul, k — constanta Boltzmann, iarT — temperatura corpului solid. b) în golurile (vacanţele) reţelei cristaline, a atomilor de impuritate cu dimensiuni comparabile cu ale atomilor reţelei (fig. 106). Frecvenţa de escaladare a barierei de potenţial, care intervine în actul individual de trecere dintr-un nod spre o vacanţă este dată de o relaţie analogă relaţiei precedente: wm + f = zve hi , unde Wv este energia necesară trecerii peste bariera de potenţial formată la generarea vacanţei. 123 c) schimbarea între atomii de impuritate a locurilor ocupate în nodurile reţelei. Frecvenţa actelor individuale de difuzie serveşte la calculul coeficientului de difuzie, precum şi la stabilirea dependenţei de temperatură a acestuia: _ _£ n r» kT D — D„e unde D0 este factorul de frecvenţă, care depinde de mecanismul microscopic al difuziei, iar Q — energia de activare a mecanismului (care are valoarea înălţimii barierei energetice Wm sau Wm+ Wv). Macroscopic, numărul atomilor de impuritate transportaţi în unitatea de timp printr-o suprafaţă oarecare S este dat de legea Fick: dj d.r unde este numărul de atomi d t transportat în unitatea de timp, D — coeficientul de difuzie, iar — — gradientul de concentrăda; ţie. Relaţia arată că transportul de masă se face în sensul micşorării concentraţiei atomilor de impuritate. In tabelul 10 sînt cuprinse cîteva valori ale coeficientului de difuzie pentru cristalele de germaniu, la temperatura de 800°G. Difuzia ambipolară, a particulelor DIFUZOR încărcate electric, se produce cînd drumul liber mediu al lor este mult mai mic decît dimensiunile spaţiului în care se află şi există o diferenţă de concentraţie a particulelor de ambele semne (pozitive şi negative), într-o anumită direcţie. Are loc, de exemplu, în jurul coloanei pozitive a unei descărcări luminescente, într-un tub cu pereţi izolatori. Electronii, avînd mobilitate mai mare, încarcă negativ peretele izolator. Această sarcină negativă contribuie la accelerarea ionilor pozitivi spre perete şi, în acelaşi timp, la frmarea electronilor pînă la stabilirea unui regim staţionar, cînd vitezele de antrenare a celor două feluri de purtători devin egale. La ciocnirea cu peretele, electronii se recombină cu ionii din stratul de plasmă din imediata vecinătate a lui, ceea ce conduce la stabilirea unui gradient de concentraţie, atît pentru ioni cît şi pentru electroni, dirijat spre perete. Acest fenomen depinde de natura gazului şi, în general, numărul particulelor difuzate scade cu creşterea presiunii. 2. Imprăştiere. difuzi vitate v. difuzie. difuzor, transductor electroacustic care transformă energia electrică (de obicei a unor curenţi micro-fonici) în energie acustică. Este alcătuit dintr-un transductor electromecanic, care determină tipul de difuzor, şi dintr-un transduc- Talelul 10 Atomii de impuritate Cu P Ai D, în m2/s 2,8-10-9 O' o 1 9> 4,0-IO-15 DIFUZOR m tor mecanoacustic, format de obicei dintr-o membrană vibrantă plană, ondulată, conică sau exponenţială, care radiază energia sonoră în mediul înconjurător. Difuzorul electrodinamic (fig. 107) este alcătuit din electromagnetul SNS, avînd în jurul polului N o bobină mobilă legată de membrana AbA\ Datorită curentului variabil care trece prin bobina B, asupra spirelor ei se va exercita o forţă electrod inamică paralelă cu axa OO', care o va mişca în lungul acesteia, în ritmul variaţiilor de curent. Vibraţia obţinută "se transmite membranei, care devine astfel sursă de sunete nedistorsionate, ceea ce reprezintă principala calitate a acestui tip de difuzor. Difuzorul electromagnetic (sau fero-magnetic) (fig. 108) este alcătuit în principiu dintr-uri magnet permanent A, o bobină Bt prin care trece curentul ce trebuie să genereze undele sonore, şi o lamă elastică L care oscilează împreună cu o membrană M. Curentul ce trece prin bobină creează un cîmp magnetic suplimentar variabil, datorită căruia lama, respectiv membrana, vibrează, reproducînd variaţia curentului. Este un difuzor simplu, folosit în special la frecvenţe mijlocii, care introduce distorsiuni. Difuzorul electrostatic (fig. 109) este constituit din doi electrozi plani A şi B perforaţi, între care este plasată o meiribrană M. între electrozi şi membrană se aplică o tensiune electrică constantă, furnizată de un generator G. Prin intermediul unui transformator T, tensiunea modulată este suprapusă peşte tensiunea constantă a generatorului, iar membrana M supusă cîmpului electric variabil va oscila sincron, reproducînd sunetul. Este un difuzor care intro- Fig. 109 duce distorsiuni, mai ales în domeniul frecvenţelor joase. Difuzorul piezoelectric, bazat pe efectul piezoelectric invers, transformă oscilaţiile unei tensiuni electrice în deformaţii mecanice sincrone ale unui cristal piezoelectric. Aceste deformaţii se transmit unei membrane ce constituie sursa de sunete. Este utilizat în special la redarea sunetelor cu frecvenţe mari (12 kHz). dilatare (termică), creştere a volumului corpurilor sub acţiunea căldurii. în cazul gazelor, variaţia volumului cu temperatura este dată de expresia: V= F0(l + al), 125 în care V0 şi V sînt volumele gazului la 0°G şi, respectiv, la temperatura t, iar 1 + oit este binomul de dilatare volumică, a fiind coeficientul de dilatare volumică; în cazul gazelor ideale, a nu depinde de natura gazului (v. legea Gay-Lussac). Dilatarea lichidelor între 0°C şi temperatura lor de fierbere la presiune normală se supune relaţiei empirice: V= V0(l + at + bt2 + c*3), unde a, b, c sînt constante caracteristice fiecărui lichid. Volumul solidelor aflate la temperatura de t°G se poate calcula cu ajutorul relaţiei: F=F0(i + yt)9 unde y este coeficientul mediu de dilatare volumică. Relaţia liniară este valabilă numai pentru valori ale temperaturii t relativ puţin diferite de 0°C. Cînd t diferă mult de această valoare, variaţia volumului cu temperatura nu mai este liniară, ci poate fi scrisă sub forma: v= V 0[l + Ylt + y2*2). în cazul unui corp solid de forma unei bare subţiri, dilatarea în lungime (sau liniară), practic singura care contează, se supune relaţiei: Z = + **)> unde t este temperatura la care se găseştebara,ă — coeficientul mediu de dilatare liniară, iar l şi l0 sînt lungimile ei, respectiv la temperatura t şi la 0°G. Pentru corpurile omogene şi izotrope y = 3*, iar în cazul celor an izotrope y = ax + + oca + a?, unde ax, a2, a3 sînt coeficienţii medii de dilatare liniară după direcţiile axelor crista-lografice. DINAMICA dilativitate, coeficient de dilatare. dimensiune v. mărime fizică, sistem de unităţi. dimorfism, proprietate pe care o au unele corpuri solide de a cristaliza în două tipuri cristalografie diferite; este forma cea mai simplă de polimorfism (ex.: telu-rura de cadmiu, CdTe, cristalizează în sistemul cubic, tipul sphalerit, şi în sistemul hexagonal, tipul wurtzit). dinam v. generator electric. dinamica, ramură a mecanicii care se ocupă cu studiul mişcării corpurilor, luînd în consideraţie atît forţele ce le produc, cît şi masele lor. Este divizată în trei părţi: dinamica punctului material, dinamica corpului solid, dinamicasis-temelor de puncte materiale. Cele trei principii (sau legi) ale dinamicii au fost enunţate de către I. Newton; ele se referă la corpurile în repaus sau în mişcare de translaţie şi stau la baza întregii dinamici clasice (sau newtoniene). Principiul întîi (sau al inerţiei) arată că orice corp îşi păstrează starea de mişcare rectilinie şi uniformă sau de repaus relativ atît timp cît asupra lui nu acţionează o forţă din exterior (sau cît timp rezultanta forţelor exterioare este nulă); în consecinţă, într-un sistem inerţial un punct material izolat are acceleraţia nulă. Principiul al doilea (sau al proporţionali tă ţii forţei cu acceleraţia) se formulează astfel: acceleraţia unui corp este proporţională, are aceeaşi direcţie şi sens cu forţa care a imprimat-o şi este invers proporţională cu masa lui: F a = — sau F = /na. m DINAMICA Principiul al treilea (sau al acţiunii şi reacţiunii) afirmă că, atunci cînd un corp acţionează asupra altuia cu o anumită forţă, acesta din urmă va acţiona la rîndul lui asupra primului cu o forţă egală, dar de sens contrar; aceasta înseamnă că acţiunile reciproce a două corpuri sînt întotdeauna egale, dar de sensuri contrare. dinamiea fluidelor, capitol al mecanicii fluidelor care se ocupă cu studiul fluidelor în mişcare. Cuprinde aerodinamica şi hidrodi-namica. dinamica plasmei v. magnetohi-drodinamică. dinatron v. tetrodă. dină (dyn), unitate de măsură a forţei în sistemul CGS. Reprezintă forţa care, aplicată unei mase de un gram, îi imprimă acesteia o acceleraţie de un centimetru pe secundă la pătrat. dinodă v. fotomultiplicator. diodă (cu gaz sau cu vid), tub electronic cu doi electrozi. Conţine, de obicei, un anod în formă* de placă şi un catod în formă de filament (fig. 110). La capetele filamentului (catodului) este aplicată o diferenţă de potenţial pentru aducerea acestuia la incandescenţă. Datorită em'siei termoclectronice la supra- 126 faţa sa, în jurul catodului se formează un nor de electroni faţă de care filamentul are un potenţial pozitiv. Aplicînd pe anod un potenţial pozitiv în raport cu catodul incandescent, cîmpul electric stabilit în interiorul diodei deplasează electronii spre anod stabi-lindu-se astfel un curent electric. Curba ce reprezintă dependenţa curentului anod ic I în funcţie ae tensiunea V aplicată între anod şi catod se numeşte caracteristica diodei şi este reprezentată în fig. 111. Expresia S — —poartă numele de pantă, iar inversul 1 dV acesteia — = — — Ri reprezintă s d/ rezistenţa internă a diodei. Dacă tensiunea electrică aplicată variază în timp schimbîndu-şi semnul, prin diodă va trece un curent electric numai cînd pe anod se află aplicată alternanţa pozitivă ; în cazul alternanţei negative, electronii emişi de filament sînt respinşi de anod, iar curentul este întrerupt; astfel, în circuitul ano-dic va apare un curent redresat. Folosindu-se un montaj cu două diode, pot fi redresate ambele alternanţe ale unei tensiuni alternative aplicate. diodă Gunn v. efect Gunn. diodă semiconductoare (cu joncţiune p-n), dispozitiv electronic 127 care are proprietăţile unei diode (cu gaz), constituit prin joncţiunea unui semiconductor cu conducţie electronică (tip n) cu un semiconductor cu conducţie de goluri (tip p). Poate fi folosită la redresarea sau detecţia curentului alternativ. Gele mai răspîndite sînt joncţiunile obţinute pe bază de tfermaniu sau siliciu. Caracteristica volt-amperică (variaţia curentului l faţă de tensiunea V aplicată) a diodei semiconductoare este reprezentată în fig. 112; se observă că, în sens direct, curentul trece prin joncţiune, în timp ce în sens invers, practic, nu poate circula. Diodele semiconductoare funcţionează cu un consum de energie mai mic decît diodele clasice. Sens direct p n Sens invers P n Fig. 112 dioptrie (D) 1. Unitate de măsura a convergenţei (2). Este convergenţa unui sistem optic centrat cu distanţa focală de un metru. 2. Unitate de măsură pentru puterea optică. Reprezintă puterea optică a unui instrument optic, prin care imaginea unui obiect cu DIOPTRU dimensiunea transversală de un metru apare sub un unghi de 45°. dioptru, suprafaţă care separă două medii optice diferite. Gel mai răspîndit, în practică şi în construcţia instrumentelor optice, este dioptrul sferic. Elementele principale ale dioptrului sferic sînt centrul dioptru lui (centrul suprafeţei sferice), axa optică principală (axa de simetrie a dioptrului) şi vîrful dioptrului (punctul aflat la intersecţia axei optice principale cu dioptrul). Orice dreaptă ce trece prin centrul dioptrului, cu excepţia axei de simetrie, se numeşte axă optică secundară. Razele de lumină ce cad pe dioptru de-a lungul unei axe optice trec nedeviate. Dacă mediul cu indice de refracţie mai mare se află în interiorul sferei, dioptrul este convergent; în caz contrar, el este divergent. Focarul dioptrului convergent este real, iar al celui divergent este virtual. în aproximaţia gaus-siană, locul geometric al focarelor secundare ale dioptrului este un plan ce trece prin focarul principal, normal la axa optică principală, care se numeşte plan focal. Notînd cu fi şi f2 distanţele focale obiect şi, respectiv, imagine, expresiile lor pentru dioptrul convergent sînt: fi = R——— f2 = R ——— > n% fii unde R este raza dioptrului, iar nx şi n2 — indicii de refracţie pentru cele două medii optice (n2>n1)i raza de lumină incidenţă aflîndu-se în mediul mai puţin refringent. Pentru dioptrul divergent, A= «— nt — n3 DIPOL nx — n2 raza incidenţa aflîndu-se, de asemenea, în mediul mai puţin refrin-gent. Notînd cu xx şi x2 distanţele pe axa optică de la vîrful diop-trului la obiect şi, respectiv, la imagine, între acestea există relaţia: ^2 ^1 ______ ^2 ^ 1 X2 Xx R care mai poate fi scrisă sub forma: expresia n ----------purtînd nu- mele de invariantul Abbe de ordin zero. Mărirea liniară y se exprimă prin relaţia: %2ni Y = —y xxn2 iar cea unghiulară u este dată de expresia: u - yiTl1 u — ------t unde yx şi y2 sînt, respectiv, înălţimea obiectului şi a imaginii lui. Dacă ax şi oca sînt unghiurile pe care o rază de lumină, izvorîtă dintr-un punct axial al obiectului, le face cu axa optică înainte şi după refracţie, egalităţile: yi”iai = y 2«2<*2. şi yjWjSin txx = y2n2 sin oc2 sînt, respectiv, invariantul Lagrange-Ilelmholtz şi condiţia Abbe a sinusurilor. V. stigmatism. dipol clcctric(elementar), ansamblu de două sarcini electrice punctiforme, egale şi desemne contrare, 128 aflate la o distanţă foarte mică una de alta. Fig. 114 dipol magnetic (elementar) 1. Model fictiv al unui corp magnetizat, constituit din două sarcini magnetice punctiforme, egale şi de nume contrare, foarte apropiate una de alta. 129 DISPERSIE 2. Spiră de diametru mic, perfect conductoare, parcursă de un curent electric de conducţie de intensitate constantă. Dirac, Paul Adrien Maurice (n. 1902), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. Unul dintre întemeietorii mecanicii şi electrodinamicii cuantice. Autor al teoriei cuantice relativiste pe baza căreia a fost prevăzută existenţa pozitronului (1928). A pus bazele statisticii cuantice a particulelor cu spin imipar, stabilită independent şi de E. Fermi (v. statistică); a introdus funcţia pentru distribuţii punctuale, care-i poartă numele. Premiul Nobel (1933). disc stroboscopic v. stroboscopie. discordanţă de fază v. oscilaţie. dislocaţie, defect de dimensiuni macroscopice ale reţelei cristaline a corpului solid. Poate fi liniar (fig. 113), rezultînd din alunecarea unui semiplan atomic în reţeaua cristalină (dislocaţie de margine) sau poate apare "(fig. 114) prin translaţia unei părţi limitate din cristal, în raport cu partea care so învecinează, pe distanţe a care pot să atingă valoarea constantei reţelei (dislocaţie în spirală). disociere, proces în care are loc separarea atomilor (ionilor) sau a grupurilor de atomi (ioni) din moleculă. Depinde de natura şi presiunea mediului în care se găseşte molecula, iar procentul de molecule disociate creşte cu temperatura şi cu diluţia. Cînd disocierea se produce datorită interac-ţiilor între moleculele unui lichid şi moleculele unui electrolit dizolvat, acestea din urmă fiind disociate în ioni, procesul se numeşte disociere electrolitică. In funcţie de condiţiile fizice se disociază un procent mai mare sau mai mic din molecule, restul lor rămînînd nedisociate. Sin. disociaţie. dispersie, fenomen de descompunere spaţială a unei radiaţii în radiaţiile monocromatice componente, care se produce datorită dependenţei de frecvenţă a vitezei de fază a undelor ce străbat un mediu. Are loc atît în mediile nedisi-pative, cît şi în cele disipative, caz în care este legat de fenomenul de absorbţie. Dacă în soluţia ecuaţiei undelor în medii disipative Y = ae unde k (O Vî o x ei(at - kx) j/V(<0) + y- T1, + rj(") I, + se înlocuieşte A = 1 O) fl(6>) se obţine pentru faza undei expresia: 9 to(t— — a:) = 11---------—I este con- \ v (©)/ stantă, se găseşte că viteza de fază: -slf 7]2(<0) to2 9 — Dicţionar de fizică + T)(“) este o funcţie de pulsaţia to. dispersie a luminii, dispersie a unui fascicul de lumină în urma trecerii lui printr-un mediu transparent datorită dependenţei indicelui de refracţie al mediului de lungimea de undă a luminii. în cazul în care mediul este alcătuit din atomi de aceeaşi specie, această dependenţă este exprimată de formula Lorenz- Lorentz: 1 = N 47T cuprins între 0 şi 1 (şi variază de la. 1 la oo), pentru <*> = co0, n->oo (absorbţie), iar pentru o> cuprins între co0 şi oo, n< 1 (variind de la — oo la + 1). Dacă într-o substanţă există mai multe tipuri de sarcini electrice qi, unde i = 1,2,3,..., cu pulsaţiile naturale , atunci: t-r-J mi(cof — co2-f jy. co) Pentru această pulsaţie proprie a>0 corespunzătoare absorbţiei radiaţiei in substanţă, valoarea infinită a indicelui de refracţie n obţinută in primele două relaţii nu are sens fizic. în ultimele două formule generale se ţine seama de influenţa sarcinilor vecine asupra fiecărui oscilator, prin factorul de amortizare y*. Conform acestor formule, în vecinătatea frecvenţelor de rezonanţă v* = coj/27r, n scade cu creşterea lui (dispersie anomală). în domeniul vizibil, formula dispersiei poate fi redusă, într-o bună aproximaţie, la expresia: n2 = a X2 X4 în care constantele a, b, c caracterizează substanţa dispersivă. V. prismă optică. dispersie rotatorie v. polarizaţie a luminii. distanţă focală, distanţa dintre planul principal al unui sistem optic centrat şi focarul corespunzător. Distanţa focală-obiect fx se ia între planul principal-obiect şi focarul-obiect, iar distanţa fo-cală-imagine f2 — între planul principal-imagine şi^ focarul-ima-gine. Dacă nx şi n2 sînt indicii de refracţie ai spaţiului-obiect şi, respectiv,-imagine, atunci: 181 ix __ 7H # fz n2 în cazul nx = n2 (ex. o lentilă în aer), cele două distanţe focale sînt egale între ele. La o lentilă subţire, cele două plane principale se suprapun în centrul optic al lentilei; de aceea, distanţele focale ale lentilelor subţiri se măsoară de la centrul optic la focarele corespunzătoare. V. dioptru. distorsiune, aberaţie geometrică produsă în instrumentele optice datorită prezenţei diafragmelor. Dacă diafragma este aşezată între obiect şi lentilă (diafragmă înainte — fig. 115), mărirea liniară scade cu depărtarea punctului-obiect Mx de axa optică principală. Pentru orice punct Mlt situat între Ax şi şi: ţgOg 02 ^ tgai ocx Dacă diafragma se află între lentilă şi imagine (diafragmă înapoi — fig. 116), a2>ax şi: tg*2 > *2_ 9 tg aj ax ceea ce înseamnă că mărirea liniară creştc cu depărtarea de axa optică. Pentru ca imaginea să nu fie distorsionată,raportul tg^/tg^ ar trebui să fie constant pe toată întinderea obiectului şi imaginii. Ga efect al distorsiunii, un segment de dreaptă care nu trece prin axa optică principală va avea o imagine curbată, curbura fiind cu atît mai pronunţată cu cît segmentul este mai depărtat de axă. De exemplu, un pătrat plan (fig. 117, a) va avea o imagine distorsionată sub formă de „butoiaş" (fig. 117, b) sau de „perniţă" (fig. 117, c), după cum diafragma 9* Fig. 115 _ I fi 4 Fig. 116 este înainte sau înapoi. Distorsiunea fiind diferită în funcţie de poziţia diafragmelor, ea poate fi înlăturată prin compensaţie, cu o aşezare potrivită a acestora. Astfel, un obiectiv format din două sisteme simetrice, separate la mijlocul distanţei dintre ele printr-o diafragmă (obiectiv rec tiliniar), poate anula distorsiunea. domeniu de magnetizare v. fero magnetism. donor v. semiconductor. dop magnetic v. capcană magnetică. dopaj (cu impurităţi), operaţie de introducere într-un cristal a unor atomi de altă natură decît atomii cristalului. Poate avea loc pe următoarele căi: DOZA a) amestec mecanic în topitura din care va fi crescut cristalul; b) evaporare simultană, cînd cristalul este crescut din faza gazoasă; c) termodifuzie, prin încălzirea cristalului şi a substanţei de impurificare plasată pe suprafaţa acestuia. Operaţia de dopaj joacă un rol important în tehnologia elaborării materialelor semiconductoare. Cu ajutorul impurităţilor donoare se obţin semiconductori de tip n, iar cu ajutorul impurităţilor ac-ceptoare se obţin semiconductori de tip p. doza v. dozimetrie. dozimetric, disciplină care studiază tehnica şi posibilităţile de măsurare a dozelor de radiaţii; aceste doze pot fi exprimate fie în sistemul de mărimi şi unităţi rontgenologic fie în cel radiobiologic. Sistemul rontgenologic este folosit pentru evaluarea efectelor biologice ale radiaţiilor X şi gama de energie sub 3 MeV. Mărimea fundamentală a acestui sistem este doza de radiaţie (A). Aceasta se măsoară prin determinarea numărului de ioni produşi într-o anumită masă de aer, de către emisia corpusculară (electroni produşi prin efect fotoelectric, efect Gompton şi crearea de perechi) asociată unei radiaţii X sau y. Unitatea de măsura a dozei în acest sistem este ronţ genul şi reprezintă doza de radiaţii X sau y, a căror emisie corpusculară asociată produce, în condiţii fizice normale, un număr de 2,1-IO10 perechi de ioni cu sarcina electrică de un franklin într-un centimetru cub de aer. Raportînd doza de radiaţie la timpul t de expunere se obţine mărimea numită doză debit $ = = —.Doza integrală (A*), definită t 132 ca produs dintre doza de radiaţie şi masa corpului iradiat A* = = A-m, este o măsură a energiei radiante totale la care corpul a fost expus. Pentru valori mari ale energiei lor (peste 3 MeV), razele X şi y produc nu numai efecte de ionizare, care, deci, nu mai pot constitui un criteriu pentru evaluarea efectelor biologice. Radiaţiile cor-pusculare sînt încadrate în acelaşi sistem (ca şi radiaţiile electromagnetice penetrante) numit sistemul radiobiologic, care introduce trei mărimi fundamentale: — doza absorbită (Z)), egală cu raportul dintre energia W absorbită de un corp iradiat şi masa m a acestuia: D = W/m. Unitatea dozei absorbite este radul (radiaţie absorbită, doză), definit prin relaţia: 1 rad = 100 erg/g. — parametrul spectral, ce încadrează în sistem toate radiaţiile corpusculare şi electromagnetice pe baza efectivităţii biologice şi poate fi definit fie ca densitatea liniară medie de ioni (numărul de perechi de ioni produşi în medie pe unitate de lungime a traiectoriei particulei ionizante), fie ca transferul liniar mediu de energie (energie transferată mediului de către particula ionizantă pe unitatea de lungime a traiectoriei acesteia). — doza biologică (B), mărime fi-zico-fiziologică ce evaluează efectele biologice ale radiaţiilor, dată de relaţia: B — 7)D, unde v) este e fee tivita tea biologică relativă. Unitatea sa de măsură este remul (rontgen-equivalent-man) ,definit ca fiind doza biologică cînd un gram din ţesutul iradiat absoarbe prin intermediul particulelor ionizante energia de 100/vj ergi. Deci 1 rem = = — rad = erg/g .Valorile lui ■n >3 133 Tabelul 11 Radiaţia T] D rad B rem Radiaţii Xşi 1 1 100 y(0,03-3MeV) Electroni 1 1 100 Neutroni 5 0,2 20 termici Neutroni 10 0,1 10 rapizi Protoni 10 0,1 10 Particule a 20 0,05 5 yj pentru diferite radiaţii şi echivalenţa dintre rad şi erg/g sînt date de tabelul 11. Dozele biologice sînt mărimi aditive, putîndu-se calcula efectul biologic total care rezultă în urma iradierii unei substanţe cu diferite radiaţii. Raportul dintre doza biologică B şi timpul de iradiere t reprezintă doza biologică debit: b = —. Mărimea definită ca pro-t dus al dozei biologice cu masa iradiată m poartă numele de doză biologică integrală: 2?$ = B m. Doza biologică debit pe care omul normal o poate primi pe întreg corpul, în mod continuu, lucrînd cîte 8 ore pe zi timp de 6 zile pe săptămînă, fără să sufere vreun efect biologic deosebit tot timpul vieţii sale, este doza debit maximă permisă, a cărei valoare, începînd din 1953, este de 0,3 remi pe săptămînă. riozimetru, aparat destinat măsurării dozelor de radiaţii. Este alcătuit dintr-un traduc tor, care transformă energia radiaţiilor detectate în energie electrică, şi un aparat de măsurat etalonat în unităţi dedozâ. Dozimetrele sînt individuale (stilo-dozimetre şi fotodozimetre), fiind DUALISM purtate de persoanele expuse iradierii, sau colective, amplasate în laboratoarele care prezintă pericol de radiaţii. drum de relaxare v. relaxare. drum optic, produsul dintre drumul geometric străbătut de o rază de lumină printr-un mediu transparent şi indicele de refracţie al acestuia. Notînd cu l drumul geometric parcurs de raza de lumină într-un mediu de indice de refracţie n şi cu (l) drumul optic, (l) = nl. Dacă c este viteza luminii în vid, iarz/—viteza ei în mediul cu indice de refracţie n (n = c/y), atunci: (l) = c — = const. v Drumul optic este deci egal cu drumul geometric pe care l-ar străbate lumina în vid, în acelaşi interval de timp în care ea străbate distanţa respectivă în mediul dat. Dacă mediul este neomogen, v variază cu parcursul x al luminii, iar drumul optic se poate calcula: (l) -7^: = ^ n{x)dx. Jo v(x) Jo în SI se măsoară în metri. dualism (sau dualitate) undă-cor-puscul9 concepţie potrivit căreia, unei microparticule i se poate asocia o undă şi reciproc. Conform acestei ipoteze (confirmată experimental prin efectul fotoelectric şi efectul Compton), radiaţia electromagnetică este emisă şi absorbită sub formă de cuante de energie e = hv (h — constanta Planck, v — frecvenţa radiaţiei), de masă m = — (c — viteza lu- cl DUALISM minii) şi impuls |p| = |mc| = = (X — lungimea de undă a radiaţiei). Natura radiaţiilor electromagnetice apare astfel ca dualistă, ondulatorie — în fenomenele de propagare, reflexie, refracţie, interferenţă, difracţie, polarizare, şi corpusculară — în fenomenele de emisie şi absorbţie. In 1924, L. de Broglie atribuie şi microparticulelor proprietăţi ondulatorii, undele asociate acestora avlnd lungimea de undă dată de 134 aceeaşi relaţie: > = —, în care P p — mv este impulsul micropar-ticulei. Ipoteza sa a fost confirmată ulterior experimental (v, experienţa Davisson-Germer). duant v. ciclotron. dublă refracţie v. anizotropie. dublet v. multiplet. durată de reverberaţie v. reverberaţie. E echilibru (mecanic), stare în care so află un corp cînd rezultanta forţelor ce acţionează asupra sa <‘sle nulă şi cînd momentul rezultant faţă de un punct arbitrar din spaţiu este nul. După cum, sub acţiunea unui impuls momentan, corpul revine în starea iniţială, Părăseşte definitiv starea de echilibru sau trece într-o stare nouă 1, în echilibru instabil pentru k0,1 s). ecuaţia (cinetica) Boltzmann, ecuaţie utilizată în studiul fenomenelor de transport ce stabileşte o relaţie între dependenţa de timp şi coordonatele spaţiale ale funcţiei de distribuţie Maxwell-Boltzmann, în cazul unor sisteme care nu se găsesc în echilibru termodinamic. Nu are aplicabilitate generală, ci este valabilă numai pentru un număr restrîns de sisteme fizice, printre care sînt: gazul ideal, „gazul“ electronic din metale şi semiconductori, „gazul" neutronilor şi sistemul de particule care formează plasma. Pentru gazui ideal ce nu se găseşte la echilibru, ecuaţia Boltzmann are forma: unde f (r, p, t) este funcţia de distribuţie de neechilibru, în punctul figurativ din spaţiul fazelor de coordonate j*, p, la momentul t; p este impulsul particulei, m — masa ei, F — forţa care acţionează asupra particulei; b este numărul punctelor figurative care pătrund în unitatea de volum considerată în jurul punctului de coordonate r, p din spaţiul fazelor în unitatea de timp, iar a — numărul punctelor figurative care părăsesc în unitatea de timp acelaşi element de volum. ecuaţia Langevin v. mişcare browniană. 137 ECUAŢIE ecuaţia Poisson v. transformare adiabatică. ecuaţia Schrodinger, ecuaţie diferenţială cu derivate parţiale de ordinul doi, satisfăcută de funcţia de undă ce descrie comportarea unei microparticule sau a unui sistem cuantic, avînd forma: h 2 tnn h h ar i dt p, A 5 ! f în care h—~~ (unde h este con-2tt stanta Pianck), U este energia potenţială a microparticulei, mp_— inasade repaus a acesteia, i— V—l; 3* a2 , A = — 4- ---------este operatoare2 dy2-dz2 rulLaplace, iar T = T(x, y, z> t) — funcţia de undă ce descrie microparticula. Ecuaţia are soluţii compatibile cu semnificaţia lor l izică numai pentru anumite valori ale energiei (nivelele de energie ale sistemului), iar aflarea formei explicite a funcţiei XF permite obţinerea densităţii de probabilitate şi, deci, a probabilităţii spaţio-temporale a sistemului. ecuaţia van der Waals v. gaz real. ocuaţia van’t Hoff v. presiune osmotică. ecuaţie a spaţiului, ecuaţie de mişcare. ecuaţie a vitezei v. mişcare mecanică. ecuaţie de continuitate 1. Relaţie i e stabileşte legătura dintre secţiunea S a unei conducte şi viteza v de curgerey>rin ea a unui lichid. Dacă se coîisideră un tub A de secţiune variabilă prin care circulă un lichid incompresibil (fig. 122), în intervalul de timp d« planul Px va fi străbătut de o coloană de Fig. 122 lichid cu lungimea dl, — v, dtt deci de volum dV, = iS^df. în acelaşi timp, prin P2 va trece volumul dV2 = S2v2dt. Deoarece lichidul este practic incompresibil, dV, = dV2 şi deci: — $2^2 = const, adică viteza de curgere staţionară a unui lichid printr-o conductă este invers proporţională cu secţiunea acesteia. Această ecuaţie exprimă continuitatea liniilor de curent din lichid. 2. V. ecuaţii Maxwell. ecuaţie de mişcare (sau a spaţiului), relaţie între spaţiul s străbătut de un corp aflat în mişcare sau între coordonatele sale de poziţie r(x,yy z) şi timpul t. Are forme diferite pentru diferite tipuri de mişcare. în general, este de forma 5 = s(£) sau r=r(t), în care x = x(t), V = 2/(0, z = s(t), iar pentru mişcarea circulară a = a(z). Această variaţie poate fi reprezentată prin polinoame de orice grad în t. în cazurile particulare ale mişcării uniforme sau uniform variate, acestea sînt de gradul întîi sau, respectiv, de gradul doi. Dacă mişcarea este periodică, ecuaţia sa poate fi scrisă ca o sumă de funcţii armonice al căror argument variază cu timpul. ecuaţie de stare, relaţie între parametrii de forţă (ex. presiunea), depoziţie (ex. volumul) şi temperatură, ce caracterizează starea de echilibru termodinamic a unui sistem fizic. V. gaz ideal, gaz real. ECUAŢIE ecuaţie rirlală v. gaz real. ecuaţii canonice Hamilton, sistem de 2f ecuaţii diferenţiale de ordinul întîi, simetrice, ce descriu mişcarea unui sistem de puncte materiale: d qk BH dpk ^ BH^ Sqy Jk dt d« dPk (* = 1. 2......../), în care pk sînt coordonatele gene-ralizate, qk — impulsurile generalizate,# (qk, pk) funcţia Hamilton, iar f = Sn — k — numărul gradelor de libertate ale sistemului (unde n este numărul de particule şi k — numărul de legături). Fiind ecuaţii diferenţiale de ordinul întîi, ecuaţiile canonice Hamilton sînt preferate în calcule ecuaţiilor La-grange. ecuaţii Ehrenfest v. transformări de fază. eeuaţii Lagrange, sistem de ecuaţii diferenţiale de ordinul doi, ce descriu mişcarea unui sistem de puncte materiale: d t\d'qi) [dqi) în care T este energia cinetică a sistemului, iar: Bx , „ By , „ Bz ^ O dqi dqi dqi Fx = - dU dx Fy = — BU By F - dU 138 d_ (BL\ _ BL dt 1 dqi) Bqi’ în care L este funcţia Lagrange. Rezolvarea problemei mişcării unui sistem de particule cu ajutorul ecuaţiilor Lagrange este avantajoasă în cazul cînd particulele sînt supuse şi unor legături. în acest caz, numărul parametrilor independenţi ce caracterizează sistemul (şi deci al ecuaţiilor Lagrange) este f — 3 n — k (unde n este numărul de particule şi k — numărul legăturilor), în timp ce numărul ecuaţiilor date de '■ principiul al doilea al lui Newton este 3/i. ecuaţii Maxwell, sistem de ecuaţii cu derivate parţiale care exprimă legile generale ale evoluţiei şi structurii cîmpului electromagnetic. Au fost elaborate de J.G. Maxwell, pornind de la ipoteza că, atunci cînd printr-un element de suprafaţă d-S are loc o variaţie de flux magnetic, în jurul acestuia apar linii de cîmp electric închise şi, reciproc, cînd prin dS are loc o variaţie de flux electric, se constată apariţia unor linii închise de cîmp magnetic. Prima ecuaţie (numită ecuaţia Max-well-Ampcre) arată că circulaţia vectorului cîmp magnetic H pe un anumit contur L este egală cu suma dintre curentul de conducţie şi cel de deplasare cuprinşi în contur: este forţa generalizată asociată coordonatei generalizate qi (Fx, Fy, Fz fiind componentele forţei ce produce mişcarea). Dacă această forţa derivă dintr-un potenţial: ^ — Icond + Idepl = B C = Icond + — \ Dn { Bt J S dS. ecuaţiile Lagrange devin: Sub formă vectorială, această primă ecuaţie se scrie: * TI ¥ , rot H — Icorni “1” » Bt în care D este vectorul inducţiei electrice. 139 A doua ecuaţie (numită ecuaţia Maxwell-Faraday) exprimă apariţia unui cîmp electric ca urmare a variaţiei în timp a cîmpului magnetic. Circulaţia vectorului cîmp electric E pe contur este « gală cu viteza de variaţie a fluxului magnetic prin aria mărginită respectiv: î/o 1 cos 0 Şi X= - — cosgJ, unde v0, X0 sînt frecvenţa şi lungimea de undă emise, iar v şi X — aceleaşi mărimi percepute de observator. în cazul undelor lumi- noase observator mobil cu viteza v0. în acest caz, mărimile percepute de observator sînt: u — î/scos 0* u -j- v0cos 0O u — uscos6g u-\- Uq cos 0o w-f- z;ocos0o Şi u — î/scosOs unde 0S şi 0O sînt unghiurile pe care le face direcţia de mişcare a sursei, respectiv, a observatorului, cu dreapta ce le uneşte, la momentul considerat. în cazul mişcării rectilinii şi uniforme a sursei şi observatorului în raport cu un sistem de referinţă inerţial, prezintă importanţă numai mişcarea relativă a sursei şi observatorului. Pe baza teoriei relativităţii, pentru undele luminoase se găseşte: 1 + — cos 0 c EFECT între momentele magnetice şi cinetice ale electronilor. Poate fi amplificat la rezonanţă, cînd magne-tizarea şi demagnetizarea periodică a corpului au loc cu o frecvenţă egală cu frecvenţa sa proprie. Efectul a fost prevăzut (1908) de Richardson şi interpretat teoretic (1915) de Einstein şi de Haas. efect Faraday v. polarizare a luminii. efect fotoelectric extern, fenomen ce constă în punerea în libertate a electronilor (numiţi fotoelectroni) din corpurile solide, sub acţiunea luminii. A fost descoperit în 1888 de Ii. Hertz. Studiul efectului se poate face cu ajutorul unui dispozitiv (fig. 127) constînd dintr-o incintă vidată, prevăzută cu o fereastră de cuarţ (prin care pătrunde lumina) şi cu doi electrozi — catodul C şi anodul A> conectaţi la o baterie de curent continuu B (prin intermediul unui montaj potenţiome-tric). Voltmetrul V măsoară diferenţa de potenţial aplicată între anod şi catod, iar microamperme-trul \lA indică valoarea curentului ce se stabileşte între cei doi electrozi. Variaţia intensităţii curentului I în funcţie de diferenţa de potenţial V (sau caracteristica volt-amperică), obţinută cu acest montaj pentru un flux luminos constant în timp, este reprezentată în fig. 128; din configuraţia sa, pot fi deduse experimental proprietă- unde v este frecvenţa luminii ce se propagă sub unghiul 0 faţă de direcţia de mişcare a sursei, v0 — frecvenţa pentru 0 = 0, v — viteza relativă a sursei şi observatorului, iar c — viteza luminii în vid. V. deplasare spre roşu. efect Einstein-de Haas, rotirea unui corp feromagnetic în timpul magnetizării ,sau demagnetizării sale, datorită legăturii stabilite EFECT ţile esenţiale ale acestui fenomen: 1) pentru valori ale tensiunii V mai mari decît Vs, intensitatea curentului atinge o valoare maximă (de saturaţie) Is; 2) la anularea tensiunii, intensitatea curentului electric este diferită de zero; 3) pentru a anula curentul electric, este necesară aplicarea unei tensiuni numită tensiune de frînare Vţ. Dacă fluxul luminos O variază, se constată o variaţie a curentului electric de saturaţie direct proporţională cu variaţia fluxului: în cazul în care studiul efectului fotoelectric se efectuează cu fascicule de lumină monocromatică din diferite regiuni alo spectrului, se observă că, peste o anumită valoare maximă a lungimii de undă a luminii (numită prag roşu fotoelectric), efectul nu se mai produce. Valoarea pragului roşu pentru cîteva elemente este redată în tabelul 12. De asemenea, se constată că, pentru aceeaşi substanţă, intensitatea curentului de saturaţie este maximă pentru o anumită valoare a lungimii de undă a radiaţiei luminoase (v. tabelul 13). 144 Interpretarea acestui efect a fost dată de A. Einstein pe baza teoriei cuantelor de lumină (fotonii), stabilind o formulă care poate explica legile efectului fotoelectric extern, de forma-' U mv% t A hv =--------1- A, 2 în care kv este energia fotonului de frecvenţă v (h fiind constanta Pianck), 1~~ este energia cinetică iniţială a fotoelectronului şi A — lucrul mecanic de extracţie. Deci energia fotonului incident este consumată, în parte — pentru extragerea electronului din corpul solid, iar restul — pentru energia cinetică a fotoelectronului. Efectul fotoelectric extern stă la baza funcţionării celulelor fotoelectrice (fig. 129), cu largi aplicaţii în automatică, cinematografie, foto-metrie etc. Se construiesc celule fotoelectrice cu vid (cu sensibilitatea redusă, de 10 (xA/lm) şi cu gaz (cu sensibilitatea mai ridicată, de 100 jxA/lm — datorită Tabelul 12 Substanţa Cs Na Zn ig Pt 'kprag* în ^ 6 600 5 000 3 720 2 600 1962 Tabelul 13 Substanţa Cs Rb K Na Li M Al 5 100 4 800 4 350 3 400 2 800 2 500 | 2 150 145 Fig. 129 faptului că valoarea curentului <>>te influenţată şi de procesele de ionizare care au loc în gaze). efect fotoelectric intern, variaţia conductivităţii unui semiconductor (sau a unui^iielectric) sub acţiunea luminii. Conductivitatea de întuneric a semiconductorului intrinsec se calculează cu ajutorul relaţiei: «o = e(V-nno + t*pPo)> unde e este sarcina electronului, t şi — mobilitatea electronilor şi, respectiv, cea a golurilor, n0 şi /î0 — concentraţia de întuneric (de echilibru) a electronilor, respectiv, a golurilor. Electronii şi golurile de întuneric (numiţi purtători de echilibru) sînt generaţi pe seama energiei termice a semicon-ductorilor, iar interacţiile dintre purtătorii de sarcină şi reţea se petrec la echilibru termodinamic. Sub acţiunea luminii, în semiconductor apar purtători de sarcină suplimentari (de neechilibru sau fotopurtâtori), iar echilibrul termodinamic este încălcat. La încetarea acţiunii luminii, echilibrul se restabileşte după un anumit interval de timp. Conductivitatea suplimentară, care apare la iluminarea semiconductorului, are expresia: Act = e (^„Arc + nPAp), valabilă pentru o stare staţionară, ;n care numărul purtătorilor gene- EFECT raţi sub acţiunea luminii în unitatea de timp este egal cu numărul purtătorilor care se recombină. Ţinînd seama de procesele de absorbţie a luminii în semiconductor, de generarea fotopurtătorilor, precum şi de recombinarea lor, conductivitatea suplimentară staţionară (numită şi fotoconduetivi-tate) este dată de relaţia: Au = efikl (jxnTn + [ipTp), unde I este numărul de fotoni ce străbat unitatea de suprafaţă a semiconductorului în unitatea de timp, k — coeficientul de absorbţie a luminii, (â — randamentul cuantic, xn şi tp — timpurile de viaţă ale purtătorilor, care depind de procesul de recombinare. Produsul kl este egal cu numărul fotonilor absorbiţi de unitatea de volum în unitatea de timp, iar $kl este egal cu numărul de perechi electron-gol generate în unitatea de volum şi în unitatea de timp. în fig. 130 este reprezentată (prin linie continuă) dependenţa de timp a conductivităţii suplimentare Aa; se observă că, după un anumit timp egal cu timpul de viaţă al purtătorilor de neechilibru, aceasta atinge o valoare de saturaţie (staţionară), în cazul cînd nu ar interveni procesul de recombinare a purtătorilor, Ad ar creşte liniar la infinit Fig. 130 10 EFECT 146 (dreapta punctată). Viaţa medie a unui fotopurtător negativ, electronul, este: PqnVn unde p este concentraţia golurilor, qn—secţiunea de captură a electronilor de către goluri (sau de recombinare), iar vn — viteza electronului. Raportul — defineşte inten- si ta te a de recombinare (An fiind concentraţia staţionară a fotoelec-tronilor), iar produsul qnvn poarlă numele de coeficient de recombinare (yr). Timpul de viaţă al golurilor este: 1 n(}pvp unde n este concentraţia electronilor, qv — secţiunea de captură a golurilor de către electroni, iar vp — viteza golurilor. Gînd Aa>(j0, pentru măsurarea fotoconductivităţii semiconducto-rilor este utilizat un montaj simplu a cărui schemă este redată în fig. 131; la iluminarea semiconductorului, galvanometrul G indică o variaţie a intensităţii curentului generat în circuit de către sursa de curent continuu B. în cazul în care A<7v x B, (unde sarcina elementară e are semn negativ pentru electron şi pozitiv pentru gol, v este viteza purtătorului de sarcină, iar B — inducţia cîmpului magnetic) şi deviaţi în sensuri opuse, spre feţele D (electronii) şi C (golurile), în final, între cele două feţe ia naştere o tensiune fotoelectromo-toare. efect fotonuclear v. radiaţie gama. efect fotovoltaic, apariţia unei diferenţe de potenţial între două regiuni ale unui semiconductor (sau ale unui dielectric) atunci cînd una din regiuni este iluminată, iar cealaltă nu este iluminată. Punerea în evidenţă a acestei tensiuni fotoelectromotoare se poate realiza cu ajutorul unui galvanometru sensibil G conectat la două sonde metalice, dintre care una se găseşte în contact cu suprafaţa fotoconduc-torului în regiunea iluminată, iar cealaltă cu suprafaţa acestuia în regiunea neiluminată (fig. 136). Pe baza acestui efect pot fi construite pile fotovoltaice. efect geomagnetic v. radiaţie cosmică. efect 148 h ;Z 0,Q72mo x£i_ v i o [ni] AW=JeV A Fig. 137 Gemnrfor ■Wv^ Semicondvdok*^ O Osci- loscop Fig. 138 Fig. 139 efect Gunn, generare a frecvenţelor radio de ordinul 10® Hz în unii semiconductori cu structură energetică determinată, 111 care se poate crea o stare de conductivitate electrică diferenţială negativă. Fenomenul a fost descoperit în 1963 de fizicianul american J.B. Gunn. Printre semiconductorii care manifestă efect Gunn sînt: arseniura de galiu (GaAs), fosfura de indiu (InP), soluţia solidă de arseniură şi fosfură ăe galiu (GaAs* P^x), telurura de cadmiu (CdTe), arseniura de indiu (InAs), seleniura de zinc (ZnSe), germaniul (Ge). Structura energetică a acestor semiconductori (v. corp solid) este exemplificată în cazul cel mai frecvent utilizat în aplicaţii practice, GaAs (fig. 137). Zona de conducţie a acestuia conţine, pe lîngă minimul central (/c = 0), minime satelit, iar distanţa energetică de la minimul central pînă la cel mai apropiat minim, SWy este mai mică decît lărgimea zonei interzise APF. Masa efectivă m* a electronilor din minimul central este mai mică decît a celor din minimul satelit (v. fig. 137, unde m0 este masa unui electron liber). Studiul experimental al fenomenului poate fi făcut cu ajutorul schemei reprezentate în fig. 138. Caracteristica volt-amperică I = f(V) obţinută cu o astfel de schemă (fig. 139) indică oscilaţii ale curentului electric (reprezentate haşurat) ; acestea apar în domeniul conductivităţii diferenţiale negative, la valori medii relativ mari ale cîmpului electric (Ea = 4 000V/m). Variaţia intensităţii / a curentului cu timpul t, pentru o probă de GaAs cu lungimea mai mare de 100 (im, este reprezentată în fig. 140. Aceste oscilaţii ale curentului pot fi explicate cu ajutorul caracteristicilor structurii energetice. Dependenţa densităţii 149 de curent j de intensitatea E a cîmpului electric, pentru un semiconductor ce manifestă conductivitate negativă, este reprezentată în fig. 141. O stare a, în care semiconductorul prezintă conductivitate diferenţială negativă (corespunzătoare pantei negative), este instabilă şi cedează locul unei stări stabile, caracterizată de apariţia unui domeniu de cîmp înalt şi două domenii de cîmp slab, plasate de o parte şi de alta a primului. Pentru starea instabilă a, densitatea de curent are expresia: ja = ne[iEaj unde n, [x şi e sînt respectiv concentraţia, mobilitatea şi sarcina electronilor. Gînd semiconductorul trece în starea stabilă, densitatea de curent este: jn = ne[ţEe în domeniile de cîmp slab şi jd = ne\LdEd în domeniul de cîmp înalt. Densitatea de curent în semiconductor fiind constantă, se poate scrie je= jd\ deoareceEen0i adică B>0), excepţie făcînd eterul etilic, unele uleiuri şi alcooli, care se comportă asemănător cristalelor negative (#<0). Datorită inerţiei sale foarte mici (IO"9 — 10~10 s), efectul Kerr este utilizat în tehnică la construirea unor obturatoare ultrarapide necesare studiului şi con- 153 trolului anumitor fenomene variabile, de frecvenţă foarte înaltă; în cinematografie, este folosit la înregistrarea pistei sonore pe peliculă. efect laser v. laser. efect magnctostrictiv v. magneto-stricţiune. efcct Malter v. emisie secundară electronică. efect Mossfoauer, emisie sau absorbţie rezonantă (fără recul) a radiaţiei gama de lărgime spectrală foarte îngustă, de către nucleele atomilor „legaţi" rigid într-o reţea cristalină. Lărgimea spectrală naturală r0 a radiaţiei emise de un ansamblu de nuclee se poate calcula din relaţia de nedeterminare: unde t este timpul de viaţă al nucleului în starea energetică superioară, iar h — constanta Pianck. Lărgimea spectrală T, egală cu suma dintre lărgimea naturală şi cea datorată efectului Doppler (determinat de agitaţia termică a atomilor), poate fi obţinută experimental (fig. 149). La emisia unei cuante gama, între aceasta şi nucleu are loc un schimb de impuls, o parte a energiei W a cuantei fiind preluată de nucleu sub forma energiei de recul: undep este impulsul cuantei gama, iar M — masa nucleului. Notînd e0 energia eliberată de nucleu la tranziţia de pe un nivel de energie superioară pe un nivel de energie inferioară, energia cuantei emise va fi: ~ £0 EFECT De asemenea, la absorbţie are loc cedarea unei părţi din energia radiaţiei gama nucleului sub forma energiei de recul, energia rămasă determinînd tranziţia nucleului de pe un nivel inferior pe unul superior. Energia cuantei absorbite este dată de relaţia: e" = e0 fiind mai mare decît a celei emise — cu 2R (fig. 150): e' - < = 2R. Goborînd temperatura cristalului de iridiupînă la 4JT, R.L. Mossbauer a obţinut în 1957 emisia şi absorbţia cuantelor gama de aceeaşi energie (129 keV) şi cu lărgime spectrală foarte mică (apropiată de lărgimea naturală). Aceasta seda- EFECT m toreşte faptului că, prin răcirea cristalului, nucleul devine „solidar" cu celelalte nuclee din cristal ; energia de recul este transmisă astfel nu unui singur nucleu, ci cristalului întreg, in aceste condiţii, energia de recul R este practic egală cu zero. Din relaţia anterioară rezultă: SY ~ £Y‘ în acelaşi timp, răcirea cristalului ducînd la micşorarea agitaţiei termice a atomilor, contribuţia efectului Doppler la lărgimea spectrală a radiaţiei emise sau absorbite se micşorează. Efectul Mossba-uer permite determinarea cu precizie a energiei e0, care intervine la tranziţia nucleului între două stări energetice; la rezonanţă (£e = ey = ey)> lărgimea spectrală este minimă. cfect pelicular, efect skin. efect Peltier v. efecte termoelectrice. efect Penning v. ciocnire ncelas-tică de genul al doilea. eîect pie*oelectric v. piezoelectri-citate. efect pinch (sau reostrîcţiune) 1. Contracţia transversală a unui conductor străbătut de curent electric, datorită forţelor interioare exercitate asupra sa de cîmpul magnetic propriu. 2. Contracţie a plasmei sub acţiunea cîmpului magnetic. Poate apare ca efect al acţiunii cîmpului magnetic propriu (autocontrac-ţie) sau a unor cîmpuri magnetice exterioare. în cazul autocontrac-ţiei, cîmpul magnetic creat de curentul longitudinal al şnurului de plasmă menţine plasma într-o regiune îngustă din vecinătatea axei de simetrie a descărcării, izolînd-o astfel de pereţii camerei de des- Fig. 151 cărcare. Dacă r este distanţa de la axa descărcării, atunci distribuţia radială a concontraţiei electronilor n(r) în coloana de plasmă este de forma: "• (i+c;î)‘ unde r0 este raza efectivă a coloanei de plasmă, iar n0 — concentraţia electronilor pe axa descărcării (pentru r = 0). Considerînd cazul obişnuit, în care cîmpul magnetic este, practic, datorat numai curentului electronic I şi neglijînd acţiunea radială a forţelor electrostatice faţă de a celor magnetice, constanta C capătă expresia: c = Iu• 2kTe Iu» unde u> este viteza electronilor în cîmpul magnetic (viteza de drift), Te şi e — temperatura gazului elec- 155 »z Fig. 153 tronic şi, respectiv, sarcina electronului, iar k — constanta Boltz-mann. Pe măsură ce Iu> creşte, apropiindu-se de valoarea 2kT,,/et constanta C se măreşte, limitînd domeniul concentraţiilor mari la regiuni din ce în ce mai înguste în jurul axei (fig. 151). Depăşirea unei anumite limite a forţelor de comprimare duce la instabilitatea plasmei şi la împrăştierea ei radială. Dacă procesul de comprimare a plasmei se produce (fig. 152) sub acţiunea cîmpului magnetic creat de curentul electric longitudinal al unei descărcări cilindrice, efectul se numeşte efect pinch liniar. în cazul comprimării coloanei de plasmă cilindrice (fig. 153) sub acţiunea forţelor unui cîmp magnetic longitudinal aplicat din exterior, efectul poartă numele de efect teta (0) pinch. în timp ce, în primul caz, are loc interacţiunea curentului e-lectric longitudinal Iz cu cîmpul magnetic azimutal #E' n E şi m0 fiind energia şi masa particulei, iar h — constanta Pianck. în zona //, de potenţial U, ecuaţia are formă asemănătoare: în care: d2^, d#2 9__ ___________ kt = _ f2m„(£ - V) . h Soluţiile celor două ecuaţii sînt: U (fig. 155), R = Şi D = i*l=1^1*= '*| Ui'+ *J «A *1 ‘' (*1 + *2 )* în care (Jm)x este vectorul densitate a fluxului de masă (r — reflectat, i — incident, tr — transmis) pe direcţia x. b) în cazul E2 = ^2 = A\e 2/fx = — ~ E)x h = Ce =£0. Cînd bariera de potenţial este de lărgime finită (fig. 157), atunci apar trei zone, bariera de potenţial (zona II) separînd doua zone laterale de potenţial nul. O particulă de energie E, ce se mişcă pe direcţia z, va fi descrisă de trei ecuaţii Schrodinger care satisfac patru condiţii similare cazului precedent. Este interesantă situaţia în care E< Um, coeficientul de transparenţă avînd expresia: - — V2m9(Um-E)d h D= conste ^0. Bariera de potenţial de o formă oarecare (fig. 158) poate fi împărţită într-o mulţime de bariere dreptunghiulare de grosimi âxt obţinîndu-se astfel pentru coeficientul de transparenţă expresia: -M!1 V2m,[U~E) dx D= const e h J # , în care x0 este abscisa punctului în care microparticula intră în barieră şi xx — punctul în care iese. Efectul tunel explică o serie de m Fig. 158 fenomene printre care: emisia la rece a electronilor din metale, dezintegrarea a, reacţiile termonucleare etc. efcct Tyndall, împrăştiere a luminii în medii tulburi, impurifi-cate cu diverse particule de dimensiuni mici în comparaţie cu lungimea de undă a acesteia. Astfel de medii sînt: fumul (particule solide în aer), ceaţa (picături mici de apă suspendate în aer), suspensiile (particule solide suspendate în lichide), emulsiile (picături mici de lichid suspendate în alt lichid, cum ar fi laptele — emulsia unei grăsimi în apă), unele corpuri solide neomogene sau impure ca: opalul, sideful etc. efect Viliarri v. magnetostricţiune. efect Zeeman, despicarea nivelelor energetice ale atomilor (deci a liniilor spectrale) unei substanţe, cînd aceasta este plasată într-un cîmp magnetic. Sînt cunoscute două efecte Zeeman: normal, manifestat în cazul spectrelor (de singleţi) care nu prezintă struc-tură fină, şi anomal, ceaparecînd liniile spectrale prezintă structură fină (dubleţi, tripleţi etc.). Efectul Zeeman normal se observă în cîmpuri magnetice puternice, iar în cîmpuri magnetice slabe se observă efectul Zeeman anomal. în 159 cazul efectului Zeeman normal, pe direcţie perpendiculară cîmpului, în spectrul atomic se observă 1 roi radiaţii de frecvenţe; v -- corespunzătoare frecvenţei radiaţiei în absenţa cîmpului, v + Av — componentă cu o polarizare circulară dreaptă, şi v — Av— componentă cu o polarizare circulară stingă. Pe direcţia cîmpului se observă numai componentele depla-. eB sate cu Av = v, =------------,numita 4trptmc frecvenţă Larnior, unde e este sarcina electronului, m — masa lui, c — viteza luminii, B — inducţia magnetica, iar pi — permeabilitatea mediului. Diferenţa dintre frecvenţele radiaţiilor componente dată de efectul Zeeman anomal depinde de intensitatea cîmpului magnetic. Mecanica cuantică explică apariţia acestor componente prin despicarea nivelelor energetice ale electronilor atomului, ca urmare a interacţiei momentelor magnetice (corespunzătoare momentelor cinetice de spin şi orbital) cu cîmpul magnetic exterior; această inter-acţie este descrisă cu ajutorul modelului vectorial al atomului (v. modei atomic). Variaţia de energie ce apare datorită interacţiei este AJV = gm \Lj$B, unde m este numărul cuantic magnetic, — magnetonul Bohr-Procopiu, iarg — factorul Landi ce are expresia: g = = 1+ j(j-f 1) +s(s + 1) — l{l+ 1) 2. i(j +î) (în care jts şi l sînt numerele cuantice'..intern, de spin şi orbital). Mărimea despicării liniilor spectrale penţru efect Zeeman anomal este dată3eexpresia: Av = (m^ — mtsS2^ VL» unde mt şi mz sînt numerele cuantice magnetice, gY şi £2 ~~ factorii Lande, iar v/, — frecvenţa Larmor. EFECTE In cîmp magnetic mai intens, in-teracţia spin-orbită fiind mai slabă decît interacţia individuală cu cîmpul magnetic extern, despicarea liniilor este dată de expresia Av = (m1 — m2)v£ = Amv^, în care Am = ±1,0* de unde se obţine tripletul Zeeman normal. efecte galvanomagnetlce, fenomene secundare care iau naştere în conductori sau semiconductori, cînd asupra lor acţionează simultan cîmpuri electrice şi magnetice. Intensitatea acestora este maximă cînd cîmpul electric E şi cel magnetic B sînt, perpendiculare între ele (fig. 159). Pot fi transversale Fig. 159 faţă de cîmpurile electric şi magnetic (ex.: diferenţa de potenţial între feţele 3 şi 4, diferenţa de tem; peratură între feţele 3 şi 4) şi longitudinale faţă de cîmpul electric (ex.: variaţia rezistenţei electrice în cîmp magnetic, diferenţa de temperatura, între feţele 1 şi 2). V. efect Hali. efecte Josephson, fenomene caracterizate prin prezenţa unui curent electric într-un supraconductor separat în două fragmente cu ajutorul unei pelicule izolatoare foarte subţiri. Există două efecte determinate de această comportarea a supraconductorului care au fost prevăzute teoretic de fizicianul EFECTE 160 V englez B.D. Josephson în 1964. Pentru punerea lor în evidenţă, se consideră un supraconductor S prin care circulă curentul electric furnizat de o sursă B (fig. 160, a). Ampermetrul A va înregistra acest curent, în timp ce voltmetrul V, conectat la capetele supraconducto-rului, va indica valoarea zero (condiţionată de faptul că supraconduc-torul are rezistenţa nulă). Dacă su-praconductorul este secţionat în două şi se îndepărtează cele două bucăţi pînă la aprox. 1 mm (fig. 160, b), acul ampermetrului nu deviază, în timp ce voltmetrul indică o diferenţă de potenţial diferită de zero. Reducînd distanţa dintre cele două bucăţi pînă ia 10 Â, poate lua naştere unul din cele două efecte: dacă ampermetrul indică trecerea unui curent în timp ce voltmetrul nu deviază (fig. 160, c), se produce efectul Josephson staţionar. în cazul în care 169 ampermetrul indică un curent diferit de zero, iar voltmetrul o anumită valoare a diferenţei de potenţial (fig. 160, d), în regiunea de separare sînt emise unde electromagnetice de înaltă frecvenţă (10 GHz) şi putere mică (10-11W) (efectul Josephson nestaţionar). Ultimul e-fect prezintă interes deosebit în tehnica generării şi detectării undelor radio de înaltă frecvenţă. cfccte termoelectrice, fenomene care se produc în conductori şi semiconductori, caracterizîndu-se prin interdependenţa dintre mărimile termice şi cele electrice. Există trei astfel de efecte: Seebeck, Pel-tier şi Thomson. Efectul Seebeck (sau termoelectric direct) constă în producerea unei tensiuni termoelectromotoare într-un circuit constituit din mai mulţi conductori (sau semiconductori) diferiţi, ale căror puncte de 161 contact (suduri) sînt menţinute la temperaturi diferite. Poate fi pus în evidenţă, de exemplu, cu ajutorul unui inel alcătuit din două jumătăţi confecţionate din cupru şi, respectiv, din fier, sudate între ele; la încălzirea unuia dintre punctele lor de contact, prin inel va circula un curent electric. Efectul Pehier se manifestă prin absorbţia sau degajarea unei cantităţi de căldură (în afara celei degajate prin efect Joule-Lenz), în regiunea de contact a doi conductori sau semiconductori diferiţi, la trecerea unui curent electric. Cantitatea de căldură absorbită sau degajată este direct proporţională cu intensitatea curentului. Fenomenul se datoreşte electropoziti-vităţii diferite a celor două corpuri’solide, datorită căreia între de apare o diferenţă de potenţial de contact. Astfel, la contactul între o bară de cupru şi o bară de fier, aceasta din urmă se încarcă negativ ca urmare a trecerii electronilor de pe bara de cupru (care este mai electropozitiv) pe ea. Dacă prin circuit trece un curent electric, cu sensul de la cupru la fier, în zona de contact a acestora electronii capătă o energie cinetica suplimentară, ceea ce face ca temperatura sudurii să crească ; schim-hînd sensul curentului, sudura se răceşte. Efectul Thomson constă în absorbţia sau degajarea locală (suplimentară) de căldură într-un conductor sau semiconductor străbătut de un curent electric şi supus unei încălziri neuniforme. în primă aproximaţie, această cantitate de căldură este proporţională cu intensitatea curentului "electric şi cu diferenţa locală de temperatură. Astfel, intr-o regiune încălzită a unei bare (omogene) de cupru viteza electronilor creşte, aceştia de-plasîndu-se spre regiunile mai reci, 11 — Dicţionar de fizică EFEC TIVIT ATE care se încarcă astfel negativ în raport cu regiunea încălzită.Dacă prin bara de cupru trece un curent electric, electronii sînt acceleraţi cînd trec de la o regiune mai rece la una mai caldă şi cedează energia lor cinetică barei, care se încălzeşte, sau frlnaţi — în cealaltă situaţie, pierderea de energie fiind recuperată de la bară, care, astfel, se răceşte. V. termocu-plu. efecte tcrmomagneticc, fenomene secundare care iau naştere în conductorii sau semiconductorii în care există un gradient de temperatură, cînd asupra acestora acţionează un cîmp magnetic. Se manifestă cu intensitate maximă atunci cînd gradientul de temperatură este perpendicular pe direcţia cîmpului magnetic (fig. 161). Fenomenele termomagnetice pot fi transversale faţă de gradientul de temperatură grad T şi inducţia magnetică B (ex.: diferenţa de temperatură între feţele 3 şi 4, diferenţa de potenţial între feţele 3 şi 4), şi longitudinale faţă de gradientul de temperatură (ex.: variaţia conductivităţii termice în cîmpul magnetic, diferenţa de potential între feţele 1 şi 2). etectivitate biologică relativă v. dozimetrie. EFICACITATE eficacitate luminoasă, v. flux luminos. efort unitar, tensiune mecanică. efuziune, proces de trecere a unui gaz printr-o deschidere foarte mică. Viteza de efuziune (masa de gaz transportată prin unitatea de suprafaţă a deschiderii în unitatea de timp) calculată cu ajutorul teoriei cinetice, este: P / n----, |f 27T(X unde R este constanta Boltzmann, iar p, \x şi T sint densitatea, masa molară şi, respectiv, temperatura gazului. Aceasta este cu atît mai mare cu cît masa moleculelor este mai mică, iar temperatura este mai mare. Ţinînd seama de faptul că volume egale de gaze aflate la aceeaşi temperatură difuzează în intervale de timp zx şi t2 proporţionale cu rădăcina pătrată a maselor molare ^ şi fx2, se poate determina masa molară a unui gaz 2 T2 ^2 = Hl — măsurînd timpul de efuziune prin acelaşi. orificiu, al acestuia şi al unui gâz cunoscut. De asemenea, efuziunea stă la baza unei metode de separare a gazelor cu mase moleculare diferite, precum şi a izotopilor, fiind numită în acest caz atomliză (ale cărei baze teoretice au fost puse în 1896 de W.S. Ray-leigh). einstein (E), energia a Na. (numărul Avogadro.) cuante de radiaţie electromagnetică, teoretic necesară excitării unui mol dintr-o substanţă. Einstein [ainştaîn] Albert (1879— 1955), fizician german. Stabilit în S.U.A. (1933). Membru al Academiei Prusiene. A elaborat 102 teoria mişcării browniene şi a ex-licat efectul fotoelectric extern pe aza ipotezei discontinue (fotonice) a luminii. A pus bazele teoriei relativităţii restrînse (1905) şi a teoriei relativităţii generalizate (1916). De asemenea, a explicat acţiunea chimică a luminii, căldura specifică a solidelor şi un efect giromagnetic (efectul Einstein-de Haas). Premiul Nobel (1921). elasticitate, proprietate a unor corpuri de a suferi deformări elastice care pot fi: de volum (la fluide, solide), cînd în corp se nasc reacţiuni elastice — la modificări ale volumului, sau de formă (la solide), cînd apar forţe elastice — la încercarea de modificare a formei (răsuciri, îndoiri etc.). clectret, material dielectric care prezintă polarizaţie electrică permanentă la temperatura ambiantă. Se obţine prin răcirea bruscă, într-un cimp electric, a unor substanţe ca: ceramică, răşini, substanţe organice, cristale feroelec-trice, încălzite în prealabil la temperaturi ridicate. electricitate 1. Capitol al fizicii care studiază fenomenele electrice produse de sarcinile electrice în mişcare (electrocinetică) sau în repaus (electrostatică). 2. Sarcină electrică. electrizare, încărcarea unui corp cu Sarcini electrice. Poate fi produsă prin frecare, prin contact sau prin j influenţă. | electroacustică, parte aplicativă a ; acusticii, al cărei obiect este pro-j iectarea şi construirea sistemelor (transductoarelor) electroacusti ce de producere, de măsurare şi dei recepţionare a sunetelor. j clectrocinetică v. electricitate. I electrod, conductor electronic (me-j talie sau de cărbune) prin cardj 163 intră (anod) sau iese (catod) curentul electric dintr-un mediu conductor şi a cărui conductibilitate electrică în general este mai mare decît a mediului respectiv. Este folosit în băile de electroliză, în tuburile electronice de descărcare etc. clcctrodinamică, capitol din fizică care se ocupă cu studiul fenomenelor legate de acţiunile dintre curenţii electrici şi al proprietăţilor electrice şi magnetice ale materiei. O ramură relativ nouă a acesteia este electrod inamica cuantică, care studiază interacţiile electromagnetice dintre particulele elementare, precum şi dintre cîmpul radiant cuantificat şi substanţă. clectroîor, maşină electrostatică simplă, bazată pe electrizarea prin frecare şi prin influenţă electrostatică. Este compus dintr-un die-lectric de formă cilindrică (ebonită, parafină, sulf) şi un disc metalic prevăzut cu miner izolant. ©lcctrolît v. electroliză. clcctrolizii, descompunere cu ajutorul curentului electric a unor substanţe solide (electroliti) dizolvate într-un lichid sau în stare topită. A fost studiată de către M. Faraday care a enunţat legile acestui fenomen (legile Faraday). Prima lege se referă la masa substanţei M depusă pe un electrod şi arată că aceasta este direct proporţională cu cantitatea de electricitate Q ce a trecut prin electrolitul respectiv: M = KQ; K se numeşte echivalent electro-chimic şi este numeric egal cu masa de substanţă depusă la trecerea prin electrolit a unei cantităţi de electricitate egală cu unitatea (1 G). A doua lege stabileşte că echivalenţii electrochimici K ai elementelor sînt proporţionali cu ELECTROMAGNET echivalenţii chimici ai acestora, — n (unde A este numărul de masă şi n — valenţa elementului), adică 1 A K = — . —, unde F este o F n constantă fizică universală (v.) — numărul Faraday. Cele două legi ale lui Faraday pot fi exprimate printr-o singură relaţie sub forma: /fiind intensitatea curentului, iar t — timpul. Dacă la catod se depune un echivalent gram de substanţă (egal cu — grame), a-n tunci cantitatea de electricitate Q — It care trece prin electrolit este numeric egală cu numărul Faraday. Numărul de atomi dintr-un echivalent gram de substantă Na este egal cu ------ (unde Na este n numărul Avogadro), deci pentru depunerea unui atom de substanţă, prin electrolit trebuie să treacă cantitatea de electricitate q = = F* ~ > egală cu sarcina unui singur ion. Cea mai mică sarcină pentru n = 1 este egală cu sarcina electronului, numită sarcină elementară e; sarcina ionilor este o mărime cuantificată —multiplu (egal cu valenţa lor) al sarcinii elementare. elcctroluminescenţâ v. lumincs-cenţă. elcctromagnet, magnet temporar realizat prin înfăşurarea unui fir conductor parcurs de un curent electric în jurul unui mioz de fier moale. Se foloseşte în scopul producerii unui lucru mecanic, pentru a echilibra unele forţe sau 11* ELECTROMAGNETISM momente, sau pentru obţinerea unor cîmpuri magnetice intense. electromagnetism, capitol al fizicii ce se ocupă cu studiul feno-monolor olectrice şi magnetice, precum şi al undelor electromagnetice, avînd la bază teoria cîmpului electromagnetic elaborată de J.C. Maxwell. electrometru v. voltmetru. electron (e~), particulă elementară stabilă cu sarcina electrică negativă cea mai mică în valoare absolută (v. constantă fizică universală). A fost descoperit (1895) de J.J. Thomson în radiaţia catodică. Un atom neutru conţine un înveliş electronic avînd un număr de electroni egal cu numărul de protoni. Dintre aceştia, electronii cu cel mai mare număr cuantic principal se numesc de valenţă , emis în toate direcţiile do o suprafaţă, şi aria A/l a suprafeţei, cînd aceasta din urmă tinde către zero: AQ> dO Mv = lim — = — . AA—>o AA dA Se măsoară în lumeni pe metru pătrat. emitanţă energetică (sau radianţă, Me), limita raportului dintre fluxul energetic AP emis în toate direcţiile de o suprafaţă şi aria AA a suprafeţei, cînd aceasta din urmă tinde către zero: AP <1P M.> Este = lim aa->0 AA ăA numeric egală cu fluxul emis în toate direcţiile de unitatea de suprafaţă ©misivă. In SI, se măsoară în watt pe metru pătrat. Pentru un anumit izvor luminos, se poate defini un factor m>., practic constant într-un interval dX în jurul lungimii de undă X, astfel că emiianţa urmi element de arie poate fi scrisă ca o mărime direct proporţională cu intervalul dX: d Me = mxdX. Acest factor se numeşte densitate spectrală a emitanţci izvorului. Pentru toate lungimile de undă emise de un izvor cu distribuţie continuă a radiaţiei după X (ex. corpul negru), emitanţa energetică totală este dată de integrala: Me = j mxdX şi se numeşte emitanţă energetică integrală. Densitatea spectrală a emitanţei poate fi exprimată şi în funcţie de frecvenţa va radiaţiei emise: * 167 ’ âM.. — mvdv. Relaţia dintre m\ şi mv este: X2 m v = — > c unde c este viteza luminii în vid. emulsie fotografică v. placă fotografică. cinitor v. tranzistor. cnantiomorfie, proprietatea unor substanţe de a cristaliza în două forme, dintre care una este identică cu imaginea celeilalte într-o oglindă plană. Sin. enantiomorfism. cnantiotropie, proprietatea unei substanţe de â trece în ambele sensuri între două sisteme cristalografie, fără schimbarea stării de agregare, atunci cînd condiţiile fizice (temperatură, presiune) variază în mod adecvat. Sin. enan-tio tropism. energie (W,E,e)t mărime ce caracterizează posibilitatea unui sistem de a efectua lucru mecanic. Se măsoară, ca şi lucrul mecanic, în jouli (in SI) şi în unităţile tolerate: kilowatt-oră, erg, kilogram-forţă-metru, electronvolt. energie atomică, (sau nucleară), energie degajată într-o reacţie nucleară de fisiune sau de fuziune. energie cinetică v. energie mecanică. energie de excitare, energia necesară pentru trecerea unui electron al unui atom (aflat în starea fundamentală sau excitată) într-o stare energetică superioară, excitată. Ga şi nivelele energetice, energiile de excitare ale unui atom formează un şir discontinuu, iar valorile lor se pot determina experimental prin metoda ciocnirilor electronice inelastice. V. experienţele Franck-Hertz. ENERGIE energie de ionizare, energia necesară extragerii dintr-un atom a unuia dintre electronii săi. Dacă electronul este eloctron de valenţă (se află pe ultimul nivel energetic) şi atomul se află în stare fundamentală, energia de ionizare poarta numele de prima en°.rg ie de ionizare. Energia de ionizare coincide numeric cu enorgia de legătură a electronului în atom, iar energiile de ionizare ale atomului aflat pe diferite nivele energetice reprezintă înseşi nivelele energetice ale atomului respectiv. V. parcurs, potenţial de ionizare. energie de legătură a nucleului [W (A, Z)\ energia necesară dos-compunerii unui nucleu (de număr de masă A şi număr atomic Z) în nucleonii componenţi; reprezintă diferenţa dintre energia nucleului complex şi energia nucleonilor în stare liberă. Determinînd masa unui nucleu complex, se constată că masa acestuia este întotdeauna mai mică decît suma maselor protonilor şi neutronilor ce îl compun; deci, energia de repaus a nucleului complex este mai mică decît suma energiilor nucleonilor liberi, iar diferenţa lor este: W(A,Z) = “ {Mnucl [Zmp -f- (A — Z)mn]jc2, unde Mnuci este masa nucleului, mp — masa protonului, Mn — masa neutronului, c — viteza luminii. Dacă se cunoaşte masa iz o topică M a unui element, se poate determina energia de legătură a acestuia (ex. masa izoto-pică a deuteriului este (2,014735 ± ± 0,000006) u; rezultă că JF(2,1) = = - 2 224 MeV). Energia ce revine unui singur nucleon poartă numele de energis de legătură specifică, definită prin relaţia: ENERGIE z_W(A,Z) A în fig. 162 este arătată variaţia lui e cu numărul de masă A. Pentru izotopii de la mijlocul siste- mului periodic, raportul------— = = — 8,7 MeV. Pentru izotopii cu număr de masă mic, e tinde către zero, iar pentru cei situaţi la sfîrşitul sistemului perio- dic W(-A:Z) = _ 7,6 MeV. în ul-A timul caz, e este cu aproximativ 1 MeV mai mare decît în primul, ceea ce explică eliberarea unei energii de ordinul a 200 MeV la fisiunea nucleelor grele. De asemenea, din dependenta raportu- , . W{AyZ) A . lui ------— de A, se observa A că, în cazul fuziunii nucleelor u-şoare, are loc o degajare foarte mare de energie. Fig. 162 energie de mişcare v. energie mecanică. energie de repaus v. energie mecanică. energie elastică v. energie me-can ică. energie electrică v. energie radiantă. 108 energie electromagnetică v. energie radiantă. energie internă (C7), funcţie de stare a unui sistem termodinamic ce înglobează totalitatea formelor de energie pe care le posedă particulele sale. Poate varia fie dato-rită schimbului de lucru mecanic cu exteriorul (interacţii de natură mecanică sau de alta natură), fie pe seama schimbului unei cantităţi de căldură cu exteriorul (interacţii de natură termică). O anumită stare a sistemului este caracterizată de o valoare determinată a energiei interne; indiferent de drumul pe care l-a urmat variaţia parametrilor de stare, trecerea între două stări anumite este însoţită de aceeaşi variaţie a energiei interne. V. potenţial termodinamic. energie liberă v. potenţial termodinamic. energie luminoasă v. cantitate de lumină. energie magnetică v. energie radiantă. energie mecanică (W, B)} energie a unui corp capabil să efectueze un lucru mecanic datorită unor factori mecanici ca: viteză (energie cinetică), schimbarea poziţiei într-un cîmp de forţe, deformaţii etc. (energie potenţială). Energia cinetică (WCt T) a unui corp este egală cu lucrul mecanic necesar pentru a-1 scoate din repaus şi a-1 aduce în starede mişcare. De exemplu, dacă corpul de masă m aflat sub acţiunea unei forţe F capătă viteza v într-un timp ty în absenţa frecărilor, lucrul mecanic consumat este: r f* ™ f* dv dr A, L = \ Fdr= V m---------------d* = Jo Jo dt dt 169 ENERGIE f* i 7717,2 ttr = \ mv av =-----------= Ir c. Jo 2 în cazul vitezelor mari, energia cinetică este dată de teoria relativităţii restrînse: Wc = mc2 — m0c2 reppezentînd diferenţa dintre energia de mişcare a corpului (mc2) şi energia sa de repaus (ra0c2), m0 c fiind vi- teza luminii. într-un cimp gravitaţional, variaţia energici potenţiale (Wv) a unui corp de masă m este egală cu lucrul mecanic efectuat de forţa F la deplasarea lui pe direcţie verticala (fig. 163): B A m Fig. 163 Wfl-W0=&W> -C F-dl = m.gh, daca calculul se face pe o distanţă h relativ mică, cînd acceleraţia gravitaţională g se poate considera constantă; în general, se consideră energia potenţială la suprafaţa Pămîntului nulă: W0 = 0. în cazul unui corp supus acţiunii unei forţe elastice, F = — /cx, energia potenţială acumulată în urma deformaţiei (numită energie elastică), este: jrr Jv‘ — > X2 unde c este viteza de propagare a. radiaţiei. Enn'gia undelor elastice este alcătuită din energiile cinetică şi potenţială ale mediului elastic prin care se propagăo oscilaţie mecanică. Notînd cu p — presiunea datorată forţelor elastice, cu v — viteza particulelor mediului elastic (presupusă aceeaşi pentru toate particulele) şi cu e — viteza de propagare a perturbaţiei, energia radiantă dW cuprinsă în volumul elementar dV este: unde p0 este densitatea mediului neperturbat. Mărimile p şi v sînt funcţii de timp şi spaţiu. în cazul undelor sferice progresive, densitatea de energie radiantă la distanţa r de centrul perturbator este: 2p0c2 l 2AV2j undepmax= (co şi A fiind r pulsaţia şi amplitudinea undei), iar k este numărul de undă. Dacă distanţa de la centrul undelor sferice este mult mai mare decît lungimea de undă, astfel că 2A2r2>l, undele sînt practic plane, 170 iar densitatea de energie a lor este: P2ma* w = --------. 2p „c2 Energia electromagnetică dW, alcătuită din energia cîmpurilor electric E (energie electrică) şi magnetic H (energie magnetică) a unui element de volum dV din spaţiu, are expresia: dw = — (DE + B H) dV= 2 = ~ (sE2 + (i//2)dF, unde 1) = eE, B = (jlH, e şi (x fiind permitivitatea şi permeabilitatea mediului (considerat omogen şi izotrop) respectiv. V. undă electromagnetică, intensitate de radiaţie. în cazul radiaţiilor corpusculare (electroni, protoni, neutroni etc.), energia W a unui fascicul se obţine prin înmulţirea numărului de particule N cu energia (cinetică) u>i a unei particule: W = Nwi. energie specifică (sau voluinîcă), densitate de energie. cntalpic v. potenţial termodinamic. entropie (£), funcţie de stare a unui sistem termodinamic a cărei variaţie, la trecerea reversibilă a sistemului între două stări, este egală cu variaţia căldurii reduse (v. ciclu Carnot): cL9=^. T între două stări oarecare, variaţia entropiei sistemului poate fi calculată cu ajutorul integralei: 171 Jl T care are aceeaşi valoare pentru oricare transformare reversibilă ce are loc între stările considerate, depin-zînd doar de stările iniţială şi finală ale sistemului; în cazul unui ciclu reversibil AS = 0, iar pentru un ciclu ireversibil AS > 0. Uni-ficind ultimele două relaţii, se obţine A-S^O; variaţia entropiei fiind întotdeauna pozitivă sau e^ală cu zero (v. termodinamică), transformările ireversibile prin care trece un sistem au un sens unic, ducînd la creşterea entropiei sale. in fizica statistică a fost stabilită următoarea expresie a entropiei unui sistem termodinamic: S= kln TF, numită relaţia Boltzmann, în care h este constanta Boltzmann, iar W— probabilitatea termodinamică. eolotrople, proprietate a unor corpuri solide omogene şi izotrope de a so magnetiza în mod inegal în diferite direcţii, cînd sînt supuse unor deformaţii. Kotvoâ [otvoş], Lorănd (1848—1919), fizician ungur. Membru al Academiei de Ştiinţe din Budapesta. Contribuţii în domeniile gravitaţiei, magnetismului terestru şi fizicii moleculare. A construit o balanţă de torsiune sensibilă, care-i poartă numele, folosită în prospecţiuni geologice. cpidiascop, aparat de proierţie capabil să proiecteze pe un ecran imaginile atît ale unor obiecte opace (numit în acest caz episcop), cit şi a!eunora transparente (avînd denumirea de diascop). în alcătuirea lui intră sursa de lumină, EPITAXIE sistemul optic de proiecţie, cu* prinzînd obiectivul pentru proiectarea imaginilor reale ale obiectelor opace, şi pe cel pentru obiecte transparente, lentile condensoare, sisteme de răcire. episcop v. epidiascop. epitaxie, metodă de obţinere şi creştere a cristalelor peliculare, direct din faza gazoasă. Astfel, unui cristal i se induce structura ordonată de către suportul pe care este depus, acesta avînd tipul cristalografie şi constanta de reţea apropiate de ale cristalului (numit din această cauză şi strat epitaxiaî). De exemplu, pe un suport monocristalin de germa-niu (Ge) pot fi crescute straturi epitaxiale de arseniură de galiu (GaAs) şi fosfură de galiu (GaP). Ge aparţine tipului cristalografie diamant, în timp ce GaAs şi GaP aparţin tipului cristalografie spha-lerit; ambele tipuri au aceleaşi orientări spaţiale ale legăturilor dintre atomi. Un tip de instalaţie folosită la creşterea straturilor epitaxiale este redat în fig. 164. Transportul fazei gazoase a GaAs pînă la suportul de Ge este asigurat de uri curent compus din hidrogen molecular (H2) şi vapori de acid clorhidric (HG1). Metoda epi-taxială de creştere a straturilor subţiri este folosită în tehnologia de construcţie a circuitelor electronice integrate, miniaturale. /n/uşurarea cupforv/u/ efectrfc OOP <3^0 O O O O _J Strtrf epţfaxioţ "=S r^CaAs>... oooooooooo Fig. 164 ERG 172 erg (erg), unitate de măsura a energiei, a lucrului mecanic şi a cantităţii de căldură, în sistemul GGS. Reprezintă lucrul mecanic efectuat de o forţă egală cu o dină, cînd punctul de aplicaţie al ei se deplasează cu un centimetru, pe direcţia şi în sensul forţei. Valoarea crgului în SI este: 1 erg = IO-7 J. eroare <1e măsură, diferenţă existent^ între valoarea exactă (sau reală) a unei mărimi şi valoarea obţinută printr-o măsurare oarecare. Valoarea absoluta a diferenţei dintre valoarea reală x şi valoarea măsurată x\ a unei mărimi reprezintă eroarea absolută: 8# — | x — X{\. Valoarea reală x nu poate fi cunoscută, însă, foarte apropiată de aceasta, este media aritmetică x, a valorilor determinate printr-un număr mare de măsurări. Deci, în primă aproximaţie, eroarea absolută este: 8x = x — xt. Raportul dintre eroarea absolută şi valoarea reală (sau valoarea medie) poartă numele de eroare relativă: 8x 8x £ = — f e = — . X X După cauzele care le dau naştere, erorile se împart în: sistematice, întîmplătoare şi grosolane. Erorile sistematice sînt condiţionate de o aceeaşi cauză, care intervine într-un anumit sens (ex.: deplasarea faţă de zero a acului indicator, atunci cînd aparatul de măsură nu este pus în funcţiune). Aceste erori se înlătură uşor la o analiză atentă, prin schimbarea aparatului sau printr-o nouă etalonare. Fig. 165 Erorile întîmplătoare (sau accidentale) se datoresc unor cauze diverse, necunoscute, care acţionează în sensuri diferite, de la o măsurare la alta. Aceste erori se supun studiului statistic, astfel încît influenţa lor asupra rezultatului măsurării poate fi cunoscută. Erorile întîmplătoare determină distribuţia normală (gaussiană) a valorilor măsurate, în jurul valorii medii x (fig. 165): Funcţia T dă probabilitatea ca valoarea măsurată să ia valoarea Xi\ valorile cele mai probabile sînt cele mai apropiate de x. ct poartă numele de eroare pătratică med ie şi este eroarea care afectează valoarea medie, fiind dată de relaţia: “jv iz.'__________, N(N - 1) unde N este numărul total de măsurări. Influenţa erorilor înUm- 173 EXCITON plaloare asupra valorii medii poate fi evaluată şi prin calcularea 2 erorii probabile r ^— a, a erorii 3 medii y) = 0,8a sau a erorii maxime A = 3a, iar rezultatul măsurărilor unei mărimi poate fi redat sub una din formele: x + a; : v i r\ x — 7). Erorile grosolane sînt provocate de neglijenţa cercetătorului sau de o cauză obiectivă care nu se repetă. Aceste erori se înlătură în urma analizei atente a şirului de valori individuale, constatîndu-se astfel că unele dintre ele sînt în contradicţie cu marea majoritate a celorlalte. Pe bazastudiuluierorilor, se poate interpreta corect rezultatul măsurărilor. eter v. experienţa Michelson. evaporare, transformare de fază din * lichid în vapori, care se petrece la suprafaţa lichidului. Viteza de evaporare (masa de lichid evaporată în unitatea de timp) este dată de relaţia: v = k^iEs?.=LPL, H în care S este suprafaţa lichidului, p — presiunea vaporilor lichidului, Pui — presiunea vaporilor saturaţi, iar H — presiunea gazului de deasupra lichidului (de obicei, egală cu presiunea atmosferică). excitare, perturbare energetică a unui sistem aflat în stare de echilibru. Spre exemplu, un atom de hidrogen în stare fundamentală (avînd electronul pe nivelul energetic K) poate fi excitat printr-un procedeu oarecare, ridieîndu-i-se electronul pe un nivel energetic superior (L,Af,...). V. ciocnire neeiastică de genul întîi. exciton, particulă fictivă asociată unei stări excitate a corpului solid. Constituie un sistem format dintr-un electron şi un gol, care au fost generaţi împreună şi au rămas legaţi între ei; sistemul se deplasează în corpul solid, electronul „gravitînd“ în jurul golului pozitiv. Electronul poate să se găsească pe un nivel energetic în apropierea minimului zonei de conducţie, în timp ce golul se află în partea superioară a zonei de valenţă (fig. 166). Excitonul este caracterizat de un şir de stări energetice care pot fi uneori determinate cu ajutorul relaţiei: W = WG - y.e*/2 /i2rc2e2, unde Wq este lărgimea zonei interzise, ^ — masa efectivă a excitonului, n — numărul cuantic, e — permitivitatea mediului, e — sarcina electronului, iar h = - - > 2tz unde h este constanta Planei;. Datorită asemănării acestei relaţii cu expresia cuantificată a energiei atomului de hidrogen, un exciton care o satisface poartă numele de exc iton h idrogenoid. Generarea excitonului în diferite stări cuantice poate avea loc cu absorbţia unei cuante de lumină. De aceea, diferitele sale stări energetice pot fi identificate ca maxime Zona de condacfie „ Zona de va/enfă » Fig. 166 rai -EXCITON 174 Fig. 167 Fi~. 1C8 -i&'fm © ® ® @ @ "'®N ® \ 0 4 m ©+ ® \ W I © o • • o • ® • Fig. 169 pe curba do absorbţie a corpului solid, iii fig. 167 şi 168 sint redate curbele do absorbţie ale bromurii de potasiu (KBr) şi ale oxidului de cupru (CuaO); maximele corespunzătoare diferitelor stări energetice ale excitoiHilui pot fi identificate după valorile ce revin numărului cuantic ii. Există excitoni de raze diferite, cazurile exLreme fiind excitonul (dt; rază mică) de lip Frenkel şi excitonul (de rază mare) de tip Wannier (fig. 169 — F şi respectiv W), primul întîlnit in KBr, iar al doilea în Cu20. Aceste douu tipuri de excitoni se tratează teoretic cu ajutorul a două metode diferite. Mişcarea electronului este descrisă ţinînd seama de potenţialul electric creat de gol şi de distribui ia reală a potenţialului nodurilor reţelei cristaline (în cazul excitonului Frenkel) sau de potenţialul mediu creat de nodurile reţelei cristaline (la excitonul Wan-n ier). exci tron v. ignitron. in care Am este devi- A aţia în cîmpul magnetic, iar A — o constantă a aparatului depinzînd de dimensiunile zonei în care acţionează acest cîmp şi de distribuţia lui. Viteza v a electronilor, care intervine în relaţiile de mai sus, se poate calcula pentru anumite valori ale celor două cîmpuri, carc compensează cele două deviaţii (fas- Fig. 174 12 EXPERIENŢE ciculul de electroni trecînd nede- jg viat); în acest caz: v — — . A experienţele Francfe-Hertz, experienţe efectuate în 1913—1914, care au confirmat postulatele Bohr. Au fost realizate în principiu prin bombardarea atomilor de mercur cu electroni de viteze relativ mici. Sub o anumită valoare a energiei electronilor, ciocnirile sînt elastice, în urma lor electronii păstrîn-du-şi energia şi modifieîndu-şi doar direcţia; pentru o energie a lor de 4,9 eV ciocnirile nu mai sînt elastice, electronii cedînd atomilor e-nergia şi adueîndu-i într-o stare excitată. Se observă că, şi pentru alte valori ale energiei,de ex.: 9,8; 11,2; 13,5; 14,7; 16; 17,6; 19,3; 20,2; 21,2 eV, ciocnirea este nee-lastică şi se constată că ele sînt combinaţii a două valori ale energiei de bază 4,9 şi 6,7 eV (electronul putînd suferi una sau mai multe ciocniri succesivc, de un tip sau altul). Existenţa acestor valori în procesul ciocnirilor este o dovadă a existenţei unor nivele energetice cuantificate în atomul de mercur; atomii excitaţi în acest mod emit ulterior, prin dezexcitare, radiaţia monocromatică cu X = 2 537Â, care coincide cu lungimea de undă ce ar trebui emisă în conformitate cu postulatul al doilea al lui Bohr (v. model atomic). exponent arii abat ic v. transformare adiabatică. expunere (sau cantitate de iluminare,#), mărime egală cu integrala produsului dintre iluminarea E(t) şi timpul dt de expunere la lumină a unui strat de emulsie fotosensibi-lă: # = ^ E{t)dt. 178 Se măsoară în lux-secundă. V. cantitate de lumină. extincţie (Ex, En), mărime optică exprimată prin logaritmul inversului factorului spectral de transmisie t*. După felul logaritmului utilizat se defineşte extincţia zecimală, numită şi densitate optică, Ex, şi extincţia naturală E nX • Ex= Ig — Şi Enx — In — = — E}t t* M unde M este modulul de transformare al logaritmilor naturali în logaritmi zecimali. Raportul dintre extincţie şi grosimea d a stratului străbătut de radiaţie poartă numele de modul de extincţie; in mod analog se definesc un modul zecimal de extincţie mx şi unul natural mnx■ *x = Ş şi knX = — • d d Modulul de extincţie, numit în optică şi coeficient de absorbţie, constituie o măsură a vitezei de atenuare a fluxului de-a lungul distanţei l; această atenuare are loc conform legii: — niyl t = O0 10 sau în care : a = —■ ♦ a> Valoarea sa variază între 0 (corpurile perfect reflectă toare) şi 1 (corpul negru). Raportul dintre densitatea spectrală a fluxului energetic (sau luminos) absorbit şi cea a fluxului incident ?>, defineşte factorul spectral de absorbţie (sau absorbanta spectrală): Cunoscînd valoarea acestuia, se poate calcula factorul de absorbţie ai unui corp, cu ajutorul relaţiei: Intre cei trei factori — de absorbţie, de reflexie p şi de transmisie t ce caracterizează un mediu, exista relaţia: a + p + t = 1. factor de amortizare v. oscilaţie. factor de amplificare v. neutron. factor de calitate v. oscilaţie forţată. faetor de cuplaj v. cuplaj elastic. factor de luminam,fi v. corp cenuşiu. factor de putere (cos 9), raportul d intre puterea reala (sau activă ) P şi puterea aparentă Pa (fig. 176 — Pr fiind puterea reactivă), schimbate la bornele unui circuit electric de curent alternativ: P COS

. - -x'-p- • 9a V. factor de absorbţie. îactor do transmisie sau dc transparenţă (global sau putere trans-miţătoai(\ t), raportul dintre fluxul energetic (sau luminos) Iranul is de un corp Ot şi cel incident O: T = ----- • O Valoarea sa este nulă în cazul corpului negru şi al corpurilor perfect reflectătoare. Raportul dintre densitatea spectrală a fluxului energetic (sau luminos) transmis 9- şi cea a fluxului incident 9\ poartă numele de factor spectral de transmisie (sau Iransmitanţă spectrală): V. factor de absorbţie, extincţie. factor giromagnetic (y), mărime exprimată prin raportul dintre mărimea momentului magnetic 111 asociat unui sistem de particule şi cea a momentului cinetic q al sistemului: m Y = —. 3 £ Are valoarea g •------ , unde g este 2 mc factorul Land6 iar e şi m sînt sar- FASCICUL cina şi, respectiv, masa electronului. factor Land£ v. efect Zeeman.. familie radioactivă, serie radioactivă. farad (F), unitate de măsură în SI a capacităţii electrice, egală cu capacitatea unui conductor electric al cărui potenţial creşte cu un volt la mărirea sarcinii sale electrice cu un coulomb. Faraday [feradi], Michael (1791 — 1867), fizician şi chimist englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. Unul dintre fondatorii electromagnetismului. A descoperit, în 1831, fenomenul de inducţie electromagnetică; a dat un sens fizic liniilor de cîmp electric şi magnetic şi a considerat că transmiterea acţiunilor are loc cu viteză finită. A descoperit (1833— 1834) legile electrolizei şi a introdus termenii de ion, catod, anod, electrod etc. în 1845 a descoperit paramagnetismul, diamag-netismul şi fenomenul de polarizare rotatorie magnetică a luminii,, care-i poartă numele. fascicul de lumină v. fascicul de* radiaţii. fascicul dc particule v. fascicul de-radiaţii. fascicul dc radiaţii, ansamblu de* radiaţii (electromagnetice sau cor-pusculare) care se propagă în acelaşi sens, avînd o lungime de undă mică în comparaţie cu dimensiunile obstacolelor întîlnite. Poate fi conic (homocentric) sau izogen — dacă radiaţiile care îl alcătuicsc* trec prin acelaşi punct, sau paralel (cilindric) — daca acestea sînt. paralele; fasciculele conice conţi-nînd radiaţii ce se întîlnesc în ace* laşi punct se numesc convergente,. FASCICUL iar cele ale căror radiaţii pornesc din acelaşi punct — divergente. După natura radiaţiilor care le compun, fasciculele pot fi: de lumină, de raze gama, de raze X, de particule etc. Fasciculele de lumină (sau lumi-noase) pot fi monocromatice (de lumină monocromatică) sau poli-cromatice (de lumină compusă). Ele sînt utilizate la formarea imaginilor în instrumentele optice. Pentru a forma imagini clare, se folosesc fascicule înguste, ce cad în imediata vecinătate a axei optice, practic paralele cu ca (sau de o înclinare foarte mică), numite paraxiale (v. aproximaţie Gauss); orice abatere de la paraxiabilitate 111 construcţia instrumentelor duce la aberaţii de diferite tipuri. Fasciculele de particule se întîl-nesc în acccleratoarele de particule. Există fascicule moleculare, atomice, de electroni, de protoni, de neutroni etc. Dintre acestea, fasciculele de electroni prezintă aplicaţii în tuburile catodice şi în dispozitivele electronice (v. microscop electronic). Daca vitezele particulelor (de acelaşi fel) care îl alcătuiesc sînt practic egale, fasciculul se numeşte monocinetic. fascicul luminos v. fascicul de radiaţii. fază 1. (sau unghi defaza, coi + 10 Oe) şi moi (II c< 10 Oe). Susceptivitatea magnetică a lor este pozitivă şi variază cu cîmpul magnetic, trecînd printr-un maxim; dependenţa ei de temperatură este dată de legea Curie-Weiss: const în care TC(T < Tc) este temperatura Curie. în teoria lui P. Weiss, corpurile feromagnetice conţin domenii magnetizate spontan, ale căror dimensiuni liniare sînt cuprinse între 10“3şi IO-2 cm, numite domenii de magnetizare (sau magnetice); aceste domenii iau naştere prin orientarea în acelaşi sens (paralelă) a dipolilor magnetici elementari. Pereţii interdomenici se întind pe aprox. 300 perioade ale reţelei cristaline şi au o magnetizare neomogenă. O verificare a existenţei acestor domenii o constituie caracterul discontinuu al curbei de magnetizare în domeniul cîmpurilor magnetice slabe (v. efect Barkhausen), precum şi distribuirea neomogeriă a piliturii de fier pe suprafaţa unui cristal feromagnetic, sub forma unui mozaic de regiuni ce se orientează în cîmp magnetic (figuri Bitter-Aku-lov). în absenta cîmpului magnetic,, domeniile sînt orientate la întîmpla-re, magnetizaţia totală putîndu-se anula. La introducerea corpului în cîmp magnetic se produce o orientare parţială a domeniilor, cu atît mai pronunţată cu cît cîmpul este mai intens, care duce la creşterea magnetizaţiei globale pînă la o valoare de saturaţie, corespunzătoare orientării complete. Astfel se poate explica forma curbei de isterezis magnetic. fierbere, transformare de fază din lichid în vapori, care are loc ini toată masa lichidului.. FIGURI liguri Bitter-Akulov v. feromag-netism. figuri Lissajous v. oscilaţie. filtru optic, dispozitiv utilizat pentru transmisia parţială a fluxului energetic (sau luminos) emis de o sursă de radiaţii. Poate fi neutru -Sau selectiv, după cum lasăsă treacă radiaţiile incidente de orice lungime de undă sau numai cele cuprinse în tr-un anumit domeniu spectral. Două tipuri speciale de filtru sînt filtrele interferenţiale şi cele Wood. Filtrul interferenţial este alcătuit din două lame plan-paralele subţiri, semitransparente, «avînd între ele o peliculă transparentă de criolit sau fluorură de magneziu. Datorită fenomenului de interferenţă cu fascicule multiple (provenite din reflexii repetate în interiorul peliculei), acest dispozitiv poate selecta (filtra) un domeniu spectral extrem de îngust din fasciculul incident (de .aprox. cîteva zeci de Â). Există două tipuri de astfel de filtre: prin reflexie şi prin transmisie. Filtrul Wood conţine săruri de nichel, care au proprietatea de a absorbi -aproape total radiaţiile vizibile, lasînd să treacă radiaţiile ultraviolete. Dacă pe un astfel de filtru cade lumina provenită de la o lampă de cuarţ cu descărcare în vapori de mercur, acesta va transmite numai radiaţiile ultraviolete -ale spectrului de emisie al lămpii (lumină Wood). Este utilizat pentru analiza luminescenţei diver- 184 fisiune, proces spontan sau indus (de către neutroni, particule alfa, protoni, deuteroni, fotoni de radiaţie gama etc.), de diviziune a nucleului atomic în două sau mai multe fragmente de mase comparabile. A fost descoperită în 1939 de O. Hahn şi F. Strassman la elementul uraniu bombardat cu neutroni, iar teoria sa a fost elaborată de I.I. Frenkel, N. Bohr şi J.A. Wheeler. Fisiunea unui nucleu de uraniu constă în trecerea acestuia într-o stare excitată la absorbţia unui neutron, putînd să se fragmenteze în două nuclee de mase mai mici (aproximativ egale), ca cele de bariu şi lantan, şi neutroni. Această comportare a fost comparată cu aceea a unei picături de lichid care se poate despica în două picături mai mici. în mod analog, nucleul suferă o serie de deformări succesive (fig. 177), în final divizîndu-se. Produsele (sau fragmentele) de fisiune au energii cinetice enorme; masa lor este mai mică decît cea a nucleelor dinaintea reacţiei, diferenţa apărînd sub formă de energie cinetică a particulelor rezultate. După descoperirea fisiunii uraniului produsă de neutroni, s-a descoperit fisiunea produsă de particule a (cu energia de 400 MeV), deuteroni (200 MeV) şi fotoni (20 MeV), precum şi fisiunea spontană a nucleelor de uraniu şi a altor aprox. 50 izotopi ai elementelor grele. Timpul de înjumătăţire al 2||U este de 5,9 *105 ani; pentru alte elemente valoarea sa scade cu creş- rselor substanţe. Fig. 177 185 terea numărului atomic. Sub acţiunea unui flux de neutroni rapizi sau intermediari fisionează majoritatea izotopilor elementelor grele; neutronii termici produc fisiunea numai a trei izotopi: 29:]U, 292U, 294Pu. Dintre aceştia, în stare naturală se găseşte numai izotopul 292U aflat în minereul de uraniu în proporţie de 7°/0n* El fisionează şi sub acţiunea neutronilor rapizi, însă cu o probabilitate mai mică. Secţiunea eficace pentru fisiunea nucleelor de cu neutroni de energie 1 KeV este de 2 — 2,5 barni, mai mare de aprox. 209 de ori în raport cu cea pentru neutronii rapizi. Aceştia din urmă produc fisiunea nucleelor de ^oU, “uTh, 2!iPa şi 2|lNp. Dcpen-denţa secţiunii eficace <7 a izotopului 293Np de energia W a neutronilor incidenţi este reprezentată în fig. 178; după cum se observă, există o anumită energie de prag (0,3 MeV) pentru procesul de fisiune. Instabilitatea nucleelor în raport cu fisiunea îşi găseşte explicaţia în faptul că, îndeosebi în cazul nucleelor grele, respingerea elec-tn statică este mare la suprafaţa nucleului. De aceea, bariera potenţială care trebuie învinsă pentru ruperea acestor nuclee în două şi trei fragmente nu este aşa de mare, Vind necesară o energie de activare destul de mică a particulei incidente, care poate pătrunde în nucleu şi prin efect tunel, în cazul fisiunii în două fragmente egale, diferenţa dintre energiile nucleului de masă M (A, Z) ce fisionează şi a celor două fragmente de fisiune de mase egale 2M(A/2, Z/2) trebuie să fie egală cu energia degajată în procesul de fisiune: Wfu = [M(A, Z) - 2M(A /2, Z/2) ]c2, c fiind viteza luminii. Particula fisiune. incidenţă trebuie si) aibă o energie care să depăşească energia de activare Wa( tiv (fig. 179); întrucît valoarea acesteia depinde de raportul dintre energia de tensiune superficială a nucleului şi energia de respingere electrostatică a protonilor, rezultă că ea depinde de valoarea este valoa- rea corespunzătoare a condiţiei de echilibru dintre cele două energii. Z2 fZ2\ Dacă ™ > | — , energia de res- A pingere coulombiană depăşeşte energia de Suprafaţă şi, deci, energia de activare fiind mai mică, fisiunea se poate produce mai uşer. Divizarea nucleului în două fragmente în urma procesului de fisiune se poate realiza într-un număr mare de moduri. în fig. 180 este reprezentată curba experimentală de variaţie a randamentului nucleelor rezultate (exprimat în pro- FISIUNE conte) în funcţie de numărul de masă al lor în cazul izotopului 2oaU. De pe acest grafic se observă că numărul de masă al fragmentelor de fisiune este cuprins între 72 şi 162, iar probabilitatea cea mai mică o are fisiunea în două fragmente egale şi probabilitatea maximă — cea în fragmente avînd raportul maselor de aprox. 2/3 (38Sr şi 54Xe). Alături de acest tip de fisiune se produce fisiunea nucleelor în trei fragmente care pot fi: -- egale (fisiune simetrică, în proporţie de IO"6); — două mari şi unul de lung parcurs (fisiune asimetrică, în proporţie de 2 "IO”3); — două mari şi unul de parcurs redus — cca. 3 cm în aer '(fisiune asimetrică, în proporţie de IO'3). Conţinînd un număr mare de neutroni, fragmentele care apar în unna fisiunii prezintă radioactivi-talep-, emiţind totodată neutroni momentani şi, într-un interval de timp de 10~12s, neutroni întîrziaţi. La o fisiune a unui nucleu de 235IJ, produsă de un neutron inci- 186 dlMlt, «i Piuit iwn, '2/»7 tuMiIroni şi o niifirtfli' il* wi»roH *200 MiîV, care ho «IlftlrllHll* In In* frnKMKiitele di flnluno, lltvctrM proporţional I tnMomnah* cantităţi do onor^lii #1 poarlrt numele de rt'ttcţie ht Ittnţ. tu nniiii u11 <^i astfel d<4 marţii, nuiiin 1*111 «Io neutroni crrşto iu nro^roHlo^noinol.rir.ri ;după aprox. 7;i do j/ reacţii chimico co desă vîrşesc arderea practic completă a combustibilului; ultima regiune, numită căciula flăcării, de o slabă coloraţie albăstruie, uneori aproape incoloră, unde au loc o serie de reacţii chimice secundare cu aerul înconjurător, care pătrunde prin părţile laterale. Există o mare varietate de combinaţii de gaze utilizate pentru producerea flăcărilor. Dintre acesteaf cîteva sînt cuprinse în tabelul 14. Flacăra a constituit prima sursă spectrală folosită pentru determinări calitative şi cantitative în spectroscopie. Pentru producerea ei, au fost utilizate două tipuri de becuri de gaz: Bunsen (1859) şi Teclu (1898). Deşi este remarcabilă prin reproductibilitate şi stabilitate, are inconvenientul că nu poate fi folosită decît pentru soluţii lichide. Ga urmare a faptului că temperaturile obţinute în flăcări nu pot depăşi o anumită valoare, numărul substanţelor ce pot fi excitate pe această cale (chimică) este limitat la aprox. 30. De aceea, în prezent sînt preferate sursele electrice, cum sînt torţa de înaltă frecvenţă, arcul şi scinteia electrică. Tabelul 14 Carburant Comburant % Tcmncm-tura obţin util ! K 1 i Ac etilena Oxigen Aer 44 0 3 370-3 410 2 4.00— 2 670 Butan Aer 3,2 2 170 Hidrogen Oxigen Aer 78 31,6 2 820-2 930 2 275 2 320 Etan Aer 5,8 2 170 Propan Aer 4,15 2 195 Metan Aer 10 2 140 Oxid (le carbon Aer 36 2 170 FLACARA Fig. 181 interioară J, numită conul de reacţie sau miezul flăcării, avînd o culoare verck-albastră, care este sediul primelor reacţii chimice exoterme ce furnizează căldura pentru încălzirea straturilor superioare; o regiune 2 de temperatură maximă, numită mantaua flăcării situată deasupra conului de reacţie 3t formată din produsele reacţiilor chimice primare din zona miezului flăcării, in care au loc m fluctuaţie, abatere întîmplătoare a unei mărimi fizice de la valoarea medie. fluid, corp în stare gazoasă (gaze, vapori) sau lichidă, caracterizat prin coeziune mică între molecule, avînd proprietatea fundamentală de a nu avea formă proprie, ci de a lua forma vasului în care se află. Proprietăţile comune ale fluidelor fac ca acestea să verifice, pentru unele fenomene, legi identice. Spre deosebire de gaze însă, lichidele sînt practic incompresibile; de aceea, lichidele au volum propriu, în timp ce gazele sînt expansibile. Straturile de fluid pot aluneca uşor unele peste altele, ceea ce face ca frecarea lor internă (numită vîsco-zitate) să poată fi neglijată în multe cazuri. Fluidul a cărui formă poate fi modificată fără consum de energie, viscozitatea sa fiind nulă, se numeşte fluid perfect; un fluid real este vîscos şi compresibil. fluiditate (9), mărime ce caracterizează fluidele reale, egală cu inversul viscozităţii dinamice: 1 9 = ~ • *3 în SI se măsoară în metri pătraţi pe newton-secundă. fluorescenţii v. luminescenţă, ciocnire neelastică de genul al doilea. îlrx ii 1 inducţiei electrice, flux electric. flux al inducţiei magnetice, fli^c magnetic. \ flux de energie ■ ad iantă, flux ener-getic. flux de căldură, flux termic. flux de particule, ansamblu de particule aflate în mişcare (parţial) orientată, prin vid. Este caracterizat de numărul de particule care FLUX străbat o suprafaţă dată în unitatea de timp (intensitatea fluxului de particule), precum şi de numărul de particule ce trec prin unitatea de arie a suprafeţei considerate (densitatea fluxului de particule). flux electric (sau al inducţiei electrice, T), mărime definită prin integrala de suprafaţă a componentei Dn a inducţiei electrice D după direcţia normalei la o suprafaţă considerată: *i' = ^ D • dA = ^ n D dA = Dn dA f A unde A este aria suprafeţei, iar dA = nd^4, n fiind versorul direcţiei normale. în SI se măsoară în coulombi. V. ecuaţii Maxwell. flux energetic (putere radiantă sau flux de energie radiantă, P, <$, Oe), raportul dintre energia radiantă W care străbate o anumită suprafaţă şi intervalul de timp t corespunzător: t Unităţile sale de măsură sînt wattul (în SI) şi ergul pe secundă (în sistemul CGS). Fluxul emis de o sursă în toate direcţiile din spaţiu (într-un unghi solid egal cu 4tu) se numeşte flux energetic total. Suma fluxurilor tuturor rad ia-ţiilor monocromatice emise într-un anumit unghi solid poartă numele de flux energetic integral. Raportul dintre fluxul radiant elementar şi intervalul spectral exprimat în funcţie de lungimea de undă X sau de frecvenţa v: d$ d$ Py — — sau p = — FLUX poantă numele de densitate spectrală a fluxului energetic. flux luminos (O, <3>v), mărime fotometrică ce evaluează capacitatea ochiului omenesc de a percepe un flux energetic. Este definit prin relaţia: ® j°VxpxdX, în care Km este echivalentul foto-metric al radiaţiei, Fx — eficacitatea luminoasă spectrală relativă a radiaţiei cu lungimea de undă X, iar px — densitatea spectrală a fluxului energetic. Unitatea sa de măsură în SI este lumenul. Echivalentul fotometric al radiaţiei (Km), numit şi eficacitate luminoasă spectrală maximă a unei radiaţii vizibile, reprezintă fluxul luminos, exprimat In lumeni, produs de fluxul energetic de 1 W cu lungimea de undă de 5 550 Â; valoarea sa este egală cu 650 lm/W. Eficacitatea luminoasă spectrală relativă a unei radiaţii Fx» numită şi sensibilitate spectrală relativă a ochiului (sau vizibilitate relativă), arată gradul de sensibilitate a ochiului pentru diferite lungimi de undă ale radiaţiilor electromagnetice. Astfel, Vx este zero pentru orice lungime de undă a radiaţiilor din regiunea infraroşie şi din cea ultravioletă a spectrului (radiaţii „invizibile41, care nu impresionează retina ochiului uman) şi diferită de zero pentru radiaţiile vizibile. Ea nu are însă aceeaşi valoare pentru orice radiaţie din domeniul vizibil, datorită proprietăţii ochiului de a nu prezenta aceeaşi sensibilitate la diferite culori. Retina ochiului are cea mai mare sensibilitate pentru radiaţia verde, din partea mijlocie a spectrului vizibil, cu lungimea de undă X0 = 5 550 Â. Pentru toate celelalte lungimi de undă (culori), ochiul este mai puţin 192 sensibil. Iluminînd o jumătate Ex a unui ecran alb dreptunghiular (fig. 182) cu fluxul energetic P(i de lungime de undă fluxul energetic Px, de o altă lungime de undă X, cu care este iluminată cealaltă jumătate E2 a ecranului pentru ca cele două plaje să fie percepute de ochi ca egal ilumina le, trebuie sa fie mai inare decît P0. Pornind de la această observaţie, eficacitatea spectrală a unei radiaţii vizibile este definită, în mod convenţional, ca raportul a două fluxuri energetice Pn (cu a0 = 5 550 A) şi Px (cu Xr/:X0) care produc aceeaşi senzaţia vizuală: Mărimea Vx are valoarea maximă egală cu unitatea, penl.ru X0 (pentru care Px : Pv), şi valori subunitare, pentru celelalte lungimi de undă (deoarece P\> /*„ pentru >.r£X0). 108 FOCALA în fig. 183 a fost trasată grafic funcţia V\ pentru întreg domeniul vizibil, măsurătorile au fost efectuate pentru luminanţe cuprinse aproximativ între 10“4 şi lO^sb, adică pentru regimul de vedere Cu topică. Deşi există mari variaţii individuale, măsurătorile efectuate asupra unui mare număr de observatori, fără defecte de vedere,au condus la o curbă medie, care defineşte aşa-numitul observator normal, standardizată de Comisia Internaţională a Iluminatului (Cil). Aceasta este reprodusă pe grafic prin curba continuă, avînd maximul (egal cu unitatea), în dreptul lungimii de undă de 5 550 A. în tabelul 15 sînt date valorile numerice standardizate de către Cil ale funcţiei V\ pentru întreg domeniul vizibil (în regim fotopic). Cu scăderea luminanţei sub limita de aproximativ 0,1 sb (vedere scotopică), curba eficacităţii luminoase se deplasează către violet (reprezentată punctat pe grafic), maximul său fiind situat la aprox. 5 100 A. V. vedere. O altă mărime fotometrică este eficacitatea luminoasă a unei surse dc lumină reprezentînd raportul Tabelul 15 1 , i Â,in A X, în A 1 4 000 0,0004 6 700 0,952 i 4 200 0,0040 5 900 0,757 i 4 400 0,023 6100 0,503 ! 4 600 0,060 6 300 0,265 | 4 800 0,139 6 500 0,107 1 5 000 0,323 6 700 0,032 ; 5 200 0,710 6 900 0,0082 j 5 400 0,954 7 100 0,0021 o 500 0,995 7 300 0,00052 5 550 1,000 7 500 0,00012 i ■: oo o i 0,995 7 600 0,00006 dintre fluxul luminos 1013Hz). Energia fono-nului se exprimă cu ajutorul relaţiei: W s= kv, unde h este constanta Planqk, iar v — frecvenţa fononu-lui. In reţele cristaline tridimensionale, spectrele fononilor prezintă, în general, trei ramuri acustice şi trei optice. în reţelele cristaline care conţin un singur tip de atomi nu se întîlnesc decît ramurile acustice. Tratînd corpus-cular interacţiunea fononilor cu -e- Fig. 185 Fig. m Fig. 187 *9'1 Ramura optica (2^/Myf2 Fig. 188 alte particule (ex. electroni) se explică multe din fenomenele întîl-nite în cristale cum sînt: conducti-bilitatea termică a izolatorilor, absorbţia fotonilor în domeniul infraroşu, unele procese de împrăş-tiere a electronilor care conduc curentul electric, restabilirea distribuţiei de echilibru a purtătorilor de sarcină (după ce cauza care a provocat încălcarea echilibrului a încetat), antrenarea electronilor de 13* FORFECARE către fononii acustici (efect Gure-vici), antrenarea electronilor de către fononii optici (efect studiat pentru prima oară de fizicianul român G. Plăviţu) etc. forfecare v. deformaţie elastică. formula Balmer v. spectru atomic. formula barometricâ, formulă ce stabileşte dependenţa dintre presiunea aerului şi altitudine. Cînd în interiorul unui gaz nu există un gradient de temperatură, iar asupra sa nu acţionează forţe exterioare, el are aceeaşi densitate în întreg volumul pe care îl ocupă ; dacă asupra gazului acţionează forţe gravitaţionale, densitatea sa au mai rămîne constantă. Astfel, densitatea p a aerului atmosferic variază cu altitudinea şi, în ipoteza că temperatura T şi acceleraţia gravitaţională g nu variază cu înălţimea k> este dată de relaţia: mgh kT P = Poe 1 unde p0 este densitatea la nivelul mării (altitudine zero), m — masa medie a unei molecule din aer, iar k — constanta Boltzmann. Ţinînd seama că p = mn (unde n este concentraţia moleculelor), relaţia se poate scrie sub forma: _ mgh kt n = n0e şi substituind n = — , respectiv n — se obţine formula baro-0 kT metrică: kT p = p0e Această relaţie indică faptul că presiunea scade în progresie geometrică, atunci cînd altitudinea creşte în progresie aritmetică, şi este aplicabilă doar pentru altitudini relativ mici (de ordinul miilor de metri); în cazul altitudinilor mari, relaţiei i se aduc corecţii legate de variaţiile temperaturii şi acceleraţiei gravitaţionale cu altitudinea. formula Bohr v. parcurs. formula Breit-Wigner v. reacţie nucleară. formula Clausius-Clapeyron v. transformare de fază. formula Einstein, formulă care stabileşte corespondenţa dintre masă şi energie în mecanica relativistă, exprimată prin relaţia: W = mc2, unde W este energia şi m — masa de mişcare a unui corp, iar c — viteza luminii în vid. Cînd corpul se află în repaus, energia sa (de repaus) este dată de relaţia W0 = — m0c2, unde m0 este masa de repaus a corpului. Diferenţiind prima relaţie se obţine: dW = c2 dm, adică orice variaţie de energie ?a unui corp condiţionează o variaţie de masă. Formula are largi aplicaţii în fizica nucleară la interpretarea reacţiilor nucleare. Filozofii idealişti au dat adesea o interpretare greşită acestor relaţii, afir-mînd că ele constituie o dovadă a transformării materiei (masei) în energie şi deci a posibilităţii dispariţiei materiei (masei). Materialist ii dialecticieni au arătat însă că formula E ins le in are o semnificaţie obiectivă, precizînd şi care sînt erorile idealiştilor. Pe de o 107 parte, nu poate fi confundată materia (realitatea obiectivă) cu o proprietate fizică, cum este masa, iar pe de altă parte, nu există o justificare matematică a afirmaţiei <’ft masa se transformă în energie — rflci relaţiile anterioare stabilesc doar legătura între două proprietăţi ale realităţii obiective, deosebite din punct de vedere fizic. formula Galilei v. mişcare mecanică. formula Laplace w presiune internă. formula Lorentz-Lorenz v. dispersie a luminii. formulaMayer v. căldură molara. formula Pianck v. corp negru* formula Poiseuille v. legea Poi-seuille. formula Poisson v. transformare adiabatică. formula Raylelgh-Jeans v. corp negru. formula Rutherford v. secţiune eficace. formula Sabine v. reverberaţie. formula Thomson v. circuit electric. formula Weizsâcker v. model nuclear. formula Wien v. corp negru. formula Wulf-Bragg v. radiaţie X. formulă fizică v. sistem de unităţi. formulă matematică v. sistem de unităţi. FORŢA forţă (F), mărime vectorială repre-zentînd cauza ce produce modificarea stării de mişcare a corpurilor sau deformarea lor. Poate avea diferite naturi: gravitaţională, electrică, magnetică, nucleară etc. Se măsoară în newtoni (în SI) şi în unităţile tolerate dine şi kilo-grame-forţă. Din punct de vedere dinamic, forţa se poate defini ca derivata întîi în raport cu timpul (sau viteza de variaţie) a impulsului K al unui corp, faţă de un sistem de referinţă inerţial: F= d« Efectele statice şi dinamice ale unui sistem de forţe ce acţionează asupra unui corp pot fi evaluate prin înlocuirea sistemului cu o singură forţă — rezultanta — ce produce aceleaşi efecte. în general, regula de compunere a mai multor forţe se poate reduce la cea de compunere a două forţe care, în funcţie de poziţia lor relativă în spaţiu, pot fi: — coplanare concurente. Compunerea se face cu ajutorul regulii parale logramu lui (f or mu la tă d e N ew t on), potrivit căreia două forţe concurente în O, Ft şi F2, au ca rezultantă diagonala R a paralelogramului format cu ajutorul lor (fig. 189). Modulul rezultantei este: R = ]/F\ + F\ -f 2FxF2 cos oc, în care a este unghiul format de cele două forţe. în cazul mai multor forţe concurente (ex. Fx, F2, Fa) ce acţionează asupra unui corp FORŢA Fig. 190 rigid, generalizarea conduce la regulă poligonului, conform căreia rezultanta sistemului (R) este segmentul ce închide linia poligonală formată cu ajutorul forţelor sistemului, prin translaţie (fig. 191); se observă că această compunere este comutativa. — coplanare neconcurente. Dacă forţele Fx şi F2 care acţionează în Oj şi Oa asupra rigidului P sînt vectori alunecători, ele pot fi translata tepînă la concurenţa lor în punctul O (fig. 190), unde se pot compune după regula paralelogramului. Rezultanta R are punctul de aplicaţie oriunde pe dreapta OA, definit de condiţia: Fxdx = F2d2. — paralele şi de acelaşi sens. Modulul rezultantei R a două forţe Fx şi F2 este egal cu suma modulelor forţelor: R = Fx + F2) 198 iar punctul ei de aplicaţie se găseşte pe dreapta care uneşte punctele de aplicaţie ale forţelor şi satisface condiţia (de egalitate a momentelor): Fxa F2b, unde a şi b sînt distanţele de la punctul de aplicaţie al rezultantei la forţele Fx şi, respectiv, F2. Mărimea şi poziţia rezultantei se poate afla şi grafic cu ajutorul a două forţe fictive egale şi de sens contrar î şi — f, ce reduc cazul acesta la cel precedent. — paralele şi de sens contrar. Modulul rezultantei R a două forţe Fx şiF2 este egal cu diferenţa modulelor lor: R = F2 — Fx, iar poziţia punctului de aplicaţie se găseşte cu ajutorul aceleiaşi relaţii din cazul precedent: Fxa = Fzb. forjă aerodinamică, rezistenţă aerodinamică. forţă centrală, forţă ce se exercită asupra unui punct material, al cărei suport trece în permanenţă printr-un punct fix şi depinde numai de distanţa pînă la acel punct, numit centru de forţa. Ex.: forţa electrostatică, forţa gravitaţională, forţa elastică etc. forţă centrifugă (Fcf)t forţă care apare conform legii acţiunii şi reacţiunii, fiind aplicată corpului m ♦'o produce mişcarea curbilinie a iiIIni corp, avînd acelaşi modul şi diriH’ţ.io cu forţa centripetă, dar de .suna contrar: — — FCp. forţă centripetă (Fcp), forţă care acţionează asupra unui corp aflat In mişcare curbilinie, îndreptată r.A tre centrul de curbură al traiectoriei în punctul considerat, pro-ducînd variaţia direcţiei vitezei (acceleraţia normală). Poate fi de ilatură mecanică (ex. de frecare), gravitaţională (ex.greutatea), electrică (ex. forţa ce acţionează asupra electronilor din atom), magnetică (ex. forţa Lorentz) etc. Modulul său are expresia: tp mv2 * cp — TYldfi *— ---9 în care m, v şi an sînt masa, viteza şi, respectiv, acceleraţia normală ale corpului, iar r — raza de curbură a traiectoriei sale în punctul considerat. forţă coercitivă v. isterezis magnetic. forţă conservativă, forţă care acţionează asupra unui punct material aflat într-un cîmp de forţe, depin-zînd numai de poziţia acestuia (nu şi de masa sau de acceleraţia lui). Are acelaşi modul şi direcţie cu vectorul gradient al unei funcţii V de coordonatele de poziţie ale punctului (numită potenţial scalar) , dar sens invers (derivă d intr-un potenţial): F = — grad V. Dacă o astfel de forţă îşi deplasează punctul de aplicaţie din 1\ în P2, lucrul mecanic efectuat este: L = pF-dr => FORŢA %rad -V(P2) şi depinde numai de poziţia iniţială şi de cea finală a punctului asupra căruia aceasta se exercită, nu şi de forma traiectoriei sale; ex. forţa centrală. forţă contr&electromotoare, tensiune contraelectromotoare. forţă Coriolis (Fc), forţă de inerţie ce acţionează asupra unui mobil care se mişcă într-un sistem aflat în mişcare de rotaţie. Toate corpurile de pe Pămînt sînt supuse forţelor Coriolis, deoarece se rotesc împreună cu acesta. Dacă v este viteza relativă a corpului faţă de sistemul în mişcare de rotaţie cu viteză unghiulară coşi m — masa lui, atunci forţa Coriolis este: Fc = 2mco X v, şi produce o acceleraţie Coriolis egală cu: ac = 2co X v. forţă coulombiană v. legea Cou-lomb. forţă cvasielastrcă, forţă de forma: F = — k'x = — mo>2xt a cărei natură nu este elastică. Produce oscilaţia sistemului asupra căruia acţionează. Ex.: componenta tangenţială a greutăţii, forţă ce acţionează asupra unui pendul matematic scos din poziţia de echilibru. forţa de atracţie universală v. legea atracţiei universale. forţă de frecare v. frecare. forţă de inerţie (sau inerţială, F*), forţă care apare în virtutea legii acţiunii şi reacţiunii atunci cînd un punct (sau corp) material se află în mişcare accelerată, actio-nînd asupra corpurilor care îi imprimă această mişcare. Este egală cu produsul dintre masa m a punctului material şi acceleraţia sa a, dar de sens invers acesteia: Fj = — raa. forţa Pentru corpul sau punctul material considerat, forţa de inerţie este o forţă fictivă. în teoria relativităţii generalizate, forţele inerţiale sînt echivalente cu forţele gravitaţionale. forţă de schimb, forţă care se manifestă între particulele identice aflate la mică distanţă (ex.: nu-cleonii în nucleu, electronii în atom etc.), ca efect de cinematică cuantică la efectuarea valorilor medii ale energiei de interacţie. Apare ca urmare a intervertirii caracteristicilor particulelor (poziţia, spinul şi sarcina), adică prin permutarea sau schimbul acestora, V. forţă nucleară. OI -------Hm A , = C*1 Fdx = J*l ţ~kx2 Fig. 192 forţă elastică, forţă centrală avînd la origine o deformaţie elastică a unui mediu, proporţională cu defor-maţia x, dar de sens contrar: F = — Ax. Produce oscilaţii ale sistemului asupra căruia acţionează, cu o perioadă T = — = 2tc , în care k este constanta elastică a mediului, iar m — masa sistemului ce oscilează. Forţa elastică efectuează lucru mecanic cînd un punct material M (fig. 192) asupra căruia acţionează se deplasează (sprepoziţia de echilibru O), a cărui valoare pe distanţa x este: = kx= ' J*. 2 Pentru cazul xx = x, x% — 0, kx^ lucrul mecanic devine: L — —, 2 fiind egal cu energia potenţială a punctului material M. forţă electrodinamică, forţă de natură magnetică care ia naştere între conductorii prin care circulă curenţi electrici. în cazul particular a doi conductori paraleli parcurşi de curent, mărimea forţei ce acţionează pe unitatea de lungime a conductorilor este: dF _ jx 2IXI2 dl 4ît r unde lx şi /2 sînt intensităţile curenţilor prin cei doi conductori. r — distanţa la care se află conductorii, iar n — permeabilitatea magnetică a mediului. După cum cei doi curenţi au acelaşi sens sau sensuri contrare, această forţă este de atracţie sau de respingere. forţă electromagnetică forţă cc depinde de mărimile electrice şi magnetice, caracteristice corpurilor şi cîmpului electromagnetic, şi se anulează odată cu acestea. V. forţă Laplace. forţă electromotoare, tensiune electromotoare. forţă electrostatică v. legea Cou-lomb. forţă gravitaţională v. legea atracţiei universale. forţă inerţială, forţă de inerţie. forţă Laplace, forţă electromagnetică ce acţionează asupra unui NI t; j_________ ■r^-fţr7 Fig. 193 i'frmmi de curent /Al, / fiind lutnnsilatea curentului, iar Al — i'lnmontul de lungime orientat al roiiductorului aflat într-un cîmp iiiugiieLic; este direct proporţională cu clementul, cu inducţia magnetica B şi cu sinusul unghiului a d intre ele, avînd expresia: F = /Al x B Hau F = IAIB sin a. Klementul de curent se poate exprima în funcţie de viteza v a purtătorilor de sarcini electrice q a acestora, de concentraţia n a lor .şi de secţiunea normală S a conductorului: IAl — qvSAl, deci expresia forţei devine: F = - ^(^sin a) n&Al. Deoarece nSAl este numărul total al purtătorilor, Torţa ce acţionează asupra unui singur purtător de sarcină este egală cu produsul vectorial dintre viteza particulei şi inducţia magnetică : F=?(vx B). Sensul acestei forţe (numită forţă Lorentz) în funcţie'de semnul lui q os te indicat în fig. 193. forţă Lorentz v. forţă Laplace. forţă magnetomotoare, tensiune magnetomotoare. forţă nucleară, forţă care acţionează între particulele elementare (numite nucleoni) pe care le conţin nucleele atomice, prin intermediul cîmpurilor mezonice. Natura forţelor nucleare nu este pe deplin FORŢA elucidată încă, cunoscîndu-se pînă în prezent următoarele proprietăţi ale acestora: — independenţă de sarcină. Forţele nucleare se manifestă la fel între doi nucleoni, indiferent dacă aceştia sînt protoni, neutroni sau un proton şi un neutron; ele nu sînt de natură electrică. — saturaţie. Fiecare nucleon al unui nucleu interacţionează cu un număr limitat de nucleoni din vecinătatea sa. — rază mică de acţiune de ordinul a 1 — 1,5-IO"13 cm; la distanţe mai mari (2 — 3 • IO"18 cm) scad repede şi devin neglijabile faţă de forţele de respingere electrostatică. — dependenţă de orientarea spinilor nucleonilor (sînt forţe de spin). — intensitate foarte mare, datorită faptului că forţele nucleare sînt forţe de schimb (v.). Se presupune că interacţia dintre nucleoni se realizează prin intermediul unui cîmp mezonic, analog interacţiei ce are loc între sarcinile electrice prin intermediul cîmpului electromagnetic (fotonic): un nucleon emite un mezon pe care îl captează celălalt nucleon. Cele două stări ale nucleonului (protonul şi neutronul) sînt descrise de poziţia, spinul şi sarcina acestuia. Există patru tipuri de forţe nucleare: forţe Heisenberg — cînd nucleon ii schimbă între ei poziţiile, forţe Bartlett— cînd nucleon ii schimbă spinii, forţe Majorama — cînd nucleon ii schimbă poziţiile şi spinii, şi forţe Wigner — cînd nu are loc schimb între nucleoni. Dintre acestea primele trei tipuri enumerate sînt forţe de schimb. Pentru calculul forţelor nucleare, expresia potenţialului scalar al lor conţine un termen radial ales experimental, avînd diferite forme: — groapă dreptunghiulară de potenţial: fosforescenţa 202 F(r) = J- ^ pentru r r0 — potenţial de tip Gauss: V(r)=-V 0e-^a; — groapă exponenţială: V(r) = - F0 = — potenţialul oscilatorului: V(r)= - F0 + ^to2r. fosforescentă v. luminescenţă. fot (ph), unitate de măsură tolerată a iluminării (luminoase), egală cu iluminarea unei suprafeţe de un centimetru pătrat care primeşte, în direcţie normală, un flux luminos uniform repartizat de un lumen. Relaţia de legătură cu unitatea corespunzătoare din SI este: lph = 104ix. fotocatod v. fotomultiplicator. fotocelulă v. efect fotoelectric intern. fotoeonductivitate v. efect fotoelectric intern. fotodiodă v. efect fotoelectric intern. fotoelasticimetrie v. fotoelastici-tate. fotoelasticitate, proprietate a corpurilor izotrope transparente de a deveni anizotrope (birefringente) sub acţiunea unor forţe exterioare, care dau naştere la tensiuni meca- nice. A fost descoperită în 1813 de fizicianul german J. Seebeck. Pentru punerea în evidentă a acestei proprietăţi, se aşază corpul studiat (de ex. o placă de sticlă) între doi nicoli încrucişaţi. Cît timp asupra corpului nu acţionează o forţă exterioară, orice rază de lumină incidenţă pe nicolul pola-rizor nu va fi lăsată să treacă prin analizor. Dacă acestuia i se aplică o forţă de comprimare sau de întindere după o direcţie perpendiculară pe direcţia de propagare a luminii, extincţia încetează ,putînd fi obţinută din nou doar prin rotirea analizorului cu un anumit unghi; în acest mod, corpul se comportă ca un cristal uniax cu axa optică de-a lungul direcţiei de acţiune a forţei exterioare, birefringenţa sa ne—n0 fiind proporţională cu forţa exterioară. Notînd cu P şi Q tensiunile principale din interiorul corpului supus deformării, diferenţa de fază Aq> dintre cele două raze—ordinară şi extraordinară — este proporţională cu diferenţa p = P — Q, conform relaţiei: %£-n£) = X unde l este distanţa parcursă de raza de lumină cu lungimea de undă X în mediul supus deformării, iar coeficientul c se numeşte constantă fotoelasticâ; aceasta se măsoară în metri pe newton (în SI) şi în brewsteri. Birefringenţa provocată mecanic dispare o dată cu tensiunile mecanice interne care, uneori, se pot menţine şi după înlăturarea forţelor exterioare, pro-ducîndu-se fenomenul de isterezis mecanic. Un corp transparent cu tensiuni interioare, aşezat între doi polarizori încrucişaţi şi iluminat cu lumină albă, apare brăzdat de numeroase franje, diferit m colorate; franjele de aceeaşi culoa-r« (numite izocrome) corespund aceleiaşi valori a birefringenţei, deci la aceeaşi valoare a tensiunii mecanice. Studiul fotoelasticităţii so realizează cu ajutorul unor aparate speciale, numite polari-scoape. Pe baza acestei proprietăţi, a fost elaborată o metodă modernă do cercetare a tensiunilor mecanice, care a dus la dezvoltarea unei ramuri importante a rezistenţei materialelor — numită fotoelasticime-trie. Gonfecţionîndu-se modele (machete) din sticlă sau din alte materia le transparente ale p iese lor opace, pot fi studiate tensiunile interne care apar în timpul supunerii acestora la diferite solicitări. fotoelectron v. efect fotoelectric extern, fotoexcitare v. ciocnire neelastică de genul întîi. fotografie, imagine stabilă, fixată pe hîrtie specială (fotografică), în urma unor procese fotochimice primare (în timpul expunerii la lumină a stratului fotosensibil) şi a unor reacţii chimice secundare (la developare şi fixare). Procesele fotochimice duc la descom unerea hromurii de argint şi la formarea unor aglomerări (germeni) de atomi de argint metalic. Distribuţia acestor germeni în stratul de emulsie fotografică constituie imaginea la-lentă, care nu poate fi observată direct. în timpul developării cu reactivi chimici corespunzători, germenii de imagine latentă, ce se află pe suprafaţa fiecărui cristal de AgBr atins de lumină, iniţiază descompunerea întregului grăunte de AgBr; aceasta se produce într-un grad cu atît mai mare cu cît intensitatea luminii în locul respectiv a fost mai mare. Restul de halogenură de argint, caro nu a fost expusă la lumină, este di- FOTOLUMINESCENŢA zolvat în timpul operaţiei de fixare şi apoi îndepărtat prin spălare, fiind astfel eliminate halo-genurile impresionabile. Fotografia ce conţine imaginea stabilă poate fi păstrată la lumină, fără pericolul unor modificări ulterioare. Fotografia în culori se realizează cu pelicule alcătuite din trei straturi fotosensibile foarte subţiri (fiecare avînd grosimea de aprox. 5{i) care, în afară de substanţă fotosensibilă (halogenura de argint), mai conţin fiecare cîte un sensibilizator pentru o anumită culoare; stratul superior (primul străbătut de lumină) este sensibilizat pentru albastru, cel mijlociu — pentru verde, iar cel inferior — pentru roşu. în timpul expunerii, se formează trei imagini latente, suprapuse. Acestea sînt transformate în imagini vizibile, stabilo, prin operaţii mai complexe decît cele necesare fotografiei alb-negru, de developare şi fixare. Pe lîngă larga răspîn-dire sub forma fotografiei de amator, procesul fotografic a pătruns în ştiinţă şi tehnică. Cu ajutorul fotografiei pot fi făcute vizibile faze parţiale ale unor fenomene ultrarapide (seînteia, fulgerul etc.) sau extrem de lente (ex. creşterea unei plante). Mărind timpul de expunere, pot fi făcute vizibile fenomene şi obiecte cu strălucire foarte mică (ex. în astronomie). Gu ajutorul fotografiei în infra-roşu şi în ultraviolet pot fi vizualizate obiecte şi fenomene inaccesibile vederii directe (în tehnica militară, medicină etc.). Fixarea pe plăcile fotografice (v*j a liniilor spectrale sau a traiectoriilor particulelor elementare din emulsiile nucleare constituie mijloace utile de studiu în fizica modernă. fotoionizare v. ionizare. fotoluminescenţă v. luminescenţă. FOTOMETRIE fotometrie, capitol al fizicii care se ocupă cu studiul şi măsurarea mărimilor caracteristice radiaţiilor luminoase. Mărimile fizice obiective ale radiaţiei ca: energia radiantă, fluxul energetic, intensitatea energetică, iluminarea energetică, emitanţa energetică, lumi-nanţa energetică sînt studiate de fotometria radiaţiei, iar cele subiective (luminoase) corespunzătoare: cantitatea de lumină, fluxul luminos, intensitatea luminoasă, iluminarea, luminanţa, emi-t,anţa — de fotometria vizuală. Mărimile fotometriei vizuale sînt obţinute din cele radiante prin intermediul eficacităţii luminoase spectrale relative a unei radiaţii vizibile. Fotometria vizuală (numită, de obicei pe scurt, fotometrie) s-a dezvoltat ca urmare a necesităţilor impuse de tehnica iluminatului, urmărind o caracterizare cantitativă a senzaţiei de lumină obţinută, la incidenţa radiaţiilor electromagnetice din domeniul vizibil pe retina ochiului. Răspunsul organului vizual uman, adică senzaţia de lumină, depinde atît de fluxul de energie radiantă cît şi de frecvenţa radiaţiei (adică, de culoare), ochiul nefiind la fel de sensibil pentru diferite radiaţii monocromatice. Capacitatea ochiului de a transforma un flux radiant în flux luminos este caracterizată de eficacitatea luminoasă spectrală relativă, iar trecerea de Ja mărimile energetice la cele vizuale se face cu ajutorul unei mărimi fundamentale proprie fotometriei — intensitatea luminoasă. Măsurarea mărimilor fo-tometrice are la bază capacitatea ochiului de a stabili cu mare precizie egalitatea iluminărilor a două suprafeţe adiacente. Această proprietate constituie principiul de construcţie al fotometrelor vizuale. în fotometria izocromatică9 204 plajele vecine ale acestora au aceeaşi culoare, iar în fotometria he-terocromatică, ele sînt colorate diferit. Deoarece egalitatea iluminărilor este mai greu de apreciat pentru culori diferite, în fotometria heterocromatică precizia măsurărilor este mai mică. V. vedere. fotometru, instrument optic utilizat în fotometria vizuală şi destinat măsurării unor mărimi fotometrice ca: intensitatea luminoasă a surselor de lumină, fluxul luminos, iluminarea, luminanţa etc. Fotometrele pot fi vizuale (sau subiective), dacă receptorul este ochiul, şi fizice (sau obiective), dacă se foloseşte un receptor fizic, care nu neoesită participarea ochiului (ex. celula fotoelectrică). Fotometrele vizuale se bazează pe proprietatea ochiului de a aprecia în limitele unei bune aproximaţii egalitatea de iluminare a două suprafeţe vecine, în timp ce fotometrele fotoelectrice, de exemplu, pe proprie ta tea curentului fotoelectric de a fi direct proporţional cu fluxul luminos incident. Un tip de fotometru vizual, cu ajutorul căruia pot fi măsurate intensitatea luminii emise de o sursă într-o direcţie, este fotome-trul Lummer-Brodhun (fig. 194). Piesa sa principală este cubul 205 Lummer-Brodhun C, alcătuit din două prisme dreptunghiulare drepte, avînd bazele în contact. Una din aceste suprafeţe prezintă o adîncitură eliptică M. Razele de lumină de la sursele Sx şi S, reflectate difuz de către ecranele perfect difuzante Ex şi E, suferă cite o nouă reflexie (regulată) pe oglinzile Ox şi 02 şi cad pe cubul fotometrie C. De la sursa S2 pot ajunge la observator numai aoele raze oare nu au căzut pe M, acestea din urmă fiind reflectate total la suprafaţa sticlă-aer, iar de la &\ pot ajunge la observator numai razele reflectate total pe M, celelalte, exterioare, trecînd nedeviate prin regiunea de contact a prismelor. Astfel, în cîmpul vizual al observatorului O se delimitează două suprafeţe: cea interioară^, iluminată de oătre sursa S, şi cea exterioară A2 —de către sursa S2. Iluminările lor depind de intensităţile I! şi I2 ale surselor de lumină şi de distanţele rx şi r2 de la acestea pînă la fotometru. Dacă aceste distanţe sînt destul de mari pentru ca sursele S1 şi S2 si poată fi considerate punctiforme, atunci, în cazul egalităţii celor doua iluminări, 1 = 'l r2 Cunoscînd intensitatea luminoasă a unei surse etalon (sau de comparaţie), poate fi determinată intensitatea I2 a oricărei alte surse prin măsurarea distanţelor rr şi r2 astfel alese, încît iluminările celor două suprafeţe adiacente sînt egale. După aflarea intensităţii I a unei surse de lumină întinse (a cărei distanţă pînă la fotometru a fost sufioient de mare pentru ca aceasta să poată fi considerată punctiformă), de suprafaţă cr, se poate determina luminanţa sa Le cu ajutorul relaţiei: FOTOMETRU — 9 a cos a în care a este unghiul dintre direcţia de observaţie şi normala la suprafaţa emisivă. De asemenea, folosind măsurătorile de intensitate, se poate calcula fluxul luminos O emis într-un anumit unghi solid Q cu ajutorul relaţiei =1 CI. Pe baza corespondenţei dintre intensitatea unei surse luminoase şi iluminare (v.), fotometrul poate fi adaptat pentru măsurarea acesteia din urmă. Există însă tipuri speciale de fotometre destinate măsurării directe a iluminărilor, numite luxmetre (fotoelectrice). Acestea sînt alcătuite, în general, dintr-un mic galvanometru, eta-lonat în unităţi de iluminare, legat la un fotoelement, ca receptor de lumină. Cu un fotometru de tip Lummer-Brodhun poate fi măsurată intensitatea luminii emise de o sursă punctiformă într-o anumită direcţie. în tehnioa iluminatului, o importanţă deosebită prezintă determinarea fluxului luminos (total) emis de sursă în toate direcţiile. Daoă aceasta este izotropă (adică intensitatea I are aceeaşi valoare în toate direcţiile), fluxul total (emis în unghiul solid Q = 4ru steradiani) este: ®total = 4tt/. Majoritatea izvoarelor de lumină folosite în practică (becul cu incandescenţă, flacăra, arcul electric, lampa cu descărcări In gaze etc.) nu sînt surse izotrope. în acest caz, pentru determinarea fluxului luminos total trebuie măsurată intensitatea / în toate direcţiile şi, apoi, calculată integrala: ®total = ^ /dft, pe cale grafică sau numerică — operaţie în general dificilă şi in- FOTOMULTIPLICATOB comodă. Această integrare poate fi făcută însă direct, cu un foto-metru integrator. Un astfel de fotometru, numit sferă fotometrică (sau integratoare Ulbricht), constă dintr-o sferă cu raza R mult mai mare decît dimensiunile sursei de lumină studiate, acoperită pe peretele interior cu un strat de vopsea albă, mată, perfect difu-zantă (fig. 195). în peretele sferei este practicat un mic orificiu O acoperit de obicei cu un geam mat Gr, perfect difuzant. Ecranul opac M protejează orificiul O de razele de lumină directe de la sursa Sj acesta fiind iluminat numai de radiaţiile difuzate pe peretele interior al sferei. Dacă E este iluminarea sferei O, iar k — coeficientul de difuzie al stratului alb, fluxul total $ al sursei S este dat de relaţia: <£> = 4tt ----lj R*E. Ouftoscînd coeficientul de difuzie k şi măsurînd iluminarea ferestrei O oa un fotometru F obişnuit (ex. Lummer-Brodhun), se poate calcula fluxul total. Acest tip de fotometru integrator este frecvent utilizat în industrie, pentru a calcula efiaacitatea luminoasă a surselor de lumină. îotomultiplicator, aparat utilizat pentru amplifioarea fluxurilor lu- 206] minoase, în care curentul foton electric provenit de la fotocatoq creşte foarte mult datorită amplin licării repetate a fotoelectronilor.j Este oonfecţionat dintr-un tub vidat de sticlă, în interiorul căruia se află mai mulţi electrozi: anodul, fotocatodul şi un număr finit de electrozi suplimentari numiţi di-node} alimentaţi de la o sursă de tensiune prin intermediul unui divizo? de tensiune; diferenţa de potenţial dintre două dinode consecutive este aceeaşi (ex. de 100—150 V). Fotoelectronii, ex-traşidinsuprafaţafotooatodului de fotonii incidenţi, sînt focalizaţi şi acceleraţi în cîmp urile electrice dintre dinode şi smulg de la suprafaţa acestora electroni seoun-dari, producîndu-se astfel amplificări repetate ale fluxului defoto-electroni. Fiecare electron accelerat poate produce cîte 2—3 electroni secundari, astfel încît curentul fotoelectric poate creşte de 10® ori şi chiar mai mult. Acest fapt permite utilizarea fotomulti-plicatorilor la înregistrarea fluxurilor de radiaţii de slabă intensitate. V. contor cu scintilaţie, foton, particulă asociată cîmpului electromagnetic potrivit dualismului undă-corpuscul, avînd masa de repaus şi sarcina electrică nule. Energia e a fotonului unei radiaţii electromagnetice de frecvenţă v este s = Av, unde h este constanta Planck; masa sa de mişcare este m = ~ (c fiind viteza c2 sa egală cu viteza luminii), impulsul, p = — 9 iar momentul cinetic c (spinul), — • La absorbţia unui 2tc foton de către o moleculă (un atom sau un nu o leu), energia, impulsul, momentul cinetic şi masa 207 FRANKLIN lui se transmit acesteia (acestuia), care trece astfel într-o stare excitată; prin dezexoitarea sistemului de particule considerat, se omite un foton avînd aoeleaşi caracteristici cu cel absorbit. Fotonii cuprinşi în domeniul vizibil şi ultraviolet sînt numiţi şi cuante de lumină, cei din domeniul ra; diaţiilor X — cuante X, iar cei din domeniul radiaţiilor gama — cuante y. fotopurtător (de sarcină electrică) v. efect foto electr io intern. Foucault [fuc6], Jean Bernard L6on (1819—1868), fizician francez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Paris. A pus în evidenţă (1851) ou ajutorul unui pendul (care-i poartă numele) mişcarea de rotaţie a Pămîntului. A măsurat viteza luminii cu ajutorul unui sistem de oglinzi rotitoare şi a stabilit (1855) prezenţa curenţilor electrici turbionari în corpurile metalice străbătute de un flux magnetio variabil. fracţie de îngrămădire [/ (A, Z)], mărime exprimată prin raportul dintre defectul de masă A (A, Z) f(A,Z)iO' ai unui nucleu şi numărul de masă A al acestuia (numeric egală ou defectul de masă ce revine unui singur nucleon): A (A,Z) O 50 100 150 200 250A Fte, 19Ş Dependenţa fracţiei de îngrămădire de A este reprezentată în fig. 196; la fel ca şi defectul de masă, ia valori pozitive pentru nucleele cele mai uşoare, trece prin zero pentru A — 16, după care devine negativă; pentru A = = 60 are valoarea minimă, tre-cînd din nou prin zero pentru A = 180, după care este pozitivă pînă la sfîrşitul sistemului periodic. fragment de fisiune v. fisiune. Franck, James (1882—1964), fizician german. Stabilit in S.U.A. (1935). împreună cu G. Hertz a efectuat în 1913 o serie de experienţe (v. experienţele Franck-Hertz) cu ajutorul cărora a pus în evidenţă caracterul discontinuu al energiei atomilor. A utilizat metode spectrale în cercetarea forţelor intermoleculare. Premiul Nobel (1925). franjă, porţiune a unui ecran de observaţie oaracterizată printr-un maxim sau un minim de iluminare, obţinută într-un fenomen de interferenţă sau de difracţie în lumină monocromatică. franklin (Fr), unitate de măsură a sarcinii electrice în sistemul CGSe0. Reprezintă sarcina unui corp aflat în vid asupra căruia acţionează — din partea altui corp la fel încărcat, situat la distanta de lem — o forţă egală cu o dină. Relaţia de echivalenţă cu unitatea corespunzătoare din SI este: lFr st: — • 10-9G. 3 FRANKLIN Franklin [frânclin], Benjamin (1706—1790), fizician american. A formulat o teorie unitară a electricităţii, a introdus termenii de electricitate pozitivă şi negativă şi a arătat, prin experienţe, identitatea dintre fulger şi descărcările electrice. Este inventatorul paratrăsnetului (1747). Fraunhofer [frâunhofar], Joseph von (1787 —1825), fizician german .Membru al Academiei de ştiinţe din Miinchen. A perfecţionat luneta, a măsurat lungimile de undă ale unor radiaţii luminoase cu ajutorul reţelei de difracţie. A iniţiat metoda analizei spectrale a stelelor şi planetelor şi a descoperit (1814), în spectrul Soarelui, liniile întunecate care-i poartă numele (notaţia Fraunhofer). frecare, fenomen care se produce la mişcarea (sau tendinţa de mişcare) relativă a unui oorp în raport cu altul, concretizat prin apariţia unei forţe de frecare. Se manifestă la contactul între două corpuri solide, între un corp solid şi un fluid, sau între două fluide (unde poartă numele de frecare interioară sau vlscozitate). In cazul corpurilor solide, mărimea forţei de frecare depinde de natura aoestora, de gradul de şlefuire a suprafeţelor lor, de tipul de mişcare (de translaţie sau de rotaţie) a unui corp faţă de celălalt, de prezenţa sau absenţa lubrifianţilor, dar nu depinde de mărimea suprafeţelor de contact. Măsurarea forţei de frecare se poate face determinînd forţa tangenţială minimă capabilă să scoată corpul din repaus (imprim în du-i o mişcare rectilinie uniformă), cu ajutorul unui plan înclinat sau al unui dispozitiv experimental prevăzut cu scripete fix numit tribometru. Această forţă efectuează un lucru mecanic rezistent, 208 j care se transformă în căldură j micşorînd astfel randamentul miş-j cării. 1 La alunecarea (translaţia) unui corp solid pe suprafaţa altuia, ia naştere o forţă de frecare F/ direct proporţională cu forţa de apăsare normală N exercitată de acesta pe suprafaţa de mişcare şi cu coeficientul de frecare la alunecare {jl: Ff = \lN . Forţa N coincide cu greutatea G a corpului, dacă mişcarea se face pe un plan orizontal, sau cu componenta normală a greutăţii de modul G cos a, în cazul mişcării pe un plan înclinat de unghi a. In mişcarea de rostogolire a unui corp pe suprafaţa altuia, apare o forţă de frecare ce depinde de forţa de apăsare normală, al cărei moment este: Mp = \trN, în care |xr este coeficientul de frecare la rostogolire; în cazul particular al unui corp sferic de rază r, această forţă de frecare rezultă: N Ff = (xr- —. Forţele de frecare r de rostogolire sînt mult mai mici decît forţele de frecare de alunecare. Sin. fricţiune. frecvenţă (v,f), mărime ce caracterizează un fenomen periodic (mişcări oscilatorii, unde etc.). Reprezintă numărul de cicluri (oscilaţii complete) produse în unitatea de timp: 1 v = —» T în care T este perioada fenomenului. Unitatea sa de măsură în SI este hertzul (numit şi ciclu pe secundă). Dacă frecvenţa caracterizează o undă, atunci: co v=y/X= — , u 200 în care v este viteza de propagare a undei, X — lungimea de undă, iar o — pulsaţia. frecvenţă de ciocnire (vc), raportul dintre numărul N de ciocniri ale unei particule incidente cu particulele mediului în care se deplasează şi timpul t respectiv: N = • Este numeric egală cu numărul do ciocniri suferite de o particulă în unitatea de timp. Notînd cu L — lungimea parcursă de particulă în timpul t, şi cu l — drumul liber mediu al ei, N = L/l şi, deci: v unde v — L/t este viteza medie a particulei. Dacă a este secţiunea eficace de ciocnire, atunci: vc = vaN. Uneori, în exprimarea acestei mărimi se foloseşte coeficientul de absorbţie a, legat de a şi de l prin relaţiile l = — = — , unde Na ap p este presiunea gazului, deci: vc = va. p. în SI se măsoară unu pc secundă; deoarece a se exprimă de obicei în cm**1 Torr-1, in ultima relaţie p se exprimă în Torr, iar v în cm. frecvenţă de rezonanţă v. rezonanţă . frecvenţă de rotaţie (v, f)y numărul de rotaţii complete efectuate in unitatea de timp de un corp aflat în mişcare de rotaţie. Se măsoară in unu pe secundă. Desaori, în practică, se foloseşte o mărime care indică numărul de rotaţii ale FULGER unui corp pe minut, numită şi turaţie, dată de relaţia n = 60v. frecvenţă de sincronism v. accelerator. frecvenţă fundamentală, frecvenţă minimă a unui sistem oscilant. Are, de obicei, amplitudine maximă şi este însoţită de una sau mai multe armonice. frecvenţă proprie, frecvenţa oscilaţiei proprii a unui sistem. V. oscilaţie. Frenkel, Iacov Ilici (1894—1952), fizician sovietic. Cercetări privind teoria cuantică a electronilor din metale; a pus bazele moderne ale feromagnetismului. A elaborat, independent de N. Bohr, teoria fisiunii nucleare şi a adus contribuţii însemnate la teoria cinetică a lichidelor şi a defectelor în cristale; a prevăzut existenţa excitonului în corpul solid. Fresnel [frenell, Augustin Jean (17 88—1827), fizician francez. Mem -cu al Academiei de Ştiinţe din Paris. A studiat fenomenele de difracţie şi de interferenţă a luminii. Folosind ideea transversalităţii undelor luminoase, a elaborat teoria ondulatorie a luminii, prin care a explicat reflexia, refracţia şi polarizarea luminii. A introdus, pentru prima oară în descrierea proceselor fizice, mărimile complexe. fricţiune, frecare. Friedlander, Ervin (n. 1925), fizician român; m. coresp. al Acad. Cercetări în fizica razelor cosmice. front de undă, locul geometric al punctelor celor mai depărtate de o sursă de unde, atinse la un moment dat de acestea, care reproduc perturbaţia iniţială osci-lînd în fază. fulger, descărcare electrică în scînteie care se produce în atmo- 14 FUNCŢIE sfera terestră,fie între doi nori, fie între un nor şi pămînt. în majoritatea cazurilor, norii sînt încărcaţi negativ faţă de pămînt. Dacă diferenţa de potenţial devine suficient de mare, unii electroni (totdeauna prezenţi în atmosferă, datorită ionizărilor naturale) capătă energii cinetice destul de mari şi pot produce, prin ionizări, noi electroni (şi ioni pozitivi) care, la rîndul lor, produc alte ionizări etc., stabilindu-se astlel o descărcare în scînteie de-a lungul unui canal relativ îngust, în care plasma este foarte densă. Datorită degajării unei mari cantităţi de energie într-un interval de timp foarte scurt, în canalul subţire de plasmă are loc un salt brusc al presiunii, care produce unde de şoc acustice (tunetul). Fulgerele pot fi globulare, de diverse forme (nu neapărat sferice) şi cu diametrul cuprins între cîţiva decimetri şi zeci de metri, deplasîn-du-se în aer cu viteze relativ mici sau aşezîndu-se pe diferite obiecte. Durata lor est6 cuprinsă aproximativ între cîteva fracţiuni de secundă şi cîteva minute. Stingerea lor este de obicei bruscă, explozivă, putînd produce deteriorări însemnate ale obiectivelor din regiunea respectivă. Fulgerul, al c&rui canal luminos nu este continuu, ci fragmentat într-o serie de mici formaţiuni sferice luminoase, ce par înşiruite pe ua fir, se numeşte fulger perlat. Este considerat o formă de tranziţie de la fulgerul obişnuit (şnur de plasmă continuă) la fulgerul globular. funcţia lfaniilton (sau hamiltoni-ană, H), funcţie definită prin relaţia: H(Pk,t) = Zph'ik — I'fafMM)» în care qk şi pk sînt coordonatele, respectiv impulsurile generalizate 210 ale particulelor unui sistem material, iar L este funcţia Lagrange. Dacă lagrangeana nu depinde explicit de timp, funcţia Hamilton nu depinde nici ea şi reprezintă energia totală E a sistemului: H = E = T + £7, egală cu suma dintre energia cinetică T şi cea potenţială U. funcţia Lagrange (lagrangeana sau potenţial cinetic, £), funcţie egală cu diferenţa dintre energia cinetică T şi cea potenţială & a unui sistem, exprimată de obicei prin coordonatele şi vitezele generalizate qi şi, respectiv, q.\ L = T —U = Y Soys'i— 7h)‘ funcţie de disipaţie v. oscilaţie. funcţie de distribuţie v. statistică. funcţie de undă (*F), funcţie în general complexă, cu interpretare probabilistică, ce descrie starea unui sistem (ansamblu de micro-particule) în mecanica cuantică. Depinde de coordonatele de poziţie q-ţ, ale celor s microparticule ale sistemului, şi de timpul t: = = «); dacă este studiată o singură particulă, funcţia este de forma Y = Y(#, y, z, z). în fiecare caz concret, forma explicită a funcţiei de undă se poate obţine prin rezolvarea ecuaţiei Schrodinger, în condiţiile sistemului dat. Pătratul modulului funcţiei de undă jTI2 reprezintă densitatea de probabilitate ce caracterizează sistemul (sau, în particular, microparticula) din punct de vedere spaţio-temporal. Pentru o microparticulă, |T|2 = reprezintă probabilitatea ca ea să se găsească la momentul t în elementul de volum egal cu o unitate, iar 211 dp * \V\*dV reprezintă probabilitatea ca, într-un sistem de coordonate carteziene, microparticula să aibă la momentul t coordonatele cuprinse în intervalele#, x + dx; y, y -f dy; s, z -f dz (In care dr =* dxdydz). însumarea (sau integrarea) tuturor probabilităţilor pe întreg spaţiul dă certitudinea de găsire a microparticulei; dec5: Cdp = |T|2dF = 1. relaţie care reprezintă proprietatea de normare a funcţiei de undă. Funcţiile de undă au de asemenea şi proprietatea de ortogonali-tate, adică: 'Fm'Fndr = 0 (pentru m=f=n) — oo în care şi Wn sînt două soluţii distincte ale ecuaţiei Schrod înger. funcţie termodinamică, potenţial termodinamic. fuziune, reacţie nucleară de sinteză a unui nucleu greu, mai sta-bil, din două nuclee uşoare, însoţită de eliberarea unei energii e-gale cu diferenţa dintre energia de legătură a nucleului rezultat şi cea a nucleelor uşoare (de ordinul MeV-ilor). A fost descoperită în 1920—25 la bombardarea gheţii grele (DaO) cu un fascicul de deuteroni acceleraţi. Printre nucleele uşoare care pot fuziona sînt cele ale izotopilor hidrogenului — protonul (ÎH), deuteronul (ÎD) şi tritonul (ÎT), precum şi ale unor izotopi instabili ai heliului (|He), carbonului, azotului etc. Gîteva exemple de reacţii de fuziune sînt următoarele: 14* tftffciUNâi ÎH + ?T-------> aHe + 19,8 MeV ?T + ÎD-------*.|He+2n+17,6MeV iD+ iD------> !t+ ip + 4,02MeV ?D + ?D------->|He+ Jn+3,25MeV lHe+?D-------->|He+}p+18,8MeV îD - Iu ®Be + Jn + 15,02 MeV. Pentru producerea unei astfel de reacţii, nucleele (fiind încărcate pozitiv) trebuie să învingă forţele de respingere electrostatică (care sînt cu atît mai mari cu cît numărul lor atomic este mai mare) şi să pătrundă în raza de acţiune a forţelor nucleare (de atracţie). A-cest lucru este posibil pentru energii cinetice extrem de mari, corespunzătoare unor temperaturi de ordinul zecilor şi sutelor de milioane de grade — la care substanţa se află în stare de plasmă (v.); de aceea reacţia mai poartă numele de reacţie termonucleară. Enerşia uriaşă, degajată în timpul fuziunii nucleare, se redistribuie între particulele plasmei, încălzind-o şi mai mult, iar reacţia se autoln-treţine. Reacţiile ae fuziune în lanţ constituie sursa energiei Soarelui şi a altor stele, precum şi a energiei imense, necontrolate, degajate la explozia bombei cu hidrogen (în care, pentru declanşarea acestei reacţii, este folosită —cu rolul unui „chibrit" — o bombă de fisiune). Explicarea originii energiei degajate în reacţiile termonucleare din stele a fost dată deH.A. Bethecu ajutorul unui ciclu de reacţii nucleare (ciclul Bethe). Astfel, în interiorul stelelor mai reci (ex. Soare) se produce ciclul proton-proton (propus în 1938): FUZIUNE 2ÎH + 2ÎH----------> 2?D + 2e++ y 2ÎD + 2ÎH ---------> 2lHe + y iHe + iHe----------> 2ÎH -f |He. În acest ciclu, la formarea unui atom de heliu (pentru care sînt necesari patru atomi de hidrogen) se degajează o energie de 24 MeV, astfel că la sinteza a 4g de heliu se obţin 700 000 kWh. Alt ciclu de reacţii, caracteristic stelelor fierbinţi (cu temperaturi de zeci de milioane de grade), este ciclul carbon-azot (propus în 1939): x|c + ÎH----------> ?n + r “n--------> + e+ + V J«C + ÎH-------> + r ^n + îh--------^io + T Io -------> “N + e+ + V *?N + ÎH-------> xiG + ÎHe. La formarea unui atom de heliu participă patru atomi de hidrogen, iar numărul atomilor de carbon în urma unui ciclu rămîne neschimbat, acesta avînd rol de catalizator al reacţiilor. Realizarea reacţiei termonucleare dirijate este o problemă de actualitate, a cărei rezolvare ar oferi o sursă, practic inepuizabilă, de putere utilă. Combustibilul nuclear care poate fi utilizat în acest scop — amestecul de deuteriu şi tritiu — este ieftin (materia primă fiind apa) şi în cantităţi considerabile, încălzirea combustibilului şi menţinerea lui la temperaturi foarte înalte un timp suficient de lung constituie principalele dificultăţi, încă nesoluţionate, pentru obţinerea reacţiilor termonucleare controlate. De asemenea, plasma în care are loc declanşarea reacţiei trebuie să fie perfect termoizola- 212 tă de mediul înconjurător, pentru a nu se produce pierderi de energie sau evaporarea pereţilor incintei în care se află. Pentru aceasta, se folosesc cîmpuri magnetice de con* figuraţii speciale, cu geometrii complicate, numite capcane magnetice (v.), avînd rolul ca, acţio-nînd asupra particulelor încărcate ce compun plasma, să le menţină într-un anumit spaţiu. Producerea plasmei încălzite în interiorul capcanelor se poate face prin mai multe metode. Una din cele mai simple — metoda undelor de şoc — utilizează un tub în care se află gazul (amestecul fuzionabil la o presiune nu prea ridicată) şi, i-zolat cu o diafragmă metalică într-un spaţiu mic la unul din capete, un amestec exploziv (ex. trinitro-toluen). Prin explozia acestui a-mestec, diafragma metalică se rupe şi unda de şoc produsă se propagă în tub lovind gazul de peretele opus al tubului şi încălzindu-1 pînă la cîteva zeci de mii de grade. Prin absorbţia rezonantă a unor unde electromagnetice, se realizează o temperatură la care se poate produce reacţia termonucleară. Metoda exploziei conductorilor subţiri constă în introducerea sub vid, conectat între doi electrozi, a unui conductor subţire prin care se lasă să treacă un impuls de curent electric intens, provenit de la un condensator. Datorită energiei momentane mari conductorul se pulverizează, iar plasma astfel formată are o temperatură foarte înaltă .Alătur i de aceste metode este utilizată metoda descărcărilor în camera toroidală sau cea bazată pe încălzirea bruscă a unei picături de hidrogen lichid, cu ajutorul unui fascicul de radiaţii laser. Cercetările în vederea realizării reacţiilor termonucleare controlate sînt în prezent în faza de laborator. G gal (Gal), unitate de măsură tolerată (în sistemul GGS) a acceleraţiei, egală cu un centimetru pe secundă la pătrat. Galilei, Galileo (1564-1642), fizician şi astronom italian. Este unul din întemeietorii dinamicii; a descoperit principiul inerţiei, legea căderii corpurilor (ecuaţia Galilei, 1602), legea izocronismu-lui micilor oscilaţii ale pendulului (1583), a cercetat relativitatea mişcărilor. A introdus noţiunile corecte de viteză şi acceleraţie. Galvani, Luigi (1737—1798), medic şi fizician italian. A pus în evidenţă diferenţa de potenţial ce se produce la contactul dintre două metale diferite (1791) şi a demonstrat (1794) influenţa fenomenelor electrice asupra ţesuturilor vii. galvanometru, instrument electric sensibil, utilizat pentru punerea în evidenţă a unor curenţi electrici de slabă intensitate, gradat în unită ţi de intensitate, de tensiune sau de sarcină electrică, de ordine foarte mici. Se bazează pe fenomenul de inducţie electromagnetică şi se compune dintr-un magnetfix, între polii căruia se poate roti o bobină prin care trece curentul electric (galvanometru cu cadru mobil), sau dintr-o bobină fixă, în interiorul căreia se află suspendat unul sau mai multe ace magnetice a căror deviaţie poate fi măsurată (galvanometru cu magnet mobil). Pentru citirea unor deviaţii mici, pe echipajul mobil se fixează solidar o mică oglindă care, la devierea acestuia, va produce devierea cu un unghi dublu a unei raze de lumină reflectate. gama, unitate de măsură a masei, egală cu un microgram. gauss (Gs), unitate de măsură tolerată (în sistemul CGS^0) a inducţiei magnetice. Relaţia de echivalenţă cu unitatea corespunzătoare din SI este: 1 Gs= 10"4 T. Gay-Lussac [ghe-liisâc], Joseph Louis (1778—1860), om de ştiinţă francez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Paris. Autor al mai multor lucrări de fizică şi chimie, descoperitor (1802) al uneia din legile gazelor (v. legea Gay-Lussac). gaz, corp aflat într-o stare de agregare caracterizată prin coeziune neînsemnată şi forţe de interacţie in termo lecui ară foarte slabe. gaz ideal (sau perfect), gaz ale cărui molecule pot fi asimilate cu puncte materiale (posedă masă, dar au dimensiuni neglijabile) aflate în mişcare haotică, fără vreo direcţie preferenţială; ele interacţio- GAZ nează numai în momentul ciocnirilor, care sînt perfect elastice, în rest mişcarea lor fiind rectilinie şi uniformă — neinfluenţată de forţe de atracţie sau de respingere reciprocă. Cu un astfel de sistem pot fi asimilate gazele reale aflate la presiuni joase, ale căror molecule sînt depărtate unele faţă de altele, astfel încît raza de acţiune moleculară este neglijabilă în raport cu distanţele parcurse de molecule între (Jouă ciocniri succesive. La temperatură constantă şi în absenţa cîmpului gravitaţional, acestea se distribuie în mod uniform, în îutreg volumul. Presiunea p exercitata de gasul ideal asupra pereţilor vasului este rezultatul acţiunii forţelor pe care le exercită moleculele, prin ciocniri elastice, asupra pereţilor; în cazul unui volum egal cu unitatea, este dată de relaţia: unde n este concentraţia moleculelor, v* — viteza lor pătratică medie, iar m ~ masa unei molecule, ftelaţia reprezintă formula fundamentala a teoriei cinetice a gazelor şi a fost stabilită de R. Olau-sius în 1857; daca se considera un volum V cu N molecule, ea se mai poate scrie: „V-- N 2 W pV " %r- 3 c> adică produsul dintre presiunea şi volumul unui gaz ideal este egal cu două treimi din energia cinetică de translaţie a tuturor moleculelor sale. Pe b$za legii echipartiţiei energiei pe grade de libertate se găseşte 214 astfel că formula fundamentală devine: p = nkT, unde T este temperatura absolută a gazului, iar k — constanta Boltzmann [k = —\; pe baza . , l, iv] acestei relaţii se obţine ecuaţia de stare a gazelor ideale: pV = vRTt unde v reprezintă numărul de kilo-moli, iar/? — constanta universală a gazelor. Pentru un kilomol de gaz ecuaţia se scrie: PV = RT. în practică se foloseşte ecuaţia de stare a gazelor ideale sub forma: pV = mrT, unde m este masa gazului, iar r — constanta specifică a sa, a cărei valoare este: 848 i | i j i r =------kgm-kg*_1-grd”1 ({.i fiind masa molară a gazului). Gazele ideale se supun legilor Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lus-sac, Avogadro şi Dalton. gaz perfect, gaz ideal. gaz rea], gaz format din molecule între care se exercită interacţii şi care au volum propriu. într-un interval nu prea larg de variaţie a presiunii şi temperaturii, comportarea sa se supune ecuaţiei Van der Waals: (p+ (V - vi) = vRT, unde R este constanta universală a gazelor, T — temperatura absolută, p — presiunea, V — volumul, v — numâruldekilomoli, iar a, b — m constante caracteristice ale gazului. Termenul v&, numit covolum este <‘gal cu volumul propriu al moleculelor gazului dintr-un kiktmol; deci, faţă de gazele perfecte, volumul în care se pot deplasa liber moleculele unui gaz real este V — vb. Termenul care se adaugă presiunii îşi găseşte explicaţia în faptul că forţele de atracţie inter-moleculare se manifestă ca o presiune suplimentară Regală cu ce se exercită asupra gazului, numită presiune internă. în fig. 197 sînt reprezentate izotermele gazului real în coordonate p-V pentru diferite valori ale temperaturii T. Sub curba de care aparţine punctul C se găsesc izotermele pentru care, la o valoare dată a presiunii, pot corespunde trei valori ale volumului; porţiunea uneia dintre aceste curbe cuprinsă între cele două valori extreme [maxim şi minim) corespunde transformării din starea gazoasă în starea lichidă şi transformării inverse. Astfel, ecuaţia de stare Van der Waals descrie, în mod aproximativ, la valori mici ale lui V — faza lichidă, iar la valori mari — faza gazoasă. în cazul unor valori foarte mari ale lui V (la presiuni foarte mici), gazul se comportă ca un gaz ideal. GENERATOR Izoterma ce trece prin punctul C (corespunzătoare temperaturii critice Tc) poartă numele de curbă critică, iar punctul C — punct critic; curba separă izotermele stării gazoase (care se află deasupra) de izotermele transformărilor din starea gazoasă în starea lichidă. Coordonatele punctului critic sînt volumul critic Vc Şi presiunea critică pc. Pentru gazele reale au fost stabilite peste 150 de ecuaţii de stare, care pot fi aduse la forma generală: + (ff Wl +...]. care se numeşte ecuaţie virială, iar constantele ce depind de temperatură Z?(r), C(T)... —coeficienţi viriali. generare de perechi, creare de perechi. generator Cockcrolt-Walton v. accelerator. generator cuantic de radiaţie, generator de radiaţii electromagnetice, bazat pe emisia stimulată a radiaţiei într-un mediu activ în care s-a realizat o inversie de populaţie. Fiind iradiat cu o radiaţie de o anumită lungime de undă, mediul activ poate genera o radiaţie laser de altă lungime de undă , în general mâi mare. Spre deosebire de genera-taorele utilizate în radioelectronica clasică, bazaţi pe interacţia cîmpului electromagnetic cu electronii liberi, generatoarele cuantice funcţionează pe baza interacţiei cîmpului electromagnetic (fotonilor) cu învelişurile electronice ale atomilor, moleculelor sau ionilor dintr-un mediu solid, lichid sau gazos. GENERATOR După cum emit radiaţii electromagnetice în domeniul infraroşu, vizibil sau ultraviolet, generatoarele cuantice poartă numele de iraseri, laseri sau maseri. generator de impulsuri, instalaţie cu ajutorul căreia se generează impulsuri de curent sau tensiune. Durata acestora poate varia de la 5-IO-9 s pînă la 0,1 s. Este utilizat în domeniile fizicii nucleare, descărcărilor electrice, automaticii, în scopul generării unor impulsuri electrice de un anumit tip, codificate. Generatoarele de impulsuri pot fi de frecvenţă joasă (în regim continuu), înaltă sau supraînaltă, iar impulsurile lor pot fi de forme diferite: triunghiulare, dreptun- ghice, trapezoidale, sinusoidale etc. Generatoarele de frecvenţă înaltă şi supraînaltă sînt alimentate cu impulsuri de tensiune de ordinul a 50—100 kV, puterea lor ajungînd pînă la cîteva mii de kilowaţi. generator de ultrasunete v. ultrasunet. generator electric, instalaţie care furnizează curent electric, trans-formînd o anumită formă de energie în energie electrică. Gel mai des utilizate sînt generatoarele rotative, care transformă energia mecanică în energie electromagnetică, pe baza fenomenului de inducţie electromagnetică. Un astfel de generator se compune din două părţi principale: inductorul, alcătuit din magneţi permanenţi (lageneratorul magnetoelectric — numit şi magnetou) sau din electro-magneţi (la generatorul electrodina-mic — numit şi dinam), care produce cîmpul magnetic util, şi indusul, format din înfăşurări electrice dispuse în jurul unor miezuri de fier, în care^se induc tensiuni electromotoare. în funcţie de tipul constructiv, aceste elemente con- 216 stitutive de bază pot constitui statorul (partea fixă) sau rotorul (partea mobilă a) maşinii electrice. Dacă la bornele unui generator electric se aplică o diferenţă de potenţial identică cu cea furnizată de acesta în timpul funcţionării, asupra rotorului său vor acţiona forţe electromagnetice care îl vor roti (în acelaşi sens), iar maşina electrică obţinută produce astfel lucru mecanic, devenind un motor electric (v.). Generatoarele electrice se împart în generatoare de curent continuu şi de curent alternativ. Dintre acestea, mai des utilizate sînt cele de curent alternativ, în special cele de curent alternativ trifazat, într-un generator electric de curent alternativ (numit şi alternator), statorul, format din tole de fier cu siliciu (pentru evitarea formării de curenţi turbionari), constituie indusul, iar rotorul, compus din magneţi sau electromagneţi avînd polii magnetici distribuiţi alternativ — nord şi sud, are rol de inductor. înfăşurarea indusuluieste montată în partea interioară a statorului în nişte canale (numite encoşe). Dacă pe indus sînt dispuse înfăşurări decalate între ele cu o distanţă unghiulară egală cu cea dintredoi poli magnetici consecutivi ai rotorului, la bornele acestuia (la care sînt conectate, în mod alternativ, aceste înfăşurări) se obţine o tensiune electrică alternativă. în industrie se întrebuinţează aproape exclusiv curentul alternativ trifazat, care se obţine prin decalarea înfăşurărilor indusului cu 1/3 din distanţa unghiulară dintre doi poli magnetici consecutivi; capetele acestor înfăşurări pot fi legate în stea sau în triunghi. în generatorul electric de curent con-tinuu, statorul are rol de inductor, producînd un cîmp magnetic constant, iar rotorul, alcătuit din tole <17 ilo fior cu siliciu pe care se bobi-imuză conductori (de cupru) izolaţi, constituie indusul; capetele spirelor de pe indus sînt conectate la doi semicilindri fixaţi pe axul mistuia. La rotirea indusului în « Impui magnetic constant al sta-lorului, în spirele sale, străbătute astfel de un flux magnetic variabil, irtu naştere tensiuni electromotoare X Fie. 200 mixte, sînt montate în paralel m grupuri de cîte n generatoare legate îft serie (fig. 200). Forţa electromotoare a unui grup de generatoare legate în serie fiind nE, iar rezistenţa acestuia ni?*, rezistenţa echivalentă a întregului mon-* taj este —- . Intensitatea curen-m tu lui 1 debitat în circuitul exterior rezultă deci: /- nE nîti + R Numărul total de generatoare grupate mixt fiind K — mn> rezultă că / se poate scrie: KEm KRi -f m2R Valoarea maximă a curentului reiese din condiţia-^- = O, obţi-dm nîadu-se: — = — . Dacă R = Ru Iii m gruparea mixtă cea mai avantajoasă din punct de vedere energetic este obţinută atunci cînd n = m, adică numărul generatoarelor co intră într-o grupare serie este egal cu numărul grupelor legate în paralel. generator electrostatic Graaîf v. accelerator. generator magnotohidrodinamic (sau MHD), instalaţie pentru transformarea directă a energiei termice în energie electrică, prin destinderea plasmei îhtr-o regiune supusă eîmpurilor electromagnetice. Această destindere continuă se realizează de obicei prin încălzire, adică pe seama energiei termice. în prezent, se construiesc generatoare MHD de curent continuu liniare (care pot fi cu electrozi compleţi sau cu electrozi segmentaţi) şi neliniare, precum şi generatoare MHD de curent alternativ. în cel mai simplu model de generator magnetohidrodinamic (de curent continuu), plasma destinsă trece printr-o conductă (fig. 201) în care se află doi electrozi E. Cîmpul magnetic B, creat în interiorul conductei de către un electromag-net montat în exterior, acţionează asupra sarcinilor electrice de viteză t; cîmpul electric indus v x B separă sarcinile de semne contrare, curbîndu-le traiectoriile către cei do i electrozi colectori. Legînd aceşti doi electrozi printr-o rezistenţă (‘xtorioară Rt ea va fi străbătută de un curent electric care, circulînd prin gazul ionizat, va frîna mişcarea sa axială prin conductă (această mişcare se datoroşto unui puternic gradient de presiune produs prin destinderea plasmei încălzite). Van de 219 Transformarea energiei cinetice a jetului de plasmă în energie electrică ar fi totală dacă jetul ar fi complet frînat, ceea ce corespunde unei secţiuni infinite a conductei Ia ieşire, lucru evident imposibil, în practică, temperatura iniţială a fluidului folosit poate atinge valori pînă la 3 000°G, obţinîndu-se astfel randamente destul de mari (de ordinul 60%). Deoarece regimul de lucru al unui convertizor ter-moionic (v.) este între temperaturile de 1 000 şi 2 500°C, iar cel al generatorului MHD între 2 000— 3 000°G, este posibilă cuplarea acestora în serie; gazul aflat iniţial la temperatură ridicată poate fi răcit succesiv, printr-un generator MHD şi apoi printr-unul termo-ionic. generator termoionic, convertizor termoionic. generator Van de Graaff v. accelerator. geoU2ic&, ştiinţa care se ocupă cu studiul fenomenelor fizice de la suprafaţa şi din interiorul Pămîntului şi al proprietăţilor fizice ale elementelor sale constitutive. geomagnetism, capitol al geofizicii, care studiază fenomenele magnetice terestre, precum şi distribuţia şi variaţia in timp a cîmpului geomagnetic. Gheorghiu, Traian (1887 — 1968), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. M. coresp. al GXLBEBT Acad. Studii în spectroscopie, foto-electricitate, semiconductori. ghid de unde, sistem de medii ale căror caracteristici determină propagarea unui fascicul de unde electromagnetice în lungul unui anumit traseu, folosit pentru transmiterea acestuia la distanţă. în funcţie de natura mediului de separare, ghidurile pot fi metalice, dielectrice etc. Axa unui ghid poate fi o curbă oarecare, iar secţiunea transversală a sa — variabilă. Gele mai des utilizate sînt ghidurile metalice umplute cu un dielectric gazos (ex. aer), de secţiune transversală constantă; cîteva exemple de secţiuni ale unor astfel de ghiduri sînt cuprinse în fig. 202. Dimensiunea transversală a unui ghid este de ordinul lungimii de undă a radiaţiei transmise, iar problemele teoretice legate de propagarea acestora se rezolvă cu ajutorul ecuaţiilor Maxwell. Gibbs [ghibz], JosiaJi Willard (1839—1903), fizician american. Unul dintre fondatorii mecanicii statistice şi termodinamicii chimice. A dezvoltat teoria potenţialelor termodinamice şi a aplicat-o la studiul echilibrului termodinamic şi la termodinamica fluidelor şi cristalelor. A cercetat termodinamica fenomenelor elec-trochimice şi a calculat mărimile termodinamice cu ajutorul teoriei statistice a ansamblelor de micro-particule. gilbert (Gb), unitate de măsură tolerată (în sistemul CGSţx0) a GILBERT tensiunii magnetice şi magneto-motoare. Reprezintă tensiunea magnetică produsă pe o porţiune cu lungimea de un centimetru a unei linii de cîmp magnetic uniform, a cărui intensitate este de un oersted. Relaţia de legătură cu unitatea corespunzătoare din SI este: 1 Gb = 0,794774 A. Gilbert [ghilbat], William (1544— 1603), medic şi fizician englez. A pus bazele studiului experimental al fenomenelor electrice şi magnetice. A descoperit fenomenul de interacţie dintre polii magnetici, fenomenul de magnetizare prin inducţie şi a studiat magnetismul terestru; a introdus termenii de electricitate, forţă electrică şi pol magnetic. giroscop, corp rigid avînd o axă de simetrie (cel puţin ternară) care, atunci cînd acesta se roteşte în jurul ei, păstrează o direcţie fixa în spaţiu indiferent de mişcarea (de translaţie sau de rotaţie) în care este antrenat corpul. A fost construit în 1852 de J ,B .L. Fou-cault. Este folosit pentru a da direcţii fixe unor instrumente (ex. compase giroscopice), în navigaţie, aviaţie etc. glucometru v. areometru. gol v. corp solid, defect în cristal. goniometru, aparat folosit în laborator pentru măsurarea unghiurilor (diedre, de deviaţie etc.). Este alcă tuit din urmă toarele p iese principale: o platformă orizontală, circulară, gradată la periferie; o măsuţă-suport montată în centrul platformei pe o piesă (alidadă) prevăzută cu un vernier, pentru citirea pe cercul gradat a unghiurilor de rotaţie a măsuţei în planu t orizontal; un colimator şi o lunetă 220 situate tot pe platforma orizontală, ale căror poziţii pot fi de asemenea reperate pe cercul gradat. Este folosit în fotografie, geodezie şi mineralogie (cristalografie), constituind o componentă esenţială a teodolitului, tahimetrului, busolei topografice, clinometrului etc. grad de degenerescentă v. nivel energetic. grad de libertate v. legea echi-partiţiei energiei. grad de omogenitate v. sistem de unităţi. grad de polarizare v. polarizare; a luminii. grad termometrie v. termometrie. gradient (grad, v), mărime vectorială reprezentînd variaţia pe unitatea de Jungime într-o anumită direcţie, a unei mărimi scalare, egală, în modul, cu derivata parţială corespunzătoare. După natura mărimii scalare poate fi: depresiune, de temperatură, de potenţial etc. gram (g), unitate de măsură a masei în sistemul GGS, submultiplu al unităţii fundamentale din SI: lg = 10~3 kg. gravitaţie, proprietate a corpurilor de a se atrage reciproc, proporţional cu masele lor. V. cîmpţ gravitaţional, legea atracţiei universale. graviton, particulă ipotetică — cuantă a cîmpului gravitaţional. Are masa de repaus şi sarcina electrică nule, iar spinul egal cu 2h (h fiind egal cu — ,unde h reprezintă constanta Planck). -21 GRIGOROVICI Fcf y~% mv 2 Fcf m av—*0 AF în care p este densitatea corpului, iar g — acceleraţia gravitaţională, (n cazul unui corp omogen, este numeric egală cu greutatea unităţii de volum. în SI se măsoară în newtoni pe metru cub; mai poate fi exprimată în unităţile tolerate: gf/cm3, kgf/m3, dyn/cm3. Grigorovici, Eadu (n. 4911), fizician român. M. coresp. al Acad. Grîlâ Cercetări In fizica corpului solid, spectroscopie, fotometrie. grilă v. tub electronic. groapă de potenţial, domeniu din spaţiu în care energia potenţială a unei particule are valori mult mai mici decît în regiunea înconjurătoare. Particula din interiorul gropii de potenţial poate părăsi acest domeniu prin efect tunel. grosime de înjum&tăţire v. parcurs. grosisment (G), raportul dintre tangenta trigonometrică a unghiului dt2,sub care se vede imaginea prin instrumentul op tic, şi tangenta trigonometrică a unghiului ctv sub care se vede obiectul direct, cu ochiul liber, din punctul de observaţie: G - tg<*2 tg *1 ' Este utilizat pentru caracterizarea instrumentelor optice care dau imagini virtuale. Dacă ax şi a2 sînt suficient de mici (în aproximaţia Gauss), se poate scrie: 222 Pentru obiecte foarte îndepărtate, situate practic la infinit (cum sînt cele privite prin lunete şi tele-scoape), imaginea virtuală privită cu ochiul neacomodat este considerată, de asemenea, la infinit. în cazul obiectelor apropiate (cum sînt cele privite prin lupe şi microscoape), expresia grosismen-tului (numit în acest caz grosisment convenţional Gc) devine: G = ^ te aa ^ S <*2 2/i 2/i unde 5 este distanţa finită la care se află obiectul, iar yL — o dimensiune liniară a lui (ex. înălţimea). De obicei, se consideră 8 = 0,25 m (distanţa minimă de vedere cu ochiul neacomodat). în acest caz: unde P este puterea optică a instrumentului. grup de unde v. viteză de grup. H Tlahn [ha:n], Otto (1879-1968), fizician german. Membru al Academiei Germane de Ştiinţe. A pus în evidenţă fisiunea uraniului (1939) dcschizînd perspectiva folosirii e-nergiei nucleare în tehnică. Premiul Nobel pentru chimie (1944). Hali [ho:l], Edwin Herfoert (1855— 1938), fizician american. A descoperit (1880) un fenomen care apare în conductorii sau semiconductorii aflaţi în cîmp magnetic (v. efect Hali). halo 1. Zonă luminoasă din jurul Soarelui sau Lunii formată din ('.ercuri concentrice colorate, datorată refracţiei şi dispersiei luminii în cristalele de gheaţă sau în picăturile mici de apă din straturile superioare ale atmosferei. Uneori, un anumit rol îl pot juca fenomenele de difracţie pe aceste mici particule. 2. Zonă luminoasă ce se formează în jurul imaginii fotografice a unui punct. Razele de lumină utilizate la formarea imaginii fotografice în stratul fotosensibil nu sînt absorbite în întregime de acesta; o parte d intre ele, străbătînd stratul, pot suferi o reflexie totală pe suprafaţa din spate a suportului emulsiei în contact cu aerul. Tre-cînd din nou prin stratul fotosensibil. lumina va descompune alte cristal* de bromură de argint vecine imaginii geometrico dată de obiectiv, formînd astfel o zonă luminoasă numită halo de reflexie. Depărtarea acestei zone de imaginea geometrică dep inde de grosimea stratului fotosensibil. Producerea halo-ului poate fi evitată fie prin colorarea în albastru-cenuşiu a suportului pe care se află stratul fotosensibil, pentru ca radiaţiile să nu se mai reflecte ci să fie absorbite de acesta, fie prin depunerea unei mase gelatinoase colorate pe suprafaţa Suportului (strat antihalo), cu acelaşi rol absorbant (aceasta dizolvîndu-se, odată cu developarea şi fixarea, în laborator). O parte din lumina neabsorbită în procesul fotochimic poate fi difuzată în toate direcţiile de către cristalele de bromură de argint dispersate în stratul fle emulsie. Întîlnind alte cristale 4e bromură de argint, lumina difuzată provoacă descompunerea lor tfînd naştere halo-ului de difuzie, care este mai greu de înlăturat dar poate fi redus prin folosirea emulsiilor cu granulaţie foarte fină şi prin micşorarea grosimii stratului fotosensibil. liamiltoniană, funcţia Hamilton. hectar (ha), unitate de măsură pentru suprafeţe, multiplu $1 metrului pătrat: 1 ha = 104 ma* HEISENBERG Heisenberg [hâizanberg], Wemer (n. 1901), fizician german # din R.F.G. Membru al Academie iGer-mane de Ştiinţe. Creatorul mecanicii cuantice în forma matricială. A stabilit (1927) relaţiile de nedeterminare, a dat o teorie cuantică a feromagnetismului şi, împreună cu N. Bohr, a elaborat principiul complementarităţii, folosit în interpretarea fenomenelor cuantice. Autor al unei teorii a particulelor elementare, precum şi al unor lucrări cu privire la forţele nucleare şi razele cosmice. Premiul Nobel (1932). heliu lichid v. suprafluiditate. Helmholtz [helmholţ], Hermann von (1821—1894), fizician şi fizio-log german. A elaborat (1847) teoria matematică a principiului conservării energiei; a dezvoltat teoria mişcării turbionare a fluidelor. în acustică are lucrări legate de fiziologia auzului. A explicat (1862) timbrul sunetelor prin suprapunerea diferitelor armonice (v. rezonator Helmholtz). henry (H), unitate de măsură în SI a inducţiei. Reprezintă induc-tanţa unui circuit electric format dintr-o spiră care, fiind străbătut de un curent continuu cu intensitatea de un amper, produce un flux magnetic propriu de un weber. Hepites, Ştefan (1851 — 1922), fizician român. Academician. Lucrări în climatologie, geofizică, astronomie şi seismologie. heptodă v. tub electronic. hertz (sau ciclu pe secundă, Hz), unitate de măsură a frecvenţei. Reprezintă frecvenţa unui fenomen periodic, a cărui perioadă este de o secundă. în practică sînt des 224 utilizaţi multiplii săi: kilohertz (1kHz = 103Hz), megahertz (1MHz = 109Hz) şi gigahertz (1GHz = 109Hz). Hertz [herţ], Gusta v (n. 1887), fizician german din It.F.G. Membru al Academiei Germane de Ştiinţe. împreună cu J. Franck a efectuat, în 1913, o seric de experienţe prin care a pus în evidenţă caracterul discontinuu al energiei atomilor (v. experienţele Franck-Hertz). A mai studiat izotopii stabili, descărcările în gaze, ultrasunetele şi semiconductorii. Premiul Nobel (1925). Hertz [herţ], Heinrich (1857— 1894), fizician german. A verificat experimental teoria electromagnetică a lui Maxwell, descoperind existenţa undelor electromagnetice (v. rezonator Hertz). A stabilit (1887) influenţa luminii ultraviolete asupra descărcărilor electricc, iniţiind studiul efectului fotoelec-tric extern. hexodă v. tub electronic. hidrodinamica v. dinamica fluidelor. hidrosonicitate v. son ici tale. hidrostatică v. statica 1' iu idelor. higrometrie, ramură a fizicii moleculare şi a meteorologiei care se ocupă cu măsurarea cantităţii de apă din atmosferă. Această măsurare se poate face fie determinînd umiditatea atmosferică, fie presiunea actuală pv a vaporilor de apă din aer. Pentru calculul umidităţii atmosferice absolute m0, se foloseşte de obicei relaţia: 225 unde p0 este densitatea vaporilor de apă la temperaturaT0=273,15 K şi presiunea p0 = 760 Torr, iar T — temperatura aerului. Presiunea actuală a vaporilor este limitată de presiunea maxima pe care o pot avea vaporii din atmosferă (adică presiunea vaporilor satu-ranţi) mărime ce depinde de temperatură. Umiditatea atmosferică relativă se exprimă prin raportul, evaluat în procente, dintre presiunea actuală şi cea a vaporilor satu-ranţi Şi este numeric egală cu raportul dintre umiditatea absoluta a aerului şi masa mos a vaporilor saturanţi aflaţi într-un metru cub, la aceeaşi temperatură: U — 100 — = 100 —°- ; Ps m0 S această mărime este o măsură a stării higrometrice (sau de umiditate) a aerului. Alături de ea, este definită o mărime numită deficit higrometric (sau de saturaţie), de care depinde viteza de evaporare a apei în atmosferă. Pentru măsurarea mărimilor higrometrice, se folosesc instrumente numite higrometre (chimice, cu fir do păr şi de condensare) şi psihro-metre. Higrometrele chimice se bazează pe absorbţia de către o substanţă chimică a vaporilor din-tr-un volum cunoscut, cele cu fir de păr pe proprietatea părului degresat de a se alungi atunci cînd absoarbe vapori de apă, iar cele de condensare pe determinarea punctului de aburire (sau de rouă), astfel că,răcind un corp în aerul atmosferic, el se va aburi la temperatura pentru care presiunea vaporilor este egală cu presiunea vaporilor saturanţi. Cu ajutorul psihrometrelor se stabileşte viteza de evaporare a apei, care depinde de deficitul higrometric. 15 — Dicţionar de fizică HULUBEI hfgrometru v. higrometrie. hipersarcină v. particulă elementară. hipersunct, ultrasunet de frecvenţă foarte înaltă (IO3—10*MHz). Poale ii produs prin efect piezoelectric invers la cristale de cuarţ cu grosimi de ordinul zecilor de microni, sau este obţinut ca efect secundar la propagarea fasciculelor laser printr-un mediu material. histerezis, isterezis. holografie, procedeu de obţinere a imaginilor în relief (holograme) cu ajutorul unor fascicule de lumină coerentă (laser), fără vreun obiectiv fotografic. în urma interferenţei dintre razele laser difuzate de obiectivul holografiat şi cele ale unui fascicul auxiliar la nivelul stratului fotosensibil, pe placa fotografică este înregistrat un sistem de franje de interferenţă. Pentru reproducerea imaginii obiectului, placa trebuie „citită" tot în lumina coerentă provenită de la un laser; modulînd din nou fasciculul de raze laser, holograma oferă o imagine în relief care, spre deosebire de fotografiile stereo obişnuite (unde senzaţia de profunzime se obţine doar după o singură direcţie), este mult mai completă (senzaţia realizîndu-se după un număr mare de direcţii). Hooke [huc], Robert (1635—1703), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. A descoperit legea deformaţi ilor elastice (v. legea Hooke). în acelaşi timp cu Newton, a susţinut că forţa de atracţie dintre Soare şi planete este invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele. Hulubei, Horla (n. 1895), fizician HURMUZESCU român, Academician, profesor la Universitatea Bucureşti. Lucrări în domeniile spectroscopiei optice (în special al efectului Raman), spectroscopiei razelor X şi y, fizicii nucleare. Hurmuzescu, Dragomir (1865 — 1954), fizician român. Cunoscut pentru cercetările sale din domeniul electricităţii şi a fizicii razelor X. A construit electroscopul care-i poartă numele, folosit în studiul ionizărilor şi proceselor radioactive şi a măsurat constanta electrodinamică (1895). 226 Huygens [hMgans], Christiaan (1629—1695), fizician, matematician şi astronom olandez. Membru al Academiei de Ştiinţe din Paris şi al Societăţii Regale din Londra. A elaborat prima teorie ondulatorie a luminii cu ajutorul căreia a explicat fenomenul de birefringenţă; a formulat un principiu (v. principiul Huygens) care a făcut posibilă înţelegerea fenomenului de difracţie a undelor. Teoria pendulului şi teoria forţei centrifuge, elaborate de el, au contribuit la dezvoltarea mecanicii clasice. A construit numeroase dispozitive mecanice şi optice. i<*mioscop (sau tub videocaptor), lub electronic folosit în televiziune pentru transformarea semnalelor luminoase, provenite de la punctele cu iluminări diferite ale unei imagini, în impulsuri de tensiune. Se compune dintr-un balon de sticlă cu vid înaintat, conţinînd ui interior un ecran în planul căruia se formează imaginea optică reală a obiectului televizat. Pe suprafaţa iluminată a ecranului există un mozaic de celule foto-electrice microscopice, iar în spatele lui, placa (electrodul) de semnalizare. Un fascicul electronic de baleiaj, provenit de la un tun electronic montat de asemenea în interiorul tubului, explorează întregul mozaic într-o anumită ordine, cu o viteză destul de mare (cel puţin 15 explorări complete ale ecranului, pe secundă). înainte de a fi atinsă de fasciculul de electroni, fiecare microcelulă fotoelec-trică are o sarcină pozitivă mai mică sau mai mare, în funcţie de iluminarea imaginii în acel loc. între celule şi placa de semnalizare există tensiuni diferite care, la trecerea fasciculului electronic, dau naştere la impulsuri de curent diferite, proporţionale cu iluminările imaginii; amplificarea şi utilizarea acestora ca semnal modulator face posibilă transmiterea imaginilor optice, sub formă de unde electromagnetice. ignitor v. ignitron. 15* ignitron, tub redresor monoanodic cu descărcare în vapori de mercur, avînd un electrod auxiliar de aprindere numit ignitor, Este format dintr-un tub vidat, de sticlă sau de metal, în interiorul căruia se află o baie de mercur (catodul), un anod, un ignitor şi o serie de grile protectoare. Ig;nitorul aprinde descărcarea după fiecare perioadă a tensiunii redresate, în momentele în care ea trece prin valoarea zero. Procedeul se numeşte igniţie. O variantă perfecţionată a ignitro-nului este excitronul, la care pata catodică, o dată aprinsă, are o existenţă continuă în timpul funcţionării; aceasta se realizează cu ajutorul unor anozi auxiliari de excitaţie. igniţie v. ignitron. iluminare (luminoasă E, Ev), mărime fotometrică ce caracterizează suprafeţele iluminate, reprezentînd limita raportului dintre fluxul luminos incident pe o suprafaţă elementară, şi aria A A a suprafeţei respective, cînd aceasta din* urmă tinde către zero: AA—►o AA âA în cazul unui flux uniform distribuit, este numeric egală cu fluxul luminos incident pe unitatea de ILUMINARE suprafaţa. Unitatea de măsură în SI este luxul. în măsurătorile fotometrice, este des utilizată expresia iluminării By produsă de un izvor punctiform S de intensitate I intr-un punct M al unei suprafeţe A, aflat la distanţa r de izvor (fig. 204). ^ Dacă d<> este fluxul luminos din interiorul unghiului solid d H ce mărgineşte elementul diferenţial de arie dA> considerat în jurul punctului M, d

nală cu viteza — a acestei vana-d t ţii: această relaţie reprezintă expresia matematică a legii Faraday-Neu-mann. Variaţia fluxului magnetic inductor se poate datora fie variaţiei locale a inducţiei magnetice (ex.: în transformatoare), fie mişcării conturului străbătut de curent într-o direcţie care intersectează linîi de cîmp magnetic (ex.: în generatoarele şi motoarele electrice). V, ecuaţii Maxwell. inducţie electrostatică, influenţă electrostatică. inducţie magnetică (B), mărime vectorială fundamentală ce carac- 232 terizează cîmpul magnetic într-un anumit mediu, egală cu produsul dintre permeabilitatea y. a mediului şi intensitatea H a cîmpului magnetic: B = \lH. Este densitatea de flux magnetic măsurată pe o suprafaţă normală la liniile de cîmp magnetic. Relaţia care defineşte mărimea inducţiei magnetice este expresia forţei electromagnetice dF exercitată de cîmpul magnetic asupra unui element de curent de lungime dl şi de intensitate I: dF = / dl x B. Unităţile sale de măsură sînt tesla (în SI) şi gauss (în sistemul GGS[i.0). V. ecuaţii Maxwell. indus v. generator electric, motor electric. inertanţă v. oscilaţie forţată. inerţie 1. Proprietate a punctelor (corpurilor) materiale ce aparţin unui sistem inerţial, de a-şi păstra starea de repaus sau de mişcare uniformă şi rectilinie, în absenţa oricărei forţe (sau cînd rezultanta forţelor exterioare este nulă). V. masă inertă, forţă de inerţie, moment de inerţie. 2. Proprietate a unui sistem fizic de a prezenta un timp de relaxare mare, referitor la o anumită mărime a sa (ex. tensiune electrică, temperatură etc.). influenţă (sau inducţie) electrostatică, modificare a distribuţiei sarcinilor electrice într-un conductor sub acţiunea unui cîmp electric exterior, ducînd la separarea sarcinilor de semne contrare. infraroşu, domeniu spectral corespunzător radiaţiilor infraroşii. V. lumină, undă electromagnetică. 2.1» litf ni sunet, sunet a cărui frecvenţă mai mică de 20 Hz. Are influenţe fiziologice asupra organismului uman, dar nu este per-■vput de ureche. intensitate a cîmpului electric (E), mărime vectorială ce caracterizează cîmpul electric, egală cu limita raportului dintre forţa F care acţionează asupra unei sarcini elec-Iricc q (situată în vid sau într-un canal vidat, în interiorul corpului considerat, ale cărui dimensiuni sînt extrem de mici iar axa sa este paralelă cu direcţia polarizarăţi electrice), şi aceasta din urmă, cînd valoarea sarcinii tinde către /.oro: F E — lim — . î— 0 q Unitatea de măsură în SI este voltul pe metru. V. inducţie elec-Irică, cîmp electromagnetic. intensitate a cîmpului gravitaţional v. cîmp gravitaţional. intensitatea cîmpului magnetic (H), mărime vectorială ce caracterizează cîmpul magnetic creat de magneţi permanenţi sau de curenţi electrici, care nu depinde de proprietăţile magnetice ale mediului. In SI se măsoară în amperi (sau amper-spire) pe metru. Este numeric "gală cu tensiunea magnetică la distanţa de un metru, considerată in sensul liniilor de cîmp. Intensitatea dH a cîmpului magnetic produs într-un punct de un element de curent situat în vid este egală cu: dH = — [dl x -1, 4tt L r3J unde r este distanţa punctului considerat pînă la elementul de conductor de lungime dZ, străbătut de curentul electric de intensitate /. Această relaţie exprimă legea Biot- INTENSITATE Savart sub formă vectorială. Dacă forma conductorului este cunoscută, legea permite determinarea intensităţii cîmpului magnetic crea t de acesta într-un punct al spaţiului ce-1 înconjoară; conform acestei legi, intensitatea cîmpului magnetic într-un punct situat la distanta r0 de un conductor infinit este: H = --------. Notînd cu r raza unei 2 7r rQ spire şi cu / — intensitatea curentului ce trece prin ea, se găseşte că intensitatea cîmpului magnetic în centrul spirei este H = — . Gonsiderînd o bobină for-2 r mată din n spire ^fiecare spiră creează în centrul său un cîmp magnetic de intensitate H = —] , 2r) cele n spire produc în centrul bobinei un cîmp magnetic de intensitate: H = — , unde r este raza 2r bobinei, iar/ — intensitatea curentului prin bobină. Dacă se notează cu n0 numărul de spire pe unitatea de lungime ale unui solenoid folosit pentru obţinerea cîmpufilor magnetice, conform legii Biot-Savart, // = n0I. V. cîmp electromagnetic. intensitate a curentului electric (sau curent electric,/, i), mărime fundamentală în SI, egală numeric cu limita raportului dintre sarcina electrică Aq ce străbate un conductor şi intervalul de timp At corespunzător, cînd acesta din urmă tinde către zero: /= lim At dt Reprezintă fluxul densităţii de curent. Unitatea sa de măsură este amperul, ales drept unitate fundamentală în SI. INTENSITATE Circuitele de curent alternativ sînt caracterizate de intensitatea eficace, numeric egală cu intensitatea unui curent electric continuu care, tre-cînd prin rezistenţa R, produce în acelaşi interval de timp degajarea aceleiaşi cantităţi de căldură ca şi curentul alternativ de intensitate maximă I0. Energia electrică ce se transformă în căldură într-o rezistenţă ohmică străbătută de un curent alternativ este dW=RI2dt (unde I este intensitatea momentană a curentului, iar di — intervalul de timp considerat). Cunos-cînd I — 10 sin 2 iar în funcţie de presiunea sonoră maximă pmax> este: . 2 r _ 1 Pmax ~ 2 9v m In cazul sunetelor, mărimea astfel definită poartă numele de intensitate sonoră. Intensitate de radiere, intensitate o n erg etică. Intensitate energetică (de radiere sau radiantă de izvor le» J)> mărime egală cu limita raportului <1 intre fluxul energetic AP, emis 0 AQ dO In SI se măsoară în waţi pe stera-dian. Daca sursa radiantă este izotropă, intensitatea este numeric egală cu fluxul emis în unitatea de unghi solid: în acest caz, fluxul energetic total Pt emis de izvor este: Pl = 4-tt /e. Caracterizează izvorul emiţător de unde electromagnetice, iar nu propagarea acestora, în acest sens deosebindu-se calitativ de intensitatea de radiaţie. intensitate luminoasă (/), mărime fotometrică fundamentală (în SI), ce caracterizează sursele punctiforme (de dimensiuni neglijabile în raport cu distanţa pînă la punctul în care se face obseryaţia). Dacă fluxul luminos $ emis de o s.ursă este uniform repartizat în unghiul solid Q, intensitatea este numeric egală cu fluxul lumi- INTERFERENŢA nos emis în unitatea de* unghi solid : în general, intensitatea unui izvor variază cu direcţia de emisie. Do aceea valoarea sa este: AQ-+0 AQ ' dU dQ reprezentînd elementul diferenţial de unghi solid, considerat în jurul unei anumite direcţii. Unitatea de măsură în SI a intensităţii luminoase este candela. intensitate radiantă de izvor, intensitate energetică. intensitate sonoră v. intensitate de radiaţie. interacţie, influenţă reciprocă între două particule, sistemedeparticule sau corpuri. Se poate manifesta sub forme variate, dintre care cele mai importante se datoresc forţelor (de atracţie) gravitaţionale şi celor (de atracţie sau de respingere) care iau naştere în prezenţa cîmpurilor electromagnetice. Sin. interacţiune. interferenţă, fenomen de suprapunere în acelaşi punct din spaţiu a două sau mai multe unde provenite de la surse reale sau virtuale. După cum sursele de unde sînt coerente sau nu, interferenţa este însoţită de fenomene conexe diferite; ea este staţionară în cazul surselor coerente şi nestaţionară în cealaltă situaţie. In cazul suprapunerii a două unde de pulsaţii puţin diferite, apare fenomenul bătăilor şi interferenţa este cva.si-staţfanară. Dacă frecvenţa bătăilor este mare, interferenţa este nestaţionară. INTERFERENŢĂ Fenomenele ce apar prin suprapunerea într-un punct a două sau mai multe unde armonice, în conformitate cu principiul Huygens, pot fi caracterizate parţial prin rezultatele compunerii oscilaţiilor pe aceeaşi direcţie. Dacă se consideră două unde de aceeaşi pulsaţie o şi număr de undă k, provenite de la sursele punctiforme şi iS’a, în punctul Mt aflat la distanţă mare de surse, astfel încît SXM şi 82Mş>ly e^O (fig. 206); undele de amplitudine ax şi a2t care au parcurs distantele 'ii Şi ji*» sînt practic plane, avînd ecuaţiile: = ^cos (cot — kţi) = a2cos [oi — kţ2 — « (*)L unde a(<) este diferenţa de fază între cele două surse, în general variabilă în timp. Unda rezultantă va fi tot o undă armonică cu pulsaţia o, de ecuaţie: ^ = 4*1 + ^2 = a cos (coi — A9), în care: 2 2 a- = a% + a2 2axa9 cos [kCc, — - 5.) +«"(«)] Şi tgA

numite şi franje de interferenţă. Dacă a 0, sistemul de franje apare deplasat. La interferenţa staţionară a două unde plane în lungul direcţiei ce uneşte sursele !!;I7 Fig. 207 (e = n)y toate rezultatele obţinute rămîn valabile. Dacă amplitudinile celor două unde sînt egale, punctele de maxim se numesc ventre, iar cele de minim (nul), noduri. Aceeaşi soluţie se obţine şi atunci cînd a doua undă nu provine de la altă sursă, ci ia naştere prin reflexia primei unde. Dacă S este sursa undelor directe (fig. 208), tyd = a0cos(r = a0cos[ care nu depinde de timp. Dacă punctul N este fix (mediul reflectant fiind mai dens), adică un = 0, 9 = tc ; reflexia în aceste L S_______/______P_________#J, Fig. 208 INTERFERENŢA condiţii introduce o diferenţă de fază suplimentară, egala cu tc, echivalentă cu o diferenţă de drum 8 — ~ = ^ Dacă punctul iV este liber (mediul reflectant fiind rriai puţin dens), 9 = 0, deci reflexia nu introduce un defazaj suplimentar. 2) interferenţă nestaţionară [a(0 =f= const]. în acest caz, amplitudinea şi intensitatea undelor variază în timp, sursele nu sînt coerente şi undele, de asemenea. Dacă a(*) este o funcţie oarecare de timp ce variază rapid şi întîmplător cu acesta, interferenţa este nestaţionară. De aceea, nu are sens decît intensitatea medie a undei rezultante la distanţa 8 de sursă, media făcîndu-se pentru un interval de timp t mare: = ijT/(S,«)d«= c5o -f 2axa% cos [/r$ — oc(J)]} d* = 2 2 = ca\ + ca% + + c cos [AS - a (*)] d«. T JO Ultima integrală este nulă în cazul de faţă, căci a(t) variază rapid, iar t este mare, deci: = lx + I2 — const. în cazul interferenţei a două unde armonice cu pulsaţii diferite, de ecuaţii: ţj/j, = ^cos (o>!^ — kţ 1) = a2cos ( cu frecvenţa v = — vx. Această variaţie în timp a amplitudinii de oscilaţie a unui punct material al unui mediu, atins de două unde cu pulsaţii diferite, constituie fenomenul de bătăi. Interferenţa este cvasistaţionară dacă v este mic şi nestaţionară dacă v este mare. V. oscilaţie. interferenţă a luminii, ansamblu de fenomene ce apar la întîlnirea a două sau mai multe unde luminoase. în cazul interferenţei staţionare (v. interferenţă) a undelor provenite de la âouă surse punctiforme coerente, situate la distanţa Z, interfranjă (distanţa dintre două maxime de interferenţă consecutive) este în primă aproximaţie: . XZ> i — — > l unde X este lungimea de undă a luminii emise de cele două izvoare, iar D — distanţa de la planul acestora pînă la planul ecranului pe care se examinează interferenţa. La utilizarea luminii monocro-matice, cîmpul de interferenţă este brăzdat de franje luminoase şi franje complet întunecate; la interferenţa în lumină albă, fran-jele apar colorate. în funcţie de dimensiunile surselor coerente, fenomenul de interferenţă poate să apară într-o regiune finită, mai mică sau mai mare, a spaţiului. Interferenţa undelor emise de izvoare întinse de lumină, producă cu ajutorul lamelor transparente (sau semitransparente), poate fi examinată în două moduri: fie aşezînd izvorul la o distanţă finită de lamă şi observînd interferenţa (pe retina ochiului, a razelor paralele — interferenţă localizată la infinit), fie cu izvorul situat 288 Ia infinit, care trimite, în acest caz, raze paralele pe lamă (interferenţă localizată pe suprafaţa lamei). Interferenţa staţionară poate avea loc atît în lumină naturală (nepolarizată), cît şi în lumină polarizată. în funcţie de diferenţa de fază dintre oscilaţiile vectorilor electrici ai razelor polarizate, se poate obţine lumină eliptic, circular şi liniar polarizată (v. oscilaţie). între fazele undelor electromagnetice emise de un atom excitat nu există nici un fel de relaţie permanentă pe o durată mai mare de 10~8 s (timpul cît durează emisia unui tren de unde). Avînd o inerţie fiziologică de ordinul unei zecimi de secundă, timp în care recepţionează aproximativ zece milioane de impulsuri luminoase, ochiul omenesc nu poate observa interferenţa staţionară a două fascicule de lumină provenite de la izvoare independente. î(n cazul a doi laseri, datorită faptului că toţi atomii emit în fază, timpul în care diferenţa de fază a undelor emise este menţinută constantă poate fi mult mai mare de 10-8s. Diferenţa dintre frecvenţele lor se poate pune în evidenţă cu ajutorul a două celule fotoelectrice obişnuite, fiind posibilă detectarea cu uşurinţă a pulsaţiei bătăilor produse de cei doi laseri. Dacă aceasta este foarte mică, se pot obţine bătăi atît de lente, încît succesiunea acestora poate fi urmărită uşor cu ochiul liber, pe un ecran de proiecţie care devine periodic luminat şi întunecat. interferenţă a sunetelor, fenomen de suprapunere a undelor sonore însoţit de fenomene caracteristice, tipice interferenţei staţionare (maxime şi minime de intensitate, unde staţionare cu noduri şi ven-tre etc.),stînd la baza unor metode 239 de determinare a vitezei şi a lungimii de undă a sunetelor. V. interferenţă, tub Kundt şi tub Konig. interferometrie, ansamblu de tehnici şi metode de măsurare, bazate pe interferenţa undelor electromagnetice. Prin metode interfero-metrice pot fi măsurate cu mare precizie dimensiuni liniare ca: lungimi, grosimi, alungiri (dilatări), precum şi indici de refracţie etc. Interferometria prezintă aplicaţii atît în tehnică şi industrie, cît şi în ştiinţă — la cercetarea structurii atomilor şi nucleelor atomice sau a anumitor procese 'fizice din interiorul unor corpuri solide, lichide sau gazoase (neutre sau ionizate). intcrîcrometru, aparat de măsurat sau de control, bazat pe fenomenul de interferenţă a luminii. Poate determina cu mare precizie distanţe şi indici de refracţie. După numărul de fascicule care interfera, interferometrele pot fi cu două fascicule şi cu fascicule multiple. Interferometrele cu două fascicule (ex. Jamin, Rojdestvenski-Bă-dărău, Michelson, microinterfero-metrul Linnik etc.) formează două unde luminoase coerente prin despicarea în două a frontului de u-ndă incident. Cele două fascicule parcurg drumuri optice diferite, în funcţie de tipul interferome-trului şi de natura mediilor optice studiate, apoi se intersectează, formînd un sistem de franje de interferenţă staţionară. Interfe-rometrele cu fascicule multiple (ex. Fabry-Perot, Tolansky, lama Lummer-Gehrke etc.) formează un număr mare de unde coerente, ca urmare a unor reflexii şi refracţii multiple în interiorul lor. Franjele de interferenţă sînt, în cazul acesta, mult mai fine decît cele obţinute cu două fascicule. IN VERB IE interferometru acustic, instrument pentru determinarea vitezei de propagare a sunetelor într-un fluid, bazat pe fenomenul de interferenţă staţionară a undelor sonore coerente; ex: tubul Konig şi tubul Kundt. interfranlă v. interferenţă a luminii. interstiţiu v. sistem optic centrat. invariant Abbe v. dioptru. invariant Lagrangc-Helmholtz v. dioptru. inversie v. efect Joule-Kelvin. inversie de populaţie, fenomen cuantic potrivit căruia numărul N2 al particulelor dintr-un corp aflate în starea superioară de energie E2 este mai mare decît numărul Nx al particulelor aflate într-o stare inferioară de energie Ey. La echilibrul termodinamic caracterizat prin temperatura T (totdeauna pozitivă în termodinamica clasică), N2i\r1), oricît de mult ar fi ridicată temperatura între 0 şi oo. Dacă, pe o cale [ne-t.ermică (v. pompaj optic), se realizează o inversie (7V2>iV1j, aceasta duce la valori negative pentru temperatura T, corespunzătoare celor două stări energetice, ceea ce INVERSIE se observă uşor în relaţia de mai sus, logaritmată: y» _ ~~ El Ni Prin ipoteză EZ>EU deci, dacă şi Nz>Nlt atunci temperatura corespunzătoare T va deveni negativă. Stările în care iV2EX se numesc stări cuantice cu temperatură pozitivă; sistemele cu astfel de stări absorb radiaţia electromagnetică de frec-p________________p ventă v = —--------- . Stările în care h N2>N, pentru E2 > Ex se numesc stări cuantice cu temperatură negativă; sistemele corespunzătoare amplifică radiaţia electromagnetică cu frecvenţa de mai sus. în fig. 209 este dată o schemă calitativă a variaţiei temperaturii T a corpului cu energia W a radiaţiei incidente ; pe fiecare nivel sînt reprezentate schematic particulele (JVT şi JV2) aflate în cele două stări energetice (Et şi E2). Fig. 209 240 Ioffe, Abraham Fiodorovici (1880 — 1960), fizician sovietic. Membru al Academiei de Ştiinţe a U.R.S.S. A elaborat lucrări importante în domeniul fizicii corpului solid, studiind proprietăţile mecanice ale cristalelor şi proprietăţile electrice ale semiconductor ilor şi die-lectricilor. Ionescu, Aurel (1902—1954), fizician român, profesor la Univer-sitateadinCluj .Cercetări îndomeni-ile spectroscopiei, mecanicii ondulatorii, electrolizei. Ionescu, Theodor (n. 1899), fizician român. Acad em ician, profesor la Universitatea Bucureşti. A studiat absorbţia undelor electromagnetice în gazele ionizate; a efectuat cercetări asupra proceselor din ionosferă şi asupra plasmei. ion, particulă încărcată electric pozitiv (cation) sau negativ (anion), de ordinul de mărime al atomilor şi moleculelor, a cărei sarcină (în valoare absolută) este un multiplu întreg al sarcinii elementare egal cu diferenţa dintre numărul de protoni şi cel de electroni constituenţi. Fenomenul do asociere a ionilor de sarcini diferite ducînd la formarea de particule neutre se numeşte recombinare. V. mobilitate, ionizare. ionizare, proces de formare a ionilor într-un mediu. Se poate produce în întreg volumul acestuia prin ciocnirea atomilor săi cu electronii, particule grele sau fotoni (fotoionizare), sau prin ciocniri neelastice de genul al doilea. Pentru producerea unei ionizări este necesară o anumită cantitate de energie, numită energie de ionizare; dacă aceasta este exprimată în electron volţi, va- 241 loarea sa este numeric egală cu potenţialul de ionizare. Astfel, un electron accelerat în vid poate ioniza un atom al cărui potenţial de ionizare este Vi, dacă energia sa cinetică este cel puţin egală cu eVj. Dacă un atom excitat (în urma interacţiei cu un electron) este ionizat de către un alt electron incident (care îndepărtează electronul de pe nivelul excitat al atomului), ionizarea se numeşte cumulativă (sau in trepte). Ionii negativi se pot forma prin: — captarea radiaţi vă a unui electron e de către atomul A : A -f e A~+ hv, unde A- este ionul negativ format, iar hv — cuanta de energie emisă, egală cu suma afinităţii electronice eVn şi a energiei cinetice a electronului incident: , mv2 hv = — -f eVa; 2 — captarea unui electron de către molecula [AB], în urma căreia aceasta se disociază: [AB J -j' e —> A B~; — disocierea directă a moleculei [AB} de către un electron accelerat e: [AB] + ~e-+A+ + B- + e. Ionizarea produsă de un electron (primar) accelerat, avînd energia cinetică cel puţin egală cu energia de ionizare a atomului ţintă se numeşte primară. în urma acestui proces, pe lîngă electronul primar incident, devenit electron lent, inai apare încă un electron (secundar), care a fost expulzat din IRASER atom. Dacă acesta din urmă are o energie suficient de mare, poate produce o nouă ionizare, numită secundară. Numărul mediu de ionizări produse de un electron pe unitatea de lungime, într-un gaz aflat la o presiune egală cu unitatea, constituie ionizarea diferenţială (sau relativă, otj); de obicei aceasta se măsoară în unităţi tolerate cnrr1 Torr"1. Procesul de ionizare a unor atomi neutri, produs la ciocnirea lor cu suprafaţa unui solid, se numeşte ionizare superficială. Dacă energia de ionizare eVt a atomului incident satisface condiţia eV \ ^ O, unde $> este lucrul mecanic de extracţie al electronului din suprafaţa metalică considerată, atomul se reîntoarce în mediul din care a plecat transformat în ion pozitiv; dacă^ra^O, acesta captează un electron de conducţie din metal, transformîndu-se în ion negativ. V. parcurs, ciocnire neelastică de genul întîi. Ionizare specifică (^m), raportul dintre numărul de ionizări N, produse de un fascicul de radiaţii ionizante, şi masa m a substanţei irad iate: * m — — • m Unitatea sa de măsură în SI este unu pe kilogram. ipoteza de Broglie v. undă asociată . iradiere, iluminare energetică. i raser ( în timpul pompajului optic, în calea fasciculului laser se introduce, un anumit timp, un obturator, laserul se numeşte declanşat, iar impulsul de lumina obţinut, impuls gigantic. Pe această cale s-au obţinut puteri pînă la 1010kW. Laserul tu semieondmtdr est* un laser cu solid bazat pe fenomenele de recombinare a electronilor cu LASER 252 Electrod Semiconductor p Sfori ocupate s///////////^Z^. Semtc0fJd°cfor n il’^r —1^ I Fascica/ W/yy-'F/ţxX* ^ere Semiconductor n\ Joncţiune p-n Fig. 212 laser Sfori ocupate ; ; walenfâ —— > golurile în regiunea de joncţiune a doi semiconductori de tip n şi respectiv p; în fig. 212, a este prezentat un astfel de laser — dioda cu arseniură de galiu (Ga As). La trecerea unui curent suficient de intens prin diodă, poate lua naştere o inversie de populaţie între electronii din banda de conducţie şi golurile din banda de valenţă (fig. 212, b), ceea ce favorizează apariţia efectului laser. în dioda cu GaAs s-au obţinut radiaţii laser avînd lungimea de undă în jur de X = 8 400 Â. Laserul cu gaz poate avea ca mediu activ un amestec de heliu şi neon sau de bioxid de carbon, azot şi heliu, aflat într-un tub de descărcare în curent continuu sau alternativ. în cazul laserului cu heliu-neon, la realizarea inversiei de populaţie contribuie, în primul rînd, ciocnirile electronilor cu atomii de neon, care conduc la excitarea atomilor pe nivelele 2s şi 3s prin tranziţiile permise lp-+2s şi 1 p -+ 3s (fig. 213); tranziţiile de pe nivelele p pe nivelul fundamental ip sînt interzise, aceasta favorizînd acumularea de atomi excitaţi pe aceste nivele ca urmare a dezexci-tărilor de pe nivelele 5. în al doilea rînd, faptul că nivelele 23S si 21iS’ ale heliului sînt foarte apropiate (ca valoare) de nivelele 2s şi 35 ale neonului face ca, în urma ciocnirilor dintre atomii excitaţi de heliu (prin ciocniri electronice) şi atomii neutri de neon (aflaţi pe nivelul 1 p), să se realizeze, printr-un transfer de energ ie, exc i tarea a tom i lor d e n eon. Aceştia se vor dezexcita pe nivelele p şi, astfel, concentraţia atomilor excitaţi de neon va creşte, pînă se realizează o inversie de populaţie accentuată între nivelele jo şi s, ceea ce duce la emisia radiaţiilor laser Rly i?2, R3 etc. De fapt, nivelele s şi p sînt alcătuite, la rîndul lor, dintr-un anumit număr de subnivele, astfel că numărul tranziţiilor laser este mult mai mare decît cel indicat în figură. Radiaţia cea mai intensă se află în domeniul infra- 2'S- 2*S- /$- m2s A ’7j> Fig. 213 253 roşu apropiat, avînd lungimea de undă X = 11 527 Â. Radiaţia din domeniul vizibil, cu lungimea de undă 6 328 Â (roşie), are o putere de aproximativ zece ori mai mică (de ordinul cîtorva miliwaţi pentru laserii obişnuiţi). în laserul cu bioxid de carbon, tranziţiile laser se produc între nivelele energetice de vibraţie ale moleculei de bioxid de carbon. Rolul azotului este asemănător cu cel al heliului din laserul cu lieliu-neon, în timp ce heliul are rolul de a mări conductibilitatea termică a amestecului. Laserii de acest tip au permis obţinerea unor puteri de ordinul 104W şi randamente de peste 20%. Sînt folosiţi în comunicaţiile extraterestre, deoarece atmosfera este transparentă pentru lungimile de undă cuprinse în spectrul radiaţiei laser cu C02. Laue, Max von (1879—1960), fizician german. Contribuţii în domeniile opticii, teoriei relativităţii, teoriei cuantelor, radiaţiei X şi fizicii cristalelor. în 1912, a propus folosirea cristalelor ca reţele de difracţie, pentru studiul proprietăţilor ondulatorii ale razelor X (metoda Laue). Premiul Nobel (1914). lavină v. descărcare Townsend. Lawrenc© [lorans], Emest Orlando (1901—1958), fizician american. Descoperitorul principiului de funcţionare al ciclotronului. Premiul Nobel (1939). Lebedev9 Piotr Nicolaevici (1856— 1912), fizician rus. A măsurat presiunea luminii asupra corpurilor solide (1899) şi gazoase (1907). Cercetări în domeniul ultraacusti-cii, magnetismului şi opticii. legătură (mecanică), condiţie geometrică ce restrînge posibilităţile LEGE de mişcare ale unui punct material sau ale unui sistem de puncte materiale. După cum condiţiile geometrice variază sau nu în timp, legăturile se numesc reonome sau, respectiv, scleronome, iar după absenţa sau existenţa componentelor vitezelor şi ale acceleraţiilor în relaţiile matematice corespunzătoare, se deosebesc legături olo-nome şi, respectiv, neolonome. legătură chimică v. cristal. legea (sau principiul) Arhimede: un corp cufundat într-un fluid este împins în sus cu o forţă verticală, egală cu greutatea volumului dc fluid dezlocuit. Dacă, de exemplu, un corp de greutate G şi formă paralelipipedică este cufundat în vasul cu lichid de densitate p din fig. 214, asupra sa acţionează pre- siunile plf p2) p3 şi p4, dintre care P2>Pi Şi Ps = Pi- Din cauza diferenţei de presiune hidrostatică între suprafaţa inferioară şi cea superioară a corpului, apare, o forţă care împinge corpul de Jos în sus, avînd mărimea: F — F2 — Ft ~ pgS(h2 — hj = = p ghS = g pV = mţg, lege în care S este suprafaţa bazei corpului, V — volumul său, iar mţ — masa lichidului sau, în general, a fluidului dezlocuit de acesta. Această lege prezintă aplicaţii la construcţia navelor maritime şi aerostatelor. legea atracţiei (sau a gravitaţiei) universale: două corpuri de mas« /«! şi m2 se atrag cu o forţă F direct proporţională cu produsul maselor şi invers proporţională cu pătratul distanţei r dintre ele: f = a1711,712. —, în care G este constanta atracţiei universale. Legea a fost descoperită în 1687 de I. Newton. legea Avogadro: volume egale de gaze ideale, aflate în aceleaşi con-diţii fizice, conţin acelaşi număr de molecule. Numărul de molecule n0 dintr-un metru cub aflat în condiţii fizice normale, numit numărul Loschmidt, va fi acelaşi, indiferent de natura gazului: n0 = —^ = 2,687 • IO25 m-3, l'o unde Na este numărul Avogadro, iar F0 — volumul molar în condiţii fizice normale. Pe baza legii Avogadro se poate stabili formula [xr = 28,9pr, prin caro se calculează masa moleculară jir (în unităţi atomice de masă) a unui gaz, cunoscînd densitatea relativă Py 9. sa. legea Beer v. extincţie. legea (sau teorema) Bernoulli: în cazul curgerii fluidelor ideale printr-o conductă, suma presiunilor: statică (p sau p x), dinamică pg/tj este constantă in oricare moment (fig. 215): P + — -1- pgh = 2 = Pi + + Pg^i = const, în care p, v şi sînt, respectiv, densitatea şi vitezele fluidului prin secţiunile S şi s, h şi hx — înălţimile lui la nivelul de referinţă considerat în cele două secţiuni, iar g — acceleraţia gravitaţională. Se aplică cu bune rezultate şi la curgerea lichidelor reale şi chiar la cea a gazelor care sînt foarte compresibile (dacă viteza este suficient de mică pentru ca presiunea dinamică să nu depăşească o zecime din presiunea statică). legea Biot-Savart v. intensitate a cîmpului magnetic. legea Boyle-Mariotte: produsul dintre volumul V şi presiunea p a unui gaz ideal aflat într-o transformare izotermă la temperatura T = const este constant: pV = const. 255 LEGE în sistemul de coordonate p-V ;fig. 216), transformarea izotermă este reprezentată printr-o hiperbolă echilateră. legea Bragg v. radiaţie X. legea Brewster: dacă o rază de lumină naturală, aflată într-un mediu optic cu indice de refracţie iij, cade pe suprafaţa de separare a unui alt mediu, ’cu indice dc refracţie n2, lumina reflectată va fi total polarizată în cazul în i tare unghiul de incidenţă ip, sa- i tisface relaţia tg in ni ’-n l'H \rg fiind unghiul de refracţie), iar rari refractată are un grad de polarizare maxim, fără însă a fi loial polarizată. legea Charles: coeficientul termic al presiunii ((i) al unui gaz ideal supus unei transformări izocore (la volum V = const) nu depinde de natura gazului, iar valoarea sa 1 este---------grd-1. Ţinînd seamă 273,15 de aceasta, se poate stabili legea încălzirii izocore: L T const, unde p şi T sînt, respectiv, presiunea şi temperatura absolută a gazului. în coordonate p-V, transformarea izocoră a unui gaz ideal se reprezintă printr-o dreaptă paralelă cu axa p (fig. 217). Cînd temperatura gazului este măsurată în scara Celsius, legea ia forma: P =-= Po(l + $t), unde p0 este presiunea laO°C, iar t — temperatura (în grade Celsius). V. legea Gay-Lussac. P Unghiul £# reprezintă unghiul Bravster, iar incidenţa se^numeşte incidenţă brewsteriană. In acest caz, raza reflectată şi cea refractată sînt perpendiculare între ele: Fig. 2X7 legea conservării energiei v. termo-d inamică. leijea conservării impulsului v. impuls. LEGE 256 legea conservării momentului cinetic v. moment cinetic. legea Coulomb: forţele de inter-acţie care se exercită între două sarcini electrice punctuale qx şi qz sînt direct proporţionale cu produsul celor două sarcini şi invers proporţionale cu pătratul distanţei r dintre ele: f=±M*, 4tt£ r2 unde c este permitivitatea mediului în care se află cele două sarcini. Pentru reprezentarea vectorială a acestor forţe se notează cu r12 — vectorul îndreptat de la sarcina qx către sarcina q2, iar cu r2i — vectorul îndreptat de la sarcina q2 către sarcina qx\ forţa cu care acţionează qx asupra sarcinii q2 este: P _ 1 tjjţfa r *12 — :— * “ i2> 47re r± 2 iar forţa cu care acţionează sarcina q2 asupra sarcinii qx este: P _ 1 ?i?*r 21 — ;— • ~ 21 • 47TE J*21 presiunea parţială p{ fiind presiunea pe care ar avea-o componenta i dacă ar ocupa întreg volumul amestecului. Considerînd un amestec de gaze de volum V aflat în echilibru termodinamic, conform relaţiei fundamentale a teoriei cinetice se poate scrie: pV = = NkTt în care V este volumul amestecului, T — temperatura absolută a acestuia, iar k — constanta Boltzmann. Ţinînd seama că N = Nx -f- N2 + JV3 + ■ Ni, rezultă: kT + —2 kT + Dar rXJ = - rM, deci F„= — PM. Aceste forţe numite coulombiene (sau electrostatice) sînt de atracţie, dacă sarcinile sînt de semne diferite, şi de repulsie—dacă acestea sînt de acelaşi semn. legea Curie-Weiss v. feromagne-tism. legea Dai ton: presiunea p a unui amestec de gaze ideale este egală cu suma presiunilor parţiale pi ale gazelor componente ale amestecului: P = Spi, I + -? kT + ... + ~‘kT. V V Dar pkT= Pl; p kT = p2;...; L T — kl = pi V (Pi» P2>--*, Pi fiind presiunile parţiale), deci: P = Pi + Pz + Pz + • • • 4* Pi- Legea Dalton nu este valabilă în cazul gazelor reale aflate la presiuni înalte, precum şi atunci cînd componentele reacţionează chimic între ele. legea de deplasare Wien v. corp negru. legea dezintegrării radioactive v. dezintegrare radioactivă. legea Dulong-Petit v. molară. căldură legea echipartiţie! energiei: dacă un sistem constituit din moleculele unui gaz ideal se află în echilibru termodinamic la temperatura T, energia cinetică medie a unei molecule se distribuie în mod egal între gradele sale dc libertate, f iecă- 1 rui grad revenindu-i energia - kT. Legea se demonstrează în mecanica statistică. Gradele de libertate ale unui sistem sînt parametrii independenţi necesari pentru determinarea univocă a configuraţiei acestuia. Deoarece poziţia fiecărui punct material este descrisă cu ajutorul a trei coordonate carteziene xt y, z, în cazul unui sistem format din iV puncte materiale (ex. gazul ideal monoatomic) care nu interacţionează între ele, configuraţia este determinată cu ajutorul a 3N coordonate carteziene. Unei particule a gazului ideal monoatomic îi revine, în medie, energia cinetică de transla-,. mv2 . ţie —data de relaţia: unde k este constanta Boltzmann, iar T — temperatura absolută a gazului. în mişcarea haotică pe care o au particulele gazului ideal, nici una din direcţiile xy y, z nu este preferenţială, unui grad dc libertate revenindu-i, în medie, o energie cinetică egală cu — kT. în general, pentru un sistem de N puncte materiale care interacţionează între ele, alături de coordonatele carteziene ale punctelor, şi alte mărimi pot fi grade de libertate. De exemplu, în cazul gazului ideal biatomic, unei molecule (considerată ca o halteră rigidă — fig. 218) i se asociază cinci grade de libertate, dintre care trei sînt coordonatele carteziene x, y, z, folosite în descrierea mişcării de translaţie, şi două sînt unghiurile ce caracterizează mişcarea de rotaţie în jurul a două axe £ şi per- 17 — Dicţionar de fizica if 4>/ r/V“# ""T <3 i Fig. 218 pendiculare pe dreapta ce uneşte cei doi atomi ai moleculei (axa rj. Folosind legea echipartiţiei energi-ei pe grade de libertate, se poate găsi energia cinetică medie a moleculei biatomice (modelul halteră rigidă). Avînd cinci grade de libertate, energia cinetică medie a moleculei va fi egală cu — kT.Lz 2 o moleculă poliatomică se pot întîlni mai mult de cinci grade de libertate, fiind necesară luarea în considerare a mişcării de rotaţie în jurul unei a treia axe, precum şi mişcarea de vibraţie a moleculei. Avînd mai multe grade de libertate, energia cinetică medie a moleculei^ poliatomice va fi mai mare decît a moleculei biatomice rigide. în general, cînd o moleculă aparţine unui sistem (gaz) ce se află în echilibru termodinamic la temperatura 7\ mişcarea îi este descrisă de i grade de libertate, iar energia cinetică medie a sa este -l- kT. 2 legea Faraday-NeumRnn v. inducţie electromagnetică. legea Fick w difuzie. LEGE legea Fourier v. conductibilitate tarmică. legea Gay-Lussac’ coeficientul de dilatare volumică izobara (la presiunea p = const) a al unui gaz ideal nu depinde de natura gazului. Ţinînd seamă de aceasta, se oate stabili legea încălzirii izo-are: — = const, T unde V şi T sînt, respectiv, volumul şi temperatura absolută a gazului. Transformarea izobară se reprezintă în planul p-V printr-o dreaptă paralelă la axa V (fig. 219). P V Fig. 219 Cînd temperatura gazului se măsoară în scara Celsius, legea ia forma: V=V& (1 + oct), unde V0 este volumul la 0°C, t — temperatura (în °C), iar a — coeficientul de dilatare izobară a gazului. în cazul gazului ideal, 4* / O , = 0,003661 grd”1, (3 fiind coeficientul termic al presiunii (v. legea Charles). legea Geiger-Nuttall: constanta radioactivă X a unui radionuclid 258 care prezintă dezintegrare alfa depinde de energia W a particulelor a emise, conform unei relaţii loga-ritmice: lg X = ^1 -{- #lg W, constantele A şi B fiind caracteristice fiecărei familii a-ac-tive. Perioada de înjumătălire T =------- a rad io izotopului scade cu creşterea energiei particulei a. Astfel, cu creşterea energiei între 4 şi 9 MeV perioada de înjumăta-ţire se micşorează de la IO9 ani pînă la 10~7s. Legea a fost stabilită în 1911—1912 de H. Geiger şi J. Nuttall. înlocuind în această formulă energia W în funcţie de parcursul l al particulelor emise (care este determinat experimental), legea poate fi scrisă: lg X = a + bigi, unde constanta a ia diferite valori pentru fiecarc familie a-activă, iar b rămîne acelaşi. Dependenţa lui lg X de lg l, obţinută experimental, este redată în fig. 220 pentru trei familii a-active. ÂcA Fig. 220 259 legea gravitaţiei, legea atracţiei universale. legea Hooke, lege experimentai ce caracterizează cantitativ dr-formaţia elastică a corpurilor solide, exprimată prin relaţia: Ax = kF, în care Ax este mărimea deforma-ţiei elastice,^ — cea a forţei ce acţionează şi k — o constantă cc depinde de tipul de deformaţie şi de natura corpului. Pentru diferite tipuri de deformaţii elastice (v.), legea capătă forme explicite variate. legea izocronisinului micilor oscilaţii v. pendul. legea Joulc-Kopp v. căldura molară. legea Joule-Lenz (sau efect Joulc-Lenz) j cantitatea de căldură O degajată la trecerea curentului electric printr-un coriduclor este direct proporţională cu rezistenţa R a conductorului, cu pătratul intensităţii I a curentului şi cu timpul t considerat: Q = l*Rt. în cazul unui curent alternativ, cantitatea de căldură degajată este: Q = Rl%t, unde I(,[ reprezintă intensitatea eficace. Fenomenul se datoreşte lucrului mecanic cheltuit pentru deplasarea sarcinilor electrice în cîmpul electric din interiorul conductorului; L«OB dacă la extremităţile acestuia diferenţa de potenţial este £7, iar prin conductor trece un curent de intensitate I (cantitatea de sarcină electrică transportată în timpul^ fiind q— It)f atunci lucrul mecanic este dat de relaţia: L — qU — Uit = Q. Efectul Joule-Lenz are multiple aplicaţii tehnice la cuptoarele electrice industriale, la instalaţiile de încălzire electrică, de sudură electrică, de iluminat electric etc. în unele situaţii, degajarea de căldură este însă dăunătoare; astfel, în cazul transmiterii energiei electrice la distanţă, în conductorii de legătură au loc pierderi prin efect electrocaloric. legea Jurin-Borelli v. cap ilaritate. legea Kirchhoff v. radiaţie termică. legea Lambert v. luminanţă. legea Lenz v. inducţie electromagnetică. legea Maliis-Dupin: dacă o rază de lumină naturală străbate două dispozitive polarizoare ale căror secţiuni principale fac între ele un unghi a, intensitatea razei emergente este proporţională cu cos2a. Dacă a0 este amplitudinea vectorului luminos (electric) al radiaţiei liniar polarizate (de către polari-zor), amplitudinea a a radiaţiei care trece prin analizor este a — = a0cosa; intensitatea / a razei liniar polarizate, transmise de analizor, este deci: I — IQ cos2a, unde /0 — ctq. Această lege stă la baza calculului intensităţii lu- 17+ LEGE 260 minii transmise în cazul oricăror dispozitive cu polarizor şi analizor. legea Maxwell v. viscozitate. legea Moseley v. radiaţie X. legea Newton v. rezistenţă aerodinamică. legea Ohm: intensitatea I a unui curent continuu ce străbate o porţiune de circuit electric este direct proporţională cu tensiunea U corespunzătoare porţiunii de circuit considerate şi invers proporţională cu rezistenţa electrică R a acesteia: pînă la eE , . = — t; deci vi- într-un circuit închis, intensitatea curentului este direct proporţională cu forţa electromotoare E şi invers proporţională cu rezistenţa totală R -f r: r ~R Forţa ce acţionează asupra unui electron (de sarcină e) de conducţie, aflat în cîmpul electric E al conductorului, imprim indu-i o mişcare accelerată intre două ciocniri cu defectele reţelei cristaline, este F = eE. în intervalul de timp t cît electronul (de masă m) se mişcă liber, viteza sa creşte de la zero teza medie este vm = undeX 2 mv este drumul liber mediu al unui electron, iar v — viteza sa medie de mişcare dezordonată. Daca numărul de electroni de conducţie într-un centimetru cub este ’n, densitatea de curent este egală cu: . ne%\ ri _ j = ,„Tto = t = oE. Aceasta este legea Ohm în teoria electronică, subjormă vectorială, în care s& lichidului (fig. 222), este dată de relaţia: v = y 25*. Este o consecinţă a legii Bernoulli avînd aplicaţii în condiţiile în care nu apare fenomenul de contracţie a jetului de lichid. legea vitezei v. mişcare mecanică. LEGE legea Wien v. corp negru. legea Wulf-Bragg v. radiaţie X. legi de deplasare, reguli de deplasare. legile corpului negru v. corp negru. legile dinamicii v. dinamică. legile efectului fotoelectric v. efect fotoelectric. legile Faraday v. electroliză. legile Kepler, legi ce caracterizează mişcarea planetelor în jurul Soarelui; sînt în număr de trei şi se formulează în modul următor: 1) traiectoriile planetelor sînt eliptice, Soarele ocupînd unul din focarele acestor elipse. 2) raza vectoare (de la Soare la o planetă) descrie arii egale în in-tervalede timp egale (legea ariilor). 3) pătratele perioadelor de revoluţie a două planete se află în acelaşi raport ca şi curburile semi-axelor mari ale elipselor descrise de acestea: Ţt_ jft T% Jiţ sau î|_ î|= ... = const. ni r\ Formulate, primele două — în 1609, cea de a treia— în 1619, de J. Kep-ler, aceste legi au stat la baza stabilirii legii atracţiei universale de I. Newton. legile Kirchhoff, legi ce se aplică circuitelor complexe formate din rezistenţe şi surse de curent. Prima lege a lui Kirchhoff se referă la nodurile unei reţele &i se formulează în felul următor: suma m algebrică a intensităţilor Ik ale curenţilor care se întîlnesc într-un punct (sau nod) este egală cu zero: n YjIh = o* A=1 Această lege exprimă legea conservării sarcinilor electrice; dacă ea nu ar fi respectată ar însemna că, în anumite noduri, s-ar acumula sarcini electrice. Pentru aplicarea legii, se ia semnul plus pentru intensităţile curenţilor care se consideră că intră într-un nod şi minus — pentru cele ale curenţilor care pleacă din acesta. A doua lege a lui Kirchhoff se referă la ochiuri de reţea, afirmînd că suma algebrică a iorţelor electromotoare Ei dintr-un circuit închis este egală cu suma algebrică a produselor dintre rezistenţele Rk ale tuturor porţiunilor de circuit care îl compun şi intensităţile curenţilor ce le străbat: n mm fe-1 j«l 1 Prin rj se înţeleg rezistenţele interioare ale surselor de curent îri-seriate în circuit. La aplicarea acestei legi, se presupune un sens arbitrar de parcurgere al circuitului şi se consideră pozitive intensităţile curenţilor şi forţele electromotoare care au acest serys. lentilă, sistem optic centrat, format din doi dioptri sferici sau cilindrici (unul dintre ei putînd fi plan), care delimitează un mediu transparent, refringent, de spaţiul înconjurător. Dacă suprafeţele sale sînt în contact cu acelaşi mediu exterior (de ex. aer), atunci distanţa focală-obiect şi distanta fo-cală-imagine au aceeaşi vafoare. Notînd cu f distanţa focală a len- LINIE tilei, cu d — grosimea ei (distanţa, pe axa optica principala, între vîrfurile celor doi dioptri) şi cu n = n1/firi — indicele de refracţie relativ al mediului transparent din care este confecţionată lentila (sticlă, cuarţ etc.), nx fiind indicele de refracţie absolut al lentilei, iar n2 — al mediului înconjurător, convergenţa i/f a lentilei este: I=(#l-l)f±_± + f Vl r2 + n - 1 d \ n rxrj unde rx şi r2 sînt razele de curbură ale celor doi dioptri, iar f — distanţa focală-imagine a lentilei. Atribuind indicele 1 primului dioptru străbătut de lumină (lumina venind din stînga) şi indicele 2 celui de al doilea, valorile numerice ale razelor de curbură rx şi r2 vor fi introduse în relaţia de mai sus cu semnul plus, cînd centrul de curbură al dioptrului respectiv se află în dreapta lentilei, şi cu semnul minus, cînd centrul se află în stînga lentilei. Distanţa focală a unei „lentile subţiri” (cea prezentată mai sus fiind „lentilă groasă“), pentru care grosimea d este destul de mică faţă de razele rt şi r2 şi de distanţele de la lentilă pînă la obiect sau pînă la imagine încît poate fi neglijată (cteO), este: f l *1 r2) aceasta se măsoară de la centrul optic al lentilei (punctul de pe axa optică în care, practic, se suprapun cei doi dioptri). In cazul lentilei groase, distanţa focală se măsoară de la planul principal corespunzător. După modul de comportare al lentilelor faţă de un fascicul para- lel, ele se clasifică în lentile con-per gen le (f> 0) şi divergente (f< 0). Lentilele convergente au marginea mai subţire decît partea centrală; la cele divergente, situaţia se inversează. La rîndul lor, lentilele convergente pot fi biconvexe, plan-convexe, convex-concave (menis-curi convergente), iar lentilele divergente pot fi biconcave, plan-concave, concav-convexe (rnenis-curi divergente). lentilă, electronică, dispozitiv utilizat în optica electronică ce creează un cîmp electric (lentilă electrică) sau magnetic (lentilă magnetică) avînd o anumită configuraţie şi o simetrie axială care, acţionînd asupra fasciculelor de electroni, poate modifica traiectoriile acestora în scopul focalizării lor, în vederea formării de imagini. V. microscop electronic. lepton v. particulă elementară. lichefiere, transformare de fază de speţa întîi a unui corp, din stare gazoasă (sau vapori) în stare lichidă. V. gaz real, efect Joule-Kelvin. lichid, corp aflat într-o stare de agregare intermediară între starea solidă şi cea gazoasă. Dacă este caracterizat de incompresibi-litate şi de viscozitate nulă, se numeşte perfect (sau ideal). Lichidele reale sînt vîscoase şi compresibile. linie de cîmp, curbă tangentă în oricare punct al său la vectorul intensitate al unui cîmp vectorial, în cazurile particulare ale cîm-purilor de viteze ale particulelor unui fluid în mişcare şi ale cîm-purilor de forţe, liniile de cîmp se numesc linii de curent şi, respectiv, linii de forţă. LINIE linie spectrală, imaginea fantei de intrarea unui aparat spectral (ex. spectroscop, spectrograf) obţinută cu o radiaţie monocromatică, după ce lumina a străbătut sistemul de dispersie (prisma) al aparatului, în cazul spoctrografului, linia spectrală este o imagine reală, care se formează 111 planul plăcii fotografice; înlocuindu-se placa fotografică cu un geam mat, ea poate fi observată şi direct, cu ochiul, în cazul spectroscopului, imaginea este virtuală şi este observată cu ajutorul unei lunete acomodate pentru infinit. în fig. 223 este reprezentată variaţia intensităţii I a unei linii spectrale în funcţie de lungimea de undă X. O radiaţie riguros monocromatică este caracterizată printr-o singură lungime de undă, X0. în realitate, există şi alte valori ale lungimii de undă în jurul acesteia, caracterizate prin intensităţi mai mici decît Im,tx (corespunzînd lui X0) şi rapid descrescătoare. Intervalul AX (măsurat pe axa absciselor) între punctele M şi N aflate la jumătatea intensităţii maxime (Imaxft) Pe ordonată este considerat, convenţional, ca măsură a lărgimii liniei spectrale, fiind folosit pentru compararea cantitativă a gradului de abatere de la monocromatism a m unei radiaţii electromagnetice. Mărimea AX/2 este numită semilăr-gimea liniei spectrale. V. spectru. litru (1), unitate de măsură curentă (tolerată) a volumului, submultiplu al unităţii din Si: 11 = 10~8m3. Lorentz [1 renţ], Hendrik Antoon (1853—1928), fizician olandez. A pus bazele teoriei electronice a materiei, prin care au putut fi explicate fenomene ca: dispersia luminii, efectul Zeeman etc. A elaborat electrod inamica mediilor în mişcare, iar relaţiile noi de transformare ale spaţiului şi timpului pe care le-a stabilit (v. transformări Lorentz) au jucat un rol esenţial în elaborarea teoriei relativităţii. Premiul Nobel (1902). lucarnă v. cîmp optic. lucru mecanic (/,), mărime ce măsoară variaţia de energie a corpurilor, definită ca suma tuturor produselor scalare dintre forţa F care acţionează asupra unui corp (de viteză v—fig. 224) şi deplasările elementare dl ale acestuia între poziţia iniţială A şi cea finală B: CB Fdl. Se măsoară în jouli (în SI) şi în unităţile tolerate erg şi kilogram-forţă-metru. în cazul unei deplasări elementare, lucrul mecanic corespunzător se numeşte lucru mecanic elementar: dX = Fdl = F dl cos a. Dacă forţa este constantă iar traiectoria mobilului — rectilinie, lucrul mecanic devine: L = FI = FI cos a. Deplasarea unui punct (sau corp) material liber (adică nesupus unor 265 LUMINANŢA de obicei în electronvolţi. V. efect fotoelectric. lumen (lm), unitate de măsură în SI a fluxului luminos. Reprezintă fluxul luminos emis într-un unghi solid de un steradian, de către o sursă punctiformă şi izotropă cu intensitatea de o candelă. himinanţă (luminoasă sau strălucire luminoasă, Lr), mărime foto-metrică ce caracterizează sursele de lumină întinse, nepunctiforme. Considerînd un punct al suprafeţei S a unei astfel de surse (fig. 225) şi o direcţie ce face cu normala n un unghi a, relaţia de definiţie a luminanţei în această direcţie este: legături) sub acţiunea forţei F are loc pe direcţia şi în sensul acesteia. Jn cazul unei mişcări de rotaţie, expresia lucrului mecanic elementar este: d L = Mqf da în care Mqf este modulul momentului forţei ce produce mişcarea, iar da — unghiul de rotaţie al corpului. După cum valoarea lucrului mecanic este pozitivă sau negativă, acesta se numeşte motor (activ) sau rezistent. lucru mecanic de ieşire (sau de extracţie, dX dv poartă numele de densitate spectrală a luminanţei. lumină, radiaţie electromagnetică cu lungimea de undă cuprinsă între aprox. 4 000 şi 7 600 A, care impresionează retina ochiului uman. Radiaţiile electromagnetice, 266 avînd lungimile de undă mai mari decît 7 600 A (pînă la aprox. 300jjl), aparţin domeniului infraroşu şi poartă numele de radiaţii in-fraroşii, iar cele cu lungimea de undă mai mică decît 4 000 A (pînă la aprox. 100 A) aparţin domeniului ultraviolet şi se numesc radiaţii ultraviolete. Legătura din-tre'constantele optice, electrice şi magnetice ale substanţelor apare sub forma relaţiei: n = y C(i. Deoarece permit ivi la tea e şi permeabilitatea (x sînt constante, această teorie macroscopică nu poate prevedea dependenţa indicelui de refracţie n de lungimea de undă, adică fenomenul de dispersie a luminii. Acesta îşi găseşte explicaţia în teoria electronică (formulată de H.A. Lorentz în 1896) care explică variaţia per-mitivităţii cu lungimea de undă. Pornind de la transversalitatea undelor electromagnetice, teoria on-dulatorie a luminii poate interpreta fenomenele de polarizare, refracţie, difracţie, nu însă alte fenomene, ca efectele fotoelectrice şi Compton, în care lumina manifestă proprietăţi corpusculare. Acestea au putut fi explicate dupâ apariţia teoriei cuantice a luiM. Planck (1900), conform căreia cîmpul electromagnetic este cuantificat, iar emisia şi absorbţia luminii au loc în cuante (numite „fot.oni“ de A. Einstein în 1905), a căror energie este hv (unde h este constanta lui Planck, iar v este frecvenţa luminii). Cu cît frecvenţa radiaţiei electromagnetice este mai mică, cu atît proprietăţile cuantice (sau corpuscu-lare) apar mai puţin evidente în experienţe; astfel, în cazul radiaţiilor infraroşii, domină aspectul ondulatoriu, iar în cazul radiaţiilor ultraviolete — aspectul cor* 267 puscular. în domeniul vizibil, există experienţe punînd în evidenţă fenomenele de interferenţa, difracţie, în care apare pregnant aspectul ondulatoriu, şi experienţe privind efectul fotoelectric, în care se manifestă aspectul corpus-cular (sau fotonic) al luminii. Astfel, ca şi în cazul particulelor elementare (electroni, protoni etc.), s-a dovedit caracterul dualist un-dă-corpuscul al luminii. în teoria cuantică, lumina este o undă electromagnetică emisă în urma unor procese atomice (excitarea şi dezex-citarea atomilor, ionilor, moleculelor) sub forma unor cuante (fotoni) de energie hv. Interacţia ei cu substanţa (reflexie, refracţie, absorbţie, difuzie, polarizare etc.) reprezintă, la scară atomică, un proces de interacţie între cîmpul electromagnetic al undei şi micro-cîmpurile electromagnetice ale sistemelor atomice şi electronice din interiorul substanţei. Lumina alcătuită din radiaţii de o singură lungime de undă, care este percepută de ochi ca avînd o singură culoare (v.), se numeşte monocroma-ticâ. Senzaţia unei anumite culori poate fi obţinută nu numai cu o radiaţie monocromatică, ci şi cu un amestec de mai multe radiaţii monocromatice. Lumina alcătuită din radiaţii de diferite lungimi de undă se numeşte compusă. Lumina compusă, care conţine toate radiaţiile spectrului vizibil (toate culorile spectrale) corespunzînd luminii natjurale de la mijlocul zilei, poartă numele de lumină albă. Lumina din compoziţia căreia lipsesc, parţial sau total, radiaţiile infraroşii („calorice'4) poartă numele de lumină rece. Ea nu se obţine pe calea încălzirii corpurilor pînă Ia incandescenţă, ci ca urmare a unor fenomene de excitare speciale purtînd denumirea generală de luminescenţă. luminescentă lumină anodică v. descărcare electrică. lumină catodică v. descărcare electrică. lumină negativă v. descărcare electrică. lumină Wood v. filtru Wood. luminescenţă, emisie de lumină, prezentată de unele corpuri datorită excitării atomilor şi moleculelor lor, în alt fel decît prin încălzire. După natura energiei primare care produce excitarea, lu-minescenţa poate fi de mai multe lipuri: — foto luminescenţă, în care excitarea atomilor şi moleculelor este provocată de acţiunea diverselor radiaţii electromagnetice. După durata postluminescenţei, fenomenul este sub împărţit, de obicei, în fluorescentă — la care emisia de lumină durează un timp foarte scurt (de ordinul 10~e s) după încetarea acţiunii radiaţiei excita-toare, şi fosforescenţă — la care emisia durează un timp mai îndelungat (secunde, minute, ore) după suprimarea acestora. Această împărţire este convenţională, fiind legată mai mult de precizia metodelor de măsurare a timpului de extincţie a luminescenţei decît de proprietăţile fizice ale substanţelor. O delimitare mai riguroasă a celor două fenomene este posibilă prin studierea procesului de luminescenţă la scară atomică. Sub acţiunea radiaţiilor electromagnetice, procesele de excitare pe diverse nivele de energie (electronice, de vibraţie, de rotaţie) a unor substanţe (de obicei gaze sau lichide) au loc fără separarea vreunui electron din atomii sau moleculele excitate; la dezexcitarea acestora apare radiaţia de luminescenţă, a LUMINESCENŢĂ cărei durată depinde, în cea mai mare parte, de proprietăţile atomilor şi moleculelor şi, mai puţin, de condiţiile exterioare — cum ar fi temperatura. Acest tip de luminescenţă se numeşte fluorescenţă. în cazul în care, datorită procesului de excitare, un electron este îndepărtat complet din edificiul său atomic, ionic sau molecular (ex. în unele cristale sau pulberi cristaline, electronul părăseşte regiunea nodului reţelei, contribuind la creşterea conductibilităţii lor electrice), revenirea acestuia (sau a unui alt electron) în starea iniţială este însoţită de emisia unei radiaţii, iar fenomenul poarta numele de’fosforescenţă; mobilitatea electronului într-un cristal fiind mică, durata acestor stări excitate este, în general, mare şi scade cu creşterea temperaturii (cînd mobilitatea creşte). Această dependenţă de temperatură nu se manifestă, de regulă, în cazul fluo-rescenţei. Emisia luminoasă a tuburilor luminescente cu descărcări electrice în gaze este o formă de fotoluminescenţă, provocată de acţiunea radiaţiilor ultraviolete, emise în timpul descărcării, asupra stratului de luminofor depus pe suprafaţa interioară a tubului. — catodo luminescentă, în care agentul excitator al radiaţiei de lu-ininescenţă îl constituie un flux de electroni rapizi (ex. în tuburile catodice). Cea mai răspîndită aplicaţie a acestui fenomen o constituie iluminarea ecranelor televizoarelor. — rontgeno luminescenţă, în care luminescenţă este provocată de acţiunea radiaţiei X (sau rontgen) asupra unor substanţe cu proprietăţi spectrale (luminofori). — chemi luminescenţă, la care luni inescenţa este produsă pe seama energiei degajate în urma unor reacţii chimice, cum ar fi reacţiile 208 de oxidare lentă a unor substanţe organice. Dacă acestea sînt reacţii chimice de natură biologică, fenomenul poartă numele de biolumi-nescenţă şi este întilnit la unele sjjecij de peşti, moluşte, cefalopode, viermi, precum şi la licurici. — triboluminescenţă, în care excitarea se produce prin frecare, ruperea unor cristale, sau scuturare. Fenomenul poate apare la unele cristale ca zahărul, sulfura de zinc activată cu mangan etc. — elcctroluminescenţă, la care excitarea este produsă de cîmpul electric (constant sau alternativ de joasă frecvenţă). luminofor, substanţă care manifestă proprietatea de luminescenţă cînd este supusă acţiunii radiaţiilor electromagnetice (vizibile, ultraviolete, Rontgen), electronilor sau ionilor. Există o mare varietate de luminofori, dintre care cei mai cunoscuţi sînt utilizaţi în tehnologia unor aparate electronice cu vid. Din această categorie fac parte o serie de silicaţi (cum sînt silicaţiide zinc, de calciu, de cadmiu, de magneziu etc.), wolframaţi, boraţi, fosfaţi, sulfuri şi halogenofosfaţi, care prezintă aplicaţii la fabricarea ecranelor din tuburile catodice ale televizoarelor, osciloscoapelor, microscoape-lor electronice etc., precum şi a lămpilor luminescente cu descărcări în gaze. La confecţionarea lămpilor cu descărcări în gaze, cristalele de substanţă fluorescentă (de mărime 2—4 y.) sînt amestecate într-un liant (nitroceluloză, ace-tat de butii etc.), cu care formează o pastă ce este depusă pe peretele interior al tubului de descărcare. Moleculele substanţei fluorescente sînt excitate de către radiaţiile ultraviolete din interiorul tubului de descărcare. Dezexcitarea acestor molecule duce la apariţia 269 unui Spectru bogat în radiaţii vizibile. luminozitate (A), mărime ce caracterizează instrumentele optice din punctul de vedere al iluminării imaginilor. în cazul instrumentelor optice care dau imagini reale, luminozitatea Ar este raportul dintre iluminarea E a imaginii şi luni inanţa L a obiectului: Dacă xx şi x2 sînt distanţele de la planele principale-obiect — pînă la obiectul studiat şi, respectiv, -imagine — pînă la imaginea sa reală, iar O este unghiul solid în interiorul căruia se află fluxul luminos incident pe instrument (avînd vîrful la distanţa xlt pe axa optică, şi fiind delimitat de pu->ila de intrare a instrumentului), uminozitatea instrumentului optic este: unde /ij şi ?i2 sînt indicii de refracţie ai mediului anterior (al razelor incidente) şi, respectiv, posterior (al razelor emergente), în cazul instrumentelor optice care dau imagini virtuale, luminozitatea Av este raportul dintre lumi-nanţa L2 a imaginii retiniene a obiectului privit prin instrument şi luminanţa Lx a imaginii retiniene a obiectului privit cu ochiul liber: Dacă aria S0 a pupilei de intrare a ochiului este mai mică decît aria S apupileide ieşirea instrumentului, LUMINOZITATE dacă S0>S, atunci: în cazul în care obiectele vizate au dimensiuni foarte mici, putînd fi considerate punctiforme, luminozitatea are expresia: Aj, = ( -?12 -- G1, [n1J unde O este grosismentul aparatului; se observă că, prin mărirea grosismentului, se poate obţine creşterea luminozităţii lor (ex. la lunetă). Relaţiile de mai sus sînt pur teoretice, neţinînd seama de diverse pierderi de flux în interiorul instrumentelor care pot deveni, uneori, importante. Astfel, la fiecare incidenţă normală aer (zi = l) — sticlă (n = 1,5) se pierde prin reflexie aprox. 4% din fluxul luminos; dacă instrumentul conţine N suprafeţe de sticlă în contact cu aerul, fluxul emergent va reprezenta 0,96 N din fluxul incident. Micşorarea factorului de reflexie, deci mărirea luminozităţii, poate fi realizată prin depunerea unor pelicule al căror indice de refracţie este cuprins între valorile indicilor sticlei şi aerului (ex.: criolit, fluorură de magneziu) pe suprafeţele în contact cu aerul; grosimea lor fiind egală cu aprox. jumătate din lungimea de undă a regiunii centrale a spectrului vizibil, fenomenul de interferenţă multiplă va reduce aproape complet reflexia radiaţiilor din această porţiune a spectrului. Suprafeţele acestor lentile, privite la lumina zilei, apar de culoare purpurie (amestec ale extremităţilor roşu şi violet din spectru). Această teh- LUNETA 270 nică, aplicată frecvent la obiectivele moderne, poarta numele de optică albastră. lunetă (sau telescop dioptrie), instrument optic destinat observării obiectelor îndepărtate, formînd imagini virtuale ale acestora mai apropiate şi vizibile sub un unghi aparent mărit. Luneta astronomică (sau Kepler) se compune în principiu din două sisteme optice: obiectiv şi ocular. Obiectivul (convergent) formează o imagine reală şi micşorată a obiectului îndepărtat. Ocularul formează o imagine virtuală mărită, folosind ca obiect imaginea reală dată de obiectiv. De obicei, pentru a se evita efortul de acomodare al ochiului, imaginea virtuală (pe care observatorulo priveşte sub un unghi mai mare decît cel sub care este privit obiectul) se află la o distanţă destul de mare de ochi, practic, la infinit. în acest caz, focarul posterior al obiectivului coincide, practic, cu focarul anterior al ocularului, luneta com-portîndu-se ca un sistem afocal. Grosismentul ei, în acest caz, este: G = — = fob Poc, foc unde f0b şi foc sînt distanţele focale ale obiectivului şi ocularului, iar P0n — puterea optică a ocularului. Luminozitatea lunetei pentru obiecte întinse este: p şi p0 fiind razele pupilelor de ieşire şi de intrare corespunzătoare lunetei şi, respectiv, ochiului. Pentru obiecte punctiforme, luminozitatea este: p2 90 unde G este grosismentul lunetei. Luneta, terestră este destinată observării obiectelor îndepărtate de pe pămînt şi, de aceea, conţine un sistem de redresare a imaginii şi arc un cîmp optic mai mare decît cel al lunetelor astronomice, ceea ce limitează grosismentul lor pînă la aprox. 10. Luneta Gali lei (sau olandeză) este o lunetă terestră cu ocular negativ format dintr-o lentilă divergentă aşezată între obiectiv şi imaginea reală dată de acesta (v. binoclu). lungime, mărime fizică fundamentală, cu ajutorul căreia se exprimă întinderea spaţială a corpurilor şi distanţele dintre acestea. Se măsoară în metri (în SI) şi în unităţile tolerate:UX (unitateX), ângstrom, micron, unitate astronomică, an lumină, parsec. V. sistem de unităţi. lungime de radiaţie v. parcurs. lungime de undă (X), distanţa străbătută de o suprafaţă de undă în timp de o perioadă. în SI se măsoară în metri; unităţi tolerate frecvent utilizate sînt micronul şi ângstromul. Dacă v este viteza de propagare a unei unde, lungimea de undă este dată de relaţia: X = vTy unde T este perioada de oscilaţie a sursei de radiaţii. După valoarea acestei mărimi (de ordinul milimetrilor, centimetrilor, decimetrilor, metrilor, decametrilor etc.), undele electromagnetice se numesc: milimetrice, centimetrice, decime-trice, metrice, decametrice etc. lungime redusă v. pendul. lupă, sistem optic convergent cu distanţa focală mică, format din 271 mia sau mai multe lentile şi des-t inaI observării obiectelor de di-iiimsiuni mici. Mărind diametrul aptifcnl al obiectului privit, lupa contribuie la mărirea puterii separatoare a ochiului. în scopul examinării, obiectele se aşază înlro lupă şi focarul acesteia la o astfel do distanţă, încît imaginea virtuală să se formeze între punctele proximum şi remotum ale ochiului; pentru ca un ochi normal să o poată observa fără efort de acomodare, ea trebuie să fie la o distanţă mai mare de 25 cm (de preferinţă la infinit). Puterea lupei este f fiind distanţa sa focală. Gonsi-derînd, în mod convenţional, obiectul situat la distanţa minimă de citire (0,25 m), 1 upn PNlr» rizată uneori prin a cărei valoare nu rit'pAşt'flfi In practică cifra 40. lux (lx), unitate de înăsurfi a lltl" minării (luminoase), egnlrt hi llll* minarea unei suprafeţe curn pr|« meşte un flux luminos prafaţă cu aria de un rnotru pH« trat. în practică, este utilir.ut Şl multiplul său egal cu 104 lx, numit fot. luxmetru, fotometru de construcţia specială, adaptat pentru detorml* narea directă a iluminărilor. Geln mai răspîndite sînt luxmetrole fo« toelectrice, alcătuite dintr-un «le-* ment (celulă) fotoelectric(ă) şi un galvanometru sau un milivoltme* tru etalonat în lucşi. M Mach, Ernst (1838—1916), fizician şi filozof austriac. Contribuţii însemnate în domeniul aerodinamicii vitezelor supersonice (v. numărul Mach). A indicat folosirea efectului DoppIer la măsurarea vitezelor radiale ale stelelor. magnet, corp din material fero-sau ferimagnetic aflat în stare de magnetizare şi producînd în spaţiul înconjurător un cîmp magnetic. Prezintă două regiuni, numite poli magnetici, în care valoarea cîmpului magnetic este maximă. După caracterul magnetizării, magneţii pot fi temporari sau permanenţi, iar după modul în care au fost obţinuţi, pot fi naturali sau artificiali (ex. electromagnet). magnetism, proprietate a corpurilor de a inter acţiona la scară ma-croscopică prin intermediul cîmpului magnetic creat de magnet sau de curenţi electrici. Purtătorii elementari ai magnetismului sînt particulele elementare, care posedă momente magnetice corespunzătoare momentelor de spin şi momentelor cinetice orbitale. Magnetismul corpurilor macroscopice se poate prezenta sub formele: dia-magnetism, paramagnetism, fero-magnetism, antiferomagnetism, fe-rimagnetism şi metamagnetism. magnetism terestru v. cîmp magnetic. magnetizare (sau polarizare magnetică), modificare a structurii magnetice a unui corp prin orientarea într-o anumită direcţie a purtătorilor elementari ai magnetismului, sub acţiunea unui cîmp magnetic exterior sau datorită unei deformări (v. magnetostricţiune). în cazul substanţelor diamagnetice şi paramagnetiee, este proporţională cu intensitatea cîmpului magnetic exterior, iar în cazul substanţelor feromagnetice, dependenţa ei de această mărime este neliniară şi ireversibilă. V. magnetizaţie. magnetlzaţie (sau intensitate de magnetizare, M), mărime vectorială ce caracterizează starea de magnetizare a corpurilor, egală cu densitatea de volum V a momentului magnetic Am: av-oAF dv' Se poate descompune în două componente: magrietizaţia permanentă, caracteristică materialului şi in-dependen tă de cond iţii le ex ter ioare, şi magnetizaţia temporară, ce depinde de valoarea cîmpului magnetic sau a deformării exterioare, in SI se măsoară în amperi pe metru. mâgnetoaerodinamică v. magneto-hidrodinamică. 278 magnelodlnamică v. magnetohidro- d inamică. f kagnetoliidrodinamică, ramură a picii moderne, aflată laconexiu-jea dintre electromagnetism şi me-/anica fluidelor, care studiază le-j gile generale de comportare a unui / fluid electroconductor (metale to-/ pite, plasmă) în cîmpuri magneti-{ ce. Acţionind asupra fluidului ce conţine un mare număr de particule’ ionizate, cîmpul magnetic provoacă apariţia unor curenţi de inducţie care produc cîmpuri mag-' netice ce vor interacţiona, la rîn-( dul lor, cu cîmpul exterior. Mişca-( rea particulelor componente ale \ fluidului este determinată de inter-J acţia continuă între forţele meca-/ nice şi cele electromagnetice (dintre cîmpul de viteze şi cel electromagnetic) şi este descrisă de sistemul de ecuaţii ale magnetohi-drodinamicii. Acest sistem cuprinde ecuaţiile cîmpului electromagnetic (Maxwell, Lorentz) şi ecuaţiile mecanicii, pornind fie de la i iegile lui Newton, fie de la prinzi cip iul d’Alembert, sau de la prin- I Pipiul Hamilton. Studiul procese-| ior magnetohidrodinamicii cu aju-v torul ecuaţiilor amintite poate fi efectuat fie la scara macroscopi-c6, considerînd fluidul ca un meri ju continuu, caracterizat prin pa-rafcneftrii macroscopici: viscozitate, petinitiyitate, permeabilitate, con-duţlivftale etc. (magnetohidrodina-mim fenomenologică sau aproximaţia' hidrwnagnetică), fie la scară microscopică, mai ales în cazul gazqlor ionizatv(dinamica plasmei) . Folosirea termenului de magnetodi-namică a fluidelor, în locul celui trad iţior^l de magne tohidrod inam i-că, esterAmai potrivită, deoarece această temură a fizicii are ca qbiect de studiu toate fluidele io-rlizaio, aflate în cîmpuri magnet i-cfe. In st;iis mai riguros, este folo- MAGNETOBTAT1CA slt tnrmonul do magnctoliidrodinamica pentru fluide incompresibile, termenul do magnetogazodinamică (sau magnetoaerodinamică) pentru fluide compresibile şi uneori mag-netohidrostatică pentru descrierea anumitor fenomene de echilibru cvas ista tic. magnetohidrostatică v. magnetohi-drod inamică. magnetogazodinamică v. magneto-hidrod inamică. magiieton Bohr-Procopiu PbU va- (/ loarea minimă a momentului magnetic al electronului într-un atom *~b —------» 4 nme Sn care e şi me sînt sarcina şi, respectiv, masa electronului şi h este constanta Pianck (v. moment magnetic orbital al electronului). A fost calculat de fizicianul român Şt. Procopiu în 1913, cu puţin timp înaintea lui N. Bohr. V. constantă fizică universală. magneton nuclear (^v), moment magnetic elementar avînd expresia: famp unde mp este masa protonului. Este de 1 836,12 (masa protonului în mase electronice) ori mai mic decît magnetonul Bohr-Procopiu. magnetooptica, capitol al opticii fizice care se ocupă cu studiul fenomenelor produse la interacţia undelor electromagnetice lum inoase cu cîmpurile magnetice. Astfel de fenomene sînt efectele Cotton-Mouton, Faraday, Zeeman etc. magnetostatică, ramură a electromagnetismului ce se ocupă cu stu- MAGNETOSTRICŢ1UNE d.iul cîmpului magnetic, invariabil în timp, produs de curenţi electrici (cu intensitatea constantă) sau de magneţi permanenţi imobili. magnetostricţiune, deformare a unui corp prin aplicarea unui cîmp magnetic (efect magnetostrictiv direct sau Joule) sau magnetizarea acestuia în urma unei deformări (efect magnetostrictiv invers sau Vil-lari), ambele datorate dependenţei reciproce dintre permeabilita-tea locală şi starea de deformaţie a corpului. Efectul magnetostrictiv direct depinde de natura materialului, de tratamentul termic aplicat anterior acestuia, de temperatură, 274 precum şi de mărimea şi direcţia cîmpului magnetic. Astfel, efectul este mai puternic la materialele fero- şi ferimagnetice, scade cu temperatura şi dispare complet în punctul Curie, manifestîndu-se mai intens în direcţia cîmpului magnetic (efect longitudinal). în această direcţie, alungirea relativă — variază de obicei mono- l ton cu intensitatea cîmpului, pre-zentînd o tendinţă de saturaţie. După natura materialului, poale atinge valori (pînă la IO-5) pozitive sau negative; pentru unele materiale (Fe, Co turnat) îşi poate . (Permendar) __ O O/ 0,2 0,3 4* 0,5 0,6 07 0,8 fiitens/fofea dmpa/oi Fig. 226 MANOMETRU schimba semnul la variaţia intensităţii cîmpului magnetic (fig. 226). Variaţia relativă de volum cores-AF punzătoare — este de aprox. 100 de ori mai mică. Aceste efecte sînt folosite pentru generarea şi recepţia ultrasunetelor (v.). magnetou v. generator electric. magnetron, tub electronic cu vid înaintat ce poate genera oscilaţii ale curentului electric, a căror lungime de undă este de ordinul centimetrilor sau milimetrilor. Este format dintr-un tub cilindric (anod), în care se află un catod axial. Un cîmp magnetic axial şi uniform (ales de o anumită valoare) produce deviaţia electronilor, astfel încît mici variaţii ale tensiunii anodice determină variaţii mari ale curentului anod ic. Poate funcţiona în regim continuu sau în impulsuri. Maior, Âugustin (1882-1964), fizician român, profesor la Universitatea din Cluj. Lucrări de fizică teoretică (teoria relativităţii, gravitaţiei etc.) şi telefonie. manometru, aparat de măsurat presiunea şi diferenţele de presiune ale fluidelor închise în recipiente. Poate fi cu gaz, cu ionizare, cu lichid, cu piston, electric (ex. cu termocuplu), metalic etc. Dintre acestea, multiple aplicaţii în laboratoare le au manometrele do vid (utilizate la măsurarea presiunilor sub lTorr), numite şi vacuummetre; astfel de aparate sînt manometrele Mac-Leod, cu termocuplu şi cu ionizare. Cu ajutorul manometrului cu gaz Mac-Leod (sau absolut) (fig. 227), a cărui funcţionare se bazează pe legea Boyle-Mariotte, se măsoară presiuni cuprinse în intervalul 1 Torr. Gazul rarefial, aflat în legătură cu incinta dc vidat, avînd parametrii p (presiune), V (volum) şi T (temperatură), suferă o comprimare izo fermă trecînd într-o nouă stare, caracterizată de presiunea px şi volumul Vx \ potrivit legii Boyle-Mariotte, se obţine: Datele constructive ale manometrului fiind cunoscute, \\ şi V, se poate calcula presiunea iniţială p a volumului de gaz considerat (care este egală cu presiunea gazului din incinta vidată) prin măsurarea presiunii px. La eta-lonarea manometrului, se poate folosi o scară liniară sau pătra-tică. în capilarul de referinţă, nivelul mercurului se află în dreptul capătului superior al capilarului de măsură (h' — 0). Presiunea este dată, în scara pă-tratică, de relaţia: 18* MANOMETRU 270 Re Fig. 228 p — Ch2, unde h este lungimea coloanei de gaz din capilarul de măsură, iar C — o constantă a aparatului. Manometrul cu termocuplu măsoară presiuni cuprinse în intervalul IO**4—1 Torr. Conţine un termo-euplu T şi o rezistenţă do încălzire Rt aflate în eon tact termic prin firul metalic M (fig. 228 a şi b). Prin intermediul contactelor 1 şi 2y rezistenţa R este conectată în serie cu un reostat Re, un acumulator B şi un miliampermetru mA. Cu ajutorul reos tatu lui, curentul electric din circuit este menţinut constant în timpul măsurării. Prin contactele 3 şi 4, se stabilesc legăturile între termocuplu şi milivoltmetrul mV. Forţa electromotoare ce ia naştere în termocuplu este determinată de temperatura rezistenţei R; dacă curentul prin R se menţine constant, atunci temperatura sudurii calde depinde de conductibilitatea termică a gazului, care, la rîndul ei, este determinată de presiune. Stabilind o corespondenţă între presiunea gazului din balonul I — care se găseşte In legătură cu incinta do vidat şi forţa termo-electromotoare, aparatul poate fi etalonat direct în unităţi de presiune. Pentru măsurarea presiunilor joase (de ordinul 10“7—J0‘~3 Torr), se utilizează manometrul cu ionizare, care se bazează pe ionizarea gazului provocată de un flux de electroni emis de filamentul încălzit al unei lămpi. în instalaţia de vid de laborator, se foloseşte o triodă (fig. 229). Pe grila acesteia (cu rolde„anod“) se aplică un potenţial pozitiv (ex. de-j- 200V) în raport cu catodul, iar pe anod (devenit „colector") se aplică un potenţial negativ (ex. de—25 V) în raport cu catodul. Dacă intensitatea curentului din circuitul de încălzire al catodului (ex. de 5mA) şi tensiunea de accelerare sînt menţinute constante, numărul de ioni formaţi esle proporţional cu concentraţia moleculelor, deci cu presiunea gazului aflat între electrozi. Curentul ionic al colectorului lămpii format prin depunerea pe acesta a ionilor pozitivi este amplificat şi, apoi, măsurat cu un miliampermetru a Co/ecfor \ Anod Scy Fig. 22» m Wtnil 'imIii csle gradată direct In Miiilii(i de presiune (Torr). Amplificatorul şi miliamperme- I «mi 1 mo tf îi şese montaţi în acelaşi i«|MirnI mmiit vacuummetm. Minimi, Victor (1896—1971), fi-/h*ian român, profesor la Universitatea din Cluj. Lucrări de fe-roniîitfnetism şi de istoria fizicii. MnrioHc [mariot], Edm6 (1620 — 1 fVH t), fizician francez. Membru nI Academiei de Ştiinţe din Paris. Orcfitari în domeniul mecanicii fluidelor şi al opticii. A verificat (1676) legea gazelor descoperita de li. Boyle, denumită astăzi legea Boyle-Mariotte. masă (m,AT), mărime caracteristică unui corp, măsură a inerţiei şi capacităţii acestuia de a crea cîmpuri gravitaţionale. în concepţia lui Newton, reprezintă sau măsoară cantitatea de materie conţinută de corp. Această definiţie nu este corectă, materia în concepţia material ist-dialectică re-prezentînd o categorie filozofică; masa, fiind numai o caracteristică a unei forme concrete de existenţă a acesteia — substanţa, nu poate servi drept măsură a materiei. Se măsoară în kilograme (în SI) şi în unităţile tolerate: gram (în sistemul CGS), quintal, tonă. Mecanica relativistă stabileşte, pentru corpurile aflate în mişcare cu viteza v> relaţia: în care c este viteza luminii, iar m şi m0 — masa de mişcare şi, respectiv, de repaus a corpului. V. formula Einstein. masă (sau greutate) atomică (relativă, Ar)t raportul dintre masa MASA medie a atomului unui element chimic şi 1/12 din masa iz o topică a nuclidului 12C. masă critică v. fisiune. masă de repaus v. formula Ein-stein. masă de mişcare v. formula Einstein. masă efectivă v. corp solid. masă gravitaţională, masă a corpurilor ce intervine în legea atracţiei universale, caracterizînd capacitatea lor de a crea cîmpuri gravitaţionale şi de a suferi acţiunea lor. Atît masa inertă cît şi masa gravitaţională reprezintă una şi aceeaşi proprietate a substanţei. Ele nu diferă cantitativ, experienţe foarte precise confir-mînd acest lucru cu o precizie ± 5-10-* %. masă inerta, masă a unui corp definită de legea a doua a dinamicii ca raportul dintre modulul forţei F ce acţionează asupra unui corp şi cel al acceleraţiei pe care i-o imprimă: m = — ; caracte-a rizează proprietăţile inerţiale ale corpurilor. V. dinamică. masă izotopică, masa atomului neutru al unui nuclid. masă molară (fi.), masa unui mol dintr-o substanţă. masă (sau greutate) moleculară (relativă, ţxr), raportul dintre masa medie a unei molecule şi 1/12 din masa izotopică a nuclidului 12C. masă redusă (m, ja), masa unei particule fictive ce poate înlocui un sistem de particule aflate în mişcare relativă. în cazul unui MASA â78 sistem alcătuit din doua particule, dc mase şi m2, ce interacţio-nează, studiul mişcării acestora se poate înlocui cu studiul mişcării unei singure particule fictive, de masă: m = wyw-2 tn1 + w2 aşezată la o distanţă egală cu distanţa dintre particule, faţă de ccntrul de masă al sistemului. V. ciocnire (2). masă specifică, densitate. masă volumică, densitate. maser(lan normal pe axul optic al acpstuia sistemul de iluminare, sistemul fotosensibil cu celulă foto-olcctrică, un galvanometru cu scală gradată, instalaţia de alimentare cu tensiuni stabilizate şi diverse dispozitive de reglare (focalizare, iluminare etc.). Prin deplasarea plăcii spectrale în faţa obiectivului, se poate determina curba de variaţie a intensităţii liniei spectrale în funcţie de lungimea de undă. De asemenea, pot fi determinate rapoarte de intensităţi ale diferitelor linii spectrale. micron (ja), unitate de măsură pentru lungimi, submultiplu zecimal ;> I metrului: = IO"6 m. microscop, aparat optic folosit pentru observarea obiectelor foarte MICROSCOP mici, care nu pot fi distinse cu ochiul liber. Este compus din două sisteme optice, obiectivul şi ocularul, aflate Ia o distanţă apreciabilă pe aceeaşi axă optică principală. Obiectivul formează o imagine reală, răsturnată şi mărită a obiectului (sau a preparatului microscopic), aflată în spa-ţiul-obiect al ocularului, care, la rîndul său, dă o imagine finală mult mărită şi virtuală. Dacă imaginea reală, formată de obiectiv, se află în focarul-obiect al ocularului, imaginea dată de aparat se formează la infinit, iar observarea ei poate fi făcută cu ochiul neacomodat. Uneori (de ex. la determinarea grosismentu-Jui convenţional), distanţa obiectivului faţă de preparatul microscopic este astfel aleasă, încît imaginea finală să se formeze Ia distanţa de 0,25 m de ochi; în acest caz, imaginea reală intermediară se află între ocular şi focarul său posterior. Punerea la punct a microscopului se face deplasînd tubul acestuia (care constituie montura obiectivului şi ocularului) pînă cînd obiectul cercetat se află în vecinătatea focarului obiectivului, într-un punct a cărui imagine poate fi privită fără efort de acomodare. Notînd cu e distanţa dintre focarul anterior al obiectivului şi focarul posterior al ocularului, mărirea liniară a obiectivului se exprimă prin relaţia: e rob = — , Tub unde este distanţa focală a obiectivului. Puterea microscopului este egală cu produsul dintre MICROSCOP mărirea liniară y0b a obiectivului şi puterea Poc a ocularului: P = Yob Poc = fob /o, foc fiind distanţa focală a ocularului. Dacă atît obiectul de studiat cît şi imaginea sa finală se află la distanţa minimă de vedere distinctă (8 = 0,25 m), microscopul poate fi caracterizat prin grosismentul convenţional GCi egal cu produsul dintre mărirea obiectivului şi grosismentul Goc al ocularului: Gc = Yob &oc> unde G0~ = Puterea sepa- ratoare liniară L a microscopului poate fi mărită prin micşorarea lungimii de undă X (de ex. micro-fotografiile pot fi făcute şi în lumină ultravioletă), prin mărirea deschiderii obiectivului (teoretic, pînă Ia 2a = 180°) sau prin introducerea între obiectiv şi obiect a unui mediu optic cu indicele de refracţie n cît mai mare (procedeu numit imersie), cum ar fi apă (n = 1,33), ulei de cedru (n = 1,5), monobromnaftalină (n = 1,66) etc. Puterea de rezoluţie a aparatului este legată de diametrul aparent e0 al unui element fotosensibil de pe retina ochiului şi se numeşte putere utilă: Pa — s0£- Lumniozitatea teoretică A a microscopului este dată de relaţia: \ = — ~ Po o (unde p0 este raza pupilei de intrare a ochiului) şi poate fi mării fi prin imersie, care duce la creşterea aperturii numerice a. La studiul 284 unor obiecte microscopice transparente, care au o mică diferenţă de indice de refracţie faţă de mediul înconjurător, este utilizat un tip special de microscop cu contrast de fază, construit de F. Zernike în 1934. Acesta conţine între obiectiv şi ocular o plăcuţă transparentă (de fază) care introduce un defazaj al radiaţiei ce trece prin maximul central (faţă de cea din celelalte maxime) al figurii de difracţie, aparţinînd imaginii intermediare date de obiectiv, egal cu 7r/2. Astfel, se creează o diferenţă de luminozitate între regiunile preparatului microscopic cu indice de refracţie 285 diferit, mărindu-se considerabil con traşi u 1 dintre acestea. Acest microscop poate fi utilizat, de ox., la studiul microorganismelor vii în soluţii. Microscopul polarizant (fig. 232) folosit pentru observaţii în lumină polarizată (ex. studiul proprietăţilor optice ale cristalelor şi mineralelor) conţine un polarizor (ex. nicol, polaroid etc.), aşezat între sursa do lumină şi obiectul de cercetat, si un analizor, montat între obiectiv şi ocular. Pentru studierea suprafeţelor opace se foloseşte microscopul metalografic. în interiorul acestuia, iluminarea se face prin reflexia luminii pe suprafaţa cerce lată. microscop electronic, microscop caro, spre deosebire de cel optic, foloseşte fascicule de electroni în locul fasciculelor dc lumină. în fig. 233 este redată o schemă comparativă a acestor două tipuri de microscoape. Imaginea preparatului microscopic într-un microscop electronic se obţine cu ajutorul lentilelor electronice al căror cîmp acţionează asupra fasciculului de electroni, focalizîndu-1 în mod corespunzător. Folosirea electronilor duce la creşterea considerabilă a puterii separatoare, datorită valorii mici a lungimii de nudă asociate electronului accelerat pînă la viteze v suficient de mari unde h este constanta Pianck, iar m — masa electronului. Dis-lanţeîe minime de separare sînt ilc ordinul 2—4 A. In microscopul electronic cu transmisie, imaginea se formează ca urmare a împrăştierii elastice a electronilor la trecerea prin proba MICROSCOP de studiat; unghiul de împrăştiere al acestora este cu at ît mai mare cu cît grosimea stratului străbătut este mai mare. După tipul lentilelor folosite, microscoapele electronice cu transmisie pot fi electrostatice, magnetice sau mixte. Părţile principale ale unui astfel de microscop sînt: tunul electronic — care produce fasciculul electronic de mare energie, lentilele A B Fia*. 233. Schonrâ c<‘mparath& între microscopul electronic »?î cel optic: A . in i cros cop o led ron ic; fî. in i cros cop optic; / — sursă: a) electroni, b) fotoni; :J — f-ondensor; 3 — obiect; 4 — obiectiv: f) — lentilă; fi — ocular; 7 — cameră de observaţie: # — ecran fluorescent; 0 — geam mat; 10 — placă fotografică. MICROSCOP condensorului, camera portobiec-tului, lentilele obiectivului, lentila de proiecţie, un ecran fluorescent — pe care se formează imaginea structurii probei, şi camera fotografică. în alcătuirea sa intră, de asemenea, un generator de înaltă tensiune, sistemele electrice (de alimentare, stabilizare, măsură şi control) şi instalaţia de vid (cuprinzînd pompele, vacuu^ metrele etc.). Mărirea liniară ma~ ximă a microscopului este aprox. egală cu: m 12 Mmax — 7-—— , ’fobfpr unde l este distanţa dintre obiect şi imaginea finală, iar f0b şi fpr sînt distanţele focale ale obiectivului şi, respectiv, lentilei de proiecţie. Pentru creşterea puterii măritoare, microscoapele moderne sînt prevăzute cu lentile intermediare situate între lentila de proiecţie şi obiectiv. în mod obişnuit se obţin puteri măritoare de 30 000 — 60 000, iar cu unele microscoape perfecţionate puterile de mărire ajung:pînă la 500 000 — 1 500 000. Imaginile sînt afectate de aberaţii cromatice (datorite dispersiei energetice a fasciculului de electroni) şi de aberaţii de sfericitate; ameliorarea acestora duce la creşterea puterii de rezoluţie a microscopului. Microscopul cu reflexie este folosit pentru studiul suprafeţelor unor corpuri netransparente pentru electroni. Ca urmare a interacţiei electronilor cu microcîmpurile atomilor superficiali, electronii fasciculului paralel vor fi reflectaţi în diferite direcţii, în funcţie' de relieful suprafeţei; astfel, imaginea finală va reproduce caracteristicile microstructurale ale suprafeţei. Ca microscop cu reflexie poate fi folosit şi un microscop m cu transmisie, prin modificarea corespunzătoare a poziţiei obiectului şi a unghiului de'incidenţă. Principalul dezavantaj al său este prezenţa aberaţiei cromatice, datorită faptului că împrăştierea electronilor nu este perfect elastică, ceea ce provoacă, după reflexie, dispersia lor energetică, în microscopul cu explorare (fig. 234), fasciculul electronic este deviat de plăcile de dcflexie 1 şi explorează suprafaţa de cercetare 2. Fasciculul reflectat, este colectat de electrodul 3> iar semnalul de la acest electrod, amplificat de un amplificator de semnal 4, este aplicat electrodului de comandă al unui tub cinescopic 5. Spotul acestuia explorează ecranul, sincron cu variaţiile generatorului de baleiaj 6. Deflexiile maxime pe obiect sînt de ordinul 0,1 mm, iar pe ecranul cinescopului — de ordinul IO2 mm, ceea ce face să se obţină măriri liniare destul de mari (de ordinul 105); puterea de rezoluţie a acestui tip de microscop este însă mai slabă, datorită dimensiunilor finite ale diametrului as7 MICROTRON spotului (distanţa minimă între linuri puncte care pot fi observate distinct fiind de ordinul 102Â). M icroscoapele cu explorare pot fi tir reflexie, ca cel descris mai sus, sun de transmisie, pentru obiectele Iransparente. Microscopul cu emisie este folosii pentru studiul obiectelor ••iniţătoare de electroni. Fasci-iii Iul de electroni emişi trece prinţ r-un sistem de lentile şi diafragme, asemănător celui de la microscopul cu transmisie, şi formează pe un ecran, sau pe placa l'olo^ralică, imaginea suprafeţei c-misive. în cazul în care electronii sini obţinuţi prin emisie autoelec-Ironică, microscopul poartă numi'le dc proiector electronic sau microscop proiector. micro tron (sau clclotron de electroni,) accelerator ciclic rezonant (relativist) de tipul ciclo-Ironului, folosit pentru accelerarea electronilor. Conţine o cavitate rezonantă, prevăzută cu două fante, în interiorul căreia orbitele elec-Ironilor sînt tangente (fig. 235). Cîmpul magnetic normal la acestea fHi frecvenţa tensiunii de accelerare sînt menţinute constante. Independent de energia lor, de fiecare dată electronii întîlnesc în spaţiul de accelerare aceeauşi fază a tensiunii. Potrivit principiului autofazării, ei capătă în medie aceeaşi energie, iar mişcarea lor are loc pe orbite circulare, de raze din ce in ce. mai mari. Ca sursă de electroni se* foloseşte un filament încălzit, situat lîngă fanta de intrare, din care accştia sînt extraşi cu ajutorul tensiunii de accelerare. Perioada de rotaţie a particulelor este dată de relaţia: unde e şi W sînt sarcina şi, respectiv, energia electronilor, iar B şi c — inducţia magnetică şi viteza luminii. Variaţia perioadei este direct proporţională cu energia şi egală cu: AT = ----AIF. eBc2 Notîrid acumularea relativă de . TTr energie cu e =---------, unde TF0 W o este energia de repaus, după o primă rotaţie electronul are energia Wx = W0 + AW. Pentru ca el să intre în rezonator şi să fie din nou accelerat, perioada sa de rotaţie Tx pe prima orbită trebuie să fie un multiplu întreg ^ de perioade Trţ ale generatorului de alimentare: Ti = (*+«)- !iTrf. eBc2 în al doilea ciclu de accelerare electronul capătă aceeaşi energie, iar perioada sa de rotaţie este (1 + 2e). Diferenţa eBc2 perioadelor a două cicluri consecutive de accelerare, egală cu cea dintre primul şi al doilea ciclu, este deci: T2 — 7\ =2-^-Qe, eBc* T = 2n:W eBc2 MICULESCU 288 şi trebuie să fie Un multiplu întreg de perioade ale generatorului, adică : r2 — 1\ = vTrf- Relaţiile fundamentale ale microtronu-iui, pe baza cărora se stabilesc valorile tensiunii de alimentare şi inducţiei magnetice, sînt: ------v-şi.BX=^’» [X- V unde X este lungimea de undă a generatorului. Aceste relaţii determină parametrii de lucru ai micro tronului. Întrucît valorile minime pentru v şi s sînt egale cu unitatea, rezultă valoarea minima a lui (x egală cu 2; pentru aceste valori se obţine Bl = 10 700 Gscm. în scopul măririi inducţiei magnetice jB, este necesară, deci, utilizarea unui generator de microunde (cu a cît mai mic). Distanţa minimă dintre două traiectorii consecutive este dată de relaţia: dn+l — dn — — , unde dn 7T este diametrul orbitei de ordinul n. Această distanţă este suficientă pentru a permite introducerea unui canal de deflexie magnetică, tangent la ultima orbită, în scopul extracţiei fascicului de electroni. Energia maximă imprimată electronilor în micro tron este de cca. 29 MeV. Miculescu, Constantin (1863—1937), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. în lucrarea sa de doctorat (1891) a dat o determinare precisă a echivalentului mecanic al caloriei. Mihul, Constantin (n. 1897), fizician român, profesor la Universitatea din Iaşi. Studii asupra gazelor ionizate, undelor electromagnetice, spectrului oxigenului. milimetru coloană de mercur, torr. Millikan [milican], Robert Andrews (1868—1953), fizician american. Prin metoda deplasării în-tr-un cimp electric a unei picături de ulei electrizate (v. experienţa Millikan), a determinat cu precizie sarcina electronului (1911). A determinat constanta Pianck prin măsurări fotoelectrice (1915); a studiat razele cosmice şi structura atomului. Premiul Nobel (1923). minut, unitate de măsură a timpului, egală cu 60 s. mişcare aperiodlcă v. oscilaţie. mişcare brown iană, mişcare haotică a particulelor foarte mici (sub-micronice) introduse în fluide (fig. 236), studiată pentru prima oară în 1828 de botanistul englez R. Brown. Se datoreşte faptului că forţele cu care acţionează moleculele fluidului asupra particulei browniene au o rezultantă diferită de zero. Deplasarea pătratică medie după o direcţie dată (axa x) Uchid A A A /» \Pori/cufa'l v hrowniană\ ~~c& Fig. 236 gMl) Iu Ir* ii u timp t a unei particule browniene este dată de relaţia: 1 flkT unde A este constanta lui Boltz-mntin, T — temperatura fluidului, Iar (' — o constantă ce depinde do untura fluidului şi de dimen-htu 11 îIo particulei. Particula brow-tiianu are o mişcare neregulată, umIfol că poate fi studiată prin niHodc statistice; energia sa cine-t Ir A medie este egală cu cea a nm loculelor fluidului. Mişcarea iint»i particule browniene în lichid ex|e doscrisă de ecuaţia Langevin: mx = — kx+ f(t), unde m este masa particulei, A.r forţa medie de frecare la in Israel ia acesteia cu moleculele lichidului, iar f(t) ~~ forţa ce prezintă fluctuaţii în timp, determinate de variaţiile (mici) ale presiunii exercitate de lichid asupra particulei. Studiul teoretic al mişcării browniene a constituit o preocupare a unor fizicieni de renume ca: M. Smoluhovski, A. Ein-Mlciu, P. Langevin şi J. Perrin. iii încurc mecanică, schimbarea po-zlţioi unui corp în raport cu un HiNtem do referinţă (sau reper) considerat fix. Dacă sistemul de referinţa este, la rîndul său, mobil, mişcaroa raportată la el este o mişcare relativă; în caz contrar mişcarea este absolută. Întrucît •oporo fixe nu există în natură, oui.o mişcările sînt relative. Pen-ru rnprezentarea şi studierea miş-Arii mecanice a corpurilor care au liiuonsiuni neglijabile în raport ii spaţiul parcurs, este utilizată io (.iunea de punct material fără llmmusiuni, dar de masă egală u coa a corpului. 19 — Dicţionar de fizică MIŞCARE Fig. 237 Gazul cel mai general de mişcare mecanică a unui punct material este mişcarea curbilinie. într-o astfel de mişcare, vectorul viteză al mobilului poate varia ca direcţie şi ca mărime. Variaţia totala* a acestuia poate fi scrisă ca suma (fig. 237): Av = Avx + Avo, în care A\± reprezintă variaţia vitezei datorată modificării direcţiei, iar Av2 — pe aceea datorată schimbării modulului. Acceleraţia este deci: At-+Q A t A t AV2 , 4- lim------= an ~r At-*o A* şi are componentele an — pe direcţia normală la traiectorie, şi a; — pe direcţia tangentă la traiectorie, numite, respectiv, acceleraţie normală şi acceleraţie tangenţială. Acceleraţia totală are modulul: « =K«n +«i • Expresia acceleraţiei normale se poate obţine observînd că, pentru MIŞCARE unghiuri Aa mici, se poate scrie: &vi — ^Aa; rezulta: an = lim (AS Aa \ v\ = vx hm---------- ---- = — , aî-oVA* AS) R în care AS = AB şi R = O A este raza de curbură a traiectoriei în punctul A. în diferite puncte ale traiectoriei, R şi v pot varia, deci acceleraţia normală este variabilă. Cînd Avj *= 0 (a-n = 0), vectorul vitezei îşi păstrează aceeaşi direcţie, iar mişcarea mobilului este rectilinie, cu acceleraţia: r Av a = lim — At-*0 At dv dt d2r d i* m ce reprezintă legea spaţiului (sau de mişcare) a mobilului. Dacă se alege originea mişcării în locul de unde mobilul porneşte cu viteza v0, adică s0 ±= 0, aceasta devine: at* Prin eliminarea timpului între cele două legi — a vitezei şi a spaţiului, se obţine formula Galilei: v = )f + 2as. Cînd mobilul porneşte din repaus ^o = 0, iar ecuaţiile de mai sus devin: at2 . ,r---- v = at, s = — şi v = \2 as 2 r fiind vectorul de poziţie. Dacă acceleraţia este constantă, atunci, prin integrare, se găseşte: v = J aăt = at -f c, unde c este o constantă de integrare cu semnificaţia de viteză iniţială v |t==0 = v0 = c. Deci: v = v0 + at> care reprezintă legea vitezei în mişcarea un iform-varia tă acee Ier a tâ (a>0) sau încetinită (a<0). Prin integrare se obţine: s = J (î/0 4- at)dt = * , at2 L = v0l H---------h cl9 în care cx reprezintă spaţiul iniţial, s\t = 0 = c1 = 80. Deci: at2 8 = S0 + VQt H-------, 2 dacă a = 0 (adică şi Av2 = 0), ecu< aţiile vitezei şi de mişcare sînt respectiv: v = v0 = const şi s = v0tt iar mişcarea mobilului este rectilinie şi uniformă. Ca exemple d^ mişcare rectilinie uniform variată se pot aminti: căderea liberă (uni form accelerată), aruncarea pe ver! ticală (uniform încetinită) şi miş^ carea corpurilor pe planul înclij nat (uniform accelerată sau înce tinită). Cînd raza de curbură R traiectoriei curbilinii descrisă d mobil este constantă, mişcarea a cestuia este circulară. O mişcai circulară variată este caracterizat în plus de o viteză unghiulară şi o acceleraţie unghiulară y, vj riabile în timp; între at şi y exişi relaţia: at = yR. în cazul în care at (sau y) = cons mişcarea circulară este unifor variată (accelerată sau încetinită 291 de ecuaţii similare celor ale mişcării rectilinii uniform variate: Yt2 (o - co0 ± yt şi a = co0J ± -j- , tu care o0 este viteza unghiulara iniţială, iar a — unghiul descris do raza vectoare. Dacă a< = 0 (Av2 = 0), mişcarea circulară este uniformă; vectorul viteză nu variază ca modul dar îşi schimbă sensul, mobilul străbătînd spaţii egale in intervale de timp egale. Mişcarea sa este caracterizată de asemenea dc mărimile cinematice: peri-t>, al impulsu- MOHIIjITATE lui forţei Ft— de momentul impulsului elementar M*, iar energia . .. « /mv2 A cinetica I-— m mişcarea de translaţie) se calculează cu ajutorul relaţiei: Wc = 1-~~ . Mişcarea de rotaţie are proprietăţi analoge mişcării de translaţie, care se formulează astfel: 1) Orice corp aflat în mişcare de rotaţie uniformă îşi păstrează a-ceastă mişcare atîta timp cît nu intervine un moment exterior, care să i-o modifice. 2) Acceleraţia unghiulară a unui corp în rotaţie este proporţională cu momentul forţei exterioare şi invers proporţională cu momentul M lui de inerţie: y = — . 3) Dacă un corp în rotaţie exercită un cuplu de forţe asupra altui corp, acesta din urmă reacţionează asupra celui dintîi cu un cuplu egal, dar de sens contrar. mişcare oscilatorie v. oscilaţie. mişcare periodică v. oscilaţie. mişcare termică, agitaţie termică. miuon v. mezon, particulă elementară. mobilitate (ţi), mărime fizică numeric egală cu viteza imprimată unei sarcini electrice de un cîmp electric accelerator de intensitate egală cu unitatea. Se măsoară în metri pătraţi pe volt-secundă (în SI), iar în practică se utilizează unitatea tolerată cm2/V*s. Este una din mărimile necesare calculului conductivităţii electrice a corpurilor solide; în cazul unui semiconductor de tip n, aceasta se calculează cu ajutorul relaţiei: a = enpn, MOBILITATE unde e este sarcina electronului, n — concentraţia electronilor, iar (in — mobilitatea lor. Valoarea mobilităţii electronilor în cristale depinde de fenomenele de împrăş-tiere pe care le suferă electronii. Ei pot fi împrăştiaţi pe defectc cum sînt: fononii, ionii atomilor de impuritate, vacanţele, dislocaţiile etc.; dintre acestea, primele două joacă un rol deosebit în determinarea mobilităţii purtătorilor de sarcină. Mobilitatea electronilor condiţionată de împrăştierea pe fononi variază cu temperatura, potrivit relaţiei: în care C este o constantă ce depinde de proprietăţile elastice ale cristalului, iar m — masa efectivă a purtătorilor. Mobilitatea purtătorilor de sarcină condiţionată de împrăştierea pe ionii de impurităţi variază, de asemenea, cu temperatura, conform relaţiei: y»3/2 lH = JVjW1'2 ’ unde Ni este concentraţia ionilor. Cum cele două procese do împră înfiere acţionează simultan, mobilitatea rezultată se calculează cu ajutorul relaţiei: 1 ^ (j. m ih - aT*P 4* în care a şi b sînt doua constante caracteristice. Relaţii analoge se obţin prin luarea in consideraţie a proceselor de împrăştiere şi pentru mobilitatea golurilor (într-un semiconductor de lip p). V. şi descărcare electrică. 292 model atomic, concept structural atomic care încearcă să explice proprietăţile, constatate experimental, ale atomilor. Primele modele atomice erau simple şi reuşeau să explice numai un număr mic de proprietăţi; ele au fost înlocuite cu modele din ce în ce mai complexe, care reprezintă mai corect realitatea. Pot fi împărţite în modele atomice precuantice (Thomson şi Rutherford) şi modele cuantice (Bohr, Bohr-Sommerfeld şi vectorial). Modelul atomic Thomson (sau static) este primul model atomic pre-euantic (elaborat de J.J. Thomson în 1898), conform căruia atomul are o sarcină electrică pozitivă uniform distribuită în tot volumul său, cu densitatea p = — > în care Ze 4*^ este sarcina pozitivă (Z — numărul atomic, iar e — sarcina electronului) şi R0 — raza atomului. Electronii oscilează în interiorul acestuia datorită unui cîmp electric de intensitateE -----------=- x (unde 4*^ .r este distanţa electronului de centrul atomului) cu o pulsaţie o = = /- —o , în care g0 este per- / o mitivitatea vidului, iar me — masa electronului. Acest model nu poate explica o serie de fenomene importante, printre care structura de linii a spectrelor atomilor. Modelul atomic Rutherford (sau planetar) presupune atomul ca avînd o structură asemănătoare sistemului solar. întreaga masă şi sarcina pozitivă a atomului sînt concentrate într-un nucleu cu dimensiuni mult mai mici (^.10~15 m) decît cele ale atomului (^.10~10 m), electronii rotindu-se în jurul acestuia pe orbite circulare. Modelul (propus in 1911 de E. Rutherford) are 19* In Inză cercetarea experimentală a «llfu/.ioi particulelor a prin foiţe molul ico subţiri. Ideea corectă a iirmlui model — existenţa unui nu-i'Iimi atomic, în care este concen-Irn(ii masa şi sarcina pozitivă a it hunului — a fost preluată de moil'lolo atomice propuse ulterior. Modelul lui Rutherford este tu contradicţie cu electrodinamica rlasică : rotaţia electronului în jurul nucleului ar trebui să fie în-Hoţilfi do o emisie de radiaţii elec-liMimntfnelice cu spectru continuu, r.in* ar duce la pierderea continuă m mmrtfioi electronului; acesta ar ■h’srrin deci o mişcare în spirală, lorminată cu căderea pe nucleu, huh'lo experimentale nu au confirmat acest model: electronii din atom fiind situaţi pe nivele de iMiortfio discrete, spectrul emis la Iniir/.iţii lo lor este un spectru de linii. Mntlr ful a foni ic Bohr este primul modol atomic cuantic (propus de N. Holir în 1913) bazat pe con-n*p(ia nucleară a atomului şi pe populatele iiohr. h militate Ic Bohr, enunţate pe baza dalelor spnctroscopice experimen-14iIo acumulate pînă la data res-imtiivrt, a principiului Rydberg-lill-/. .şi a concepţiei cuantice asupra omis iei radiaţiei electromagne-lloo a lui Pianck, acceptîndu-se to-Indala modulul nuclear al atomului, si? formulează în modul urmă- l«M*: I) Momii şi sistemele atomice se I•<»I ^âsi timp îndelungat numai tu «lari bino determinate numite rthiri staţionare, în care nu emit fji ii ii absorb energie; energia in-ih«puii a sistemului atomic în aceste ilari os te cuantificată, adică ia valori co alcătuiesc un şir discon- I IIIIIU ! Eiy •••} Eyţ, ... . La trecerea dintr-o stare staţio-inrit m în alta «, atomii emit sau ib'iorb cantităţi de energie bine MODEL determinate, egale cu diferenţa dintre energia finală şi iniţială a sistemului: AEmn = | Em En\. Astfel, dacă sistemul emite energie, emisia are loc sub forma unei cuante cu energia: h v = A Emn = Em — En (Em > En), unde h este constanta Pianck, iar v — frecvenţa radiaţiei emise. A-ceste două postulate contrazic legile cunoscute din electrodinamica clasiî ă şi frecvenţele emise sînt, în general, diferite de frecvenţa de rotaţie a electronului în atom. Generalizarea ipotezei lui Pianck privind stările cuantice ale energiei unui oscilator l-a condus pe Bohr la formularea regulii de cuantificare a orbitelor circulare într-un atom, jpd? = nh (n = 1, 2, 3, ...), în care p = m^va este impulsul generalizat (v fiind viteza electronului), q — coordonata de poziţie generalizată — egală cu unghiul polar 9, şi n — un număr natural ce poartă numele de număr cuantic principal. Modelul atomic Bohr se aplică atomilor hidrogenoizi cu un singur electron (ex. H, He+, Li++). |ntr-un astfel de atom, electronul se roteşte în jurul nucleului cu sarcina electrică pozitivă Ze, pe una din orbitele circulare h2e posibile de rază: an — n2---------2— # nm(Zc2 în care e0 este permitivitatea vidului. Pentru n = 1, se obţine, în cazul atomului de hidrogen h2e (Z — 1) a0 —---------—, numită raza 771, e2K Bohr, a cărei valoare calculată (v. MODEL constantă fizică universală) este de acelaşi ordin de mărime cu valorile razelor atomice obţinute pe alte cai. Energia electronului aflat pe aceste orbite are valoarea: _ m(;Z2e* 71 8e§*a*a ‘ Electronul unui atom de hidrogen are, pe orbita fundamentală, energia Ex = — 13,59 eV (semnul negativ arată că electronul este legat de atom). Pe baza postulatului al doilea al lui Bohr şi a expresiei energiei En, se găseşte formula Balmer generalizată pentru seriile spectrale ale hidrogenului: în care 'v este numărul de undă al radiaţiei corespunzătoare tranziţiei între nivelele m şi n} iar R = _ constanta Rydberg 8ec\h?c (v. serie spectrală). Modelul lui Bohr explică o serie de proprietăţi ale atomilor simpli, printre care regularităţile spectrale ale atomilor hidrogenoizi, şi permite calculul constantei Rydberg cu ajutorul constantelor universale şi caracteristicilor electronului. El prezintă limite prin aceea că nu poate fi aplicat, în mod riguros, atomilor cu mai mulţi electroni şi nu dă nici o informaţie asupra intensităţii liniilor spectrale emise, reprezentînd doar o primă aproximaţie a mişcării electronului în cîmpul central al nucleului. Modelul atomic Bohr-Sommerfeld (elaborat în 1915) reprezintă o aproximaţie superioară a modelului atomic Bohr, cu consecinţe calitativ noi. A. Sommerfeld demonstrează că traiectoriile posibile aleelectro- 294 nilor în atomii hidrogenoizi sînt în general elipse şi stabileşte regula de cuantificare a orbitelor pentru sisteme cu mai multe grade de libertate. Astfel, mişcarea electronului are două grade de libertate, r şi 9 în coordonate polare, regulile de cuantificare fiind: jprdr = nrh şi £ p; şi n

*). în acest caz, mişcarea electronului este degenerata pentru o valoare a energiei (corespunzătoare unui anumit n)t el putîndu-se afla pe n o/bite eliptice, cu aceeaşi semiaxă mare, dar cu semiaxele mici diferite (doar pentru n = 1, traiectoria pe care se află electronul fiind unic determinată). în concluzie, Sommerfeld consideră atomul alcătuit dintr-un nucleu, cu sarcina Ze, şi Z electroni, ce se află pe diferite nivele energetice (determinate de numă- 295 MODEL ce conduc în plus la relaţia: po — , care condiţionează 2tt orientarea spaţială a planului orbitei electronului. Dacă a este unghiul dintre normala la acest plan şi direcţia cîmpului, cos oc ==• h. Pv 2tz m * ------- = — , în care h Tip 2tc rui cuantic principal), fiecărui nivel energetic corespunzîndu-i n orbite eliptice (dintre care una este circulară). Pentru primele trei valori ale numărului cuantic principal, orbitele electronului într-un atom hidrogenoid rezultă din tabelul 18 şi din fig. 238. într -un cîmp magnetic exterior, poziţia spaţială a electronului este determinată de coordonatele sferice r, 0, ^ şi implică trei condiţii de cuantificare, de forma: dr = nrh, ţpQ d0 = nşti, m = nty şi, cum Icos a | ^ 1, rezultă Numărul cuan- tic m, poartă numele de număr cuantic magnetic şi ia 2+ 1 valori: — rci. i Momentele cinetice proprii electronilor însumate vectorial au ca rezultantă momentul de spin al atomului: Prin cuplarea celor două momente şi Ps se obţine momentul cinetic total al atomului: p j = PL + PS- Modulele acestor trei vectori se calculează cu ajutorul unor relaţii analoge relaţiilor din cazul unui singur electron, cu diferenţa c’i, în loc de l, syj se folosesc numerale cuantice Z, S, J, ce caracterizează atomul în ansamblu. La valori determinate ale numerelor cuantice L şi S, valorile pe care le poate lua J sînt: J = L + S, L + S- 1, | L- S\. La acest cuplaj, tranziţiile între nivelele energetice ale atomului se supun următoarelor reguli de selecţie: AL = ± 1 AJ = 0, ±1 (în afară de cazul Jx — 0, = 0, unde Ju caracterizează nivelele energetice inferior, respectiv superior), valabile numai cînd un singur electron îşi schimbă starea cuantică. Schema de cuplaj [j, j], mai rar întîlnită, constă în calculul momentului cinetic total al atomului, prin însumarea vectorială a momentelor cinetice ale electronilor: i în afară de aceste tipuri de cuplaj, în cazul atomilor cu mai mulţi electroni se pot realiza tipuri de cuplaj mai complicate, care explică configuraţia nivelelor energetice ale electronilor atomici. model nuclear, concept structural nuclear utilizat în scopul explică- 097 rii proprietăţilor nucleelor atomice, constatate experimental. Dezvolta-mi modelelor nucleare, majoritara propuse începînd cu anul 1930, ii avut Ioc în două direcţii diferite. Alaiuri de modele nucleare cu internaţii tari (ex. modelul în picătura, modelul a-particulă), în rare nucleul este examinat ca un ansamblu de particule ce internei ioncază puternic, există modelele arl icu le a, care se comportă ca ormaţii stabile, oscilînd în jurul unor poziţii de echilibru în mod anomalia lor cu atomii dintr-o moleculă. Acest model explică stabilii a Ion deosebită care se observă la nucleele uşoare par-pare (ex. 180, '*(;) numite şi nuclee a, pentru care numărul de protoni este egal cu luimArul de neutroni. Dacă dis- MODEL tanţa dintre grupările a este aproximativ aceeaşi, atunci mişcarea nucleului se rezuma la o mişcare de vibraţie şi la una de rotaţie foarte lentă. Se admite că interacţia dintre diferitele grupări a, în afară de interacţia coulombiană la distanţă mare, este de genul interacţiei Van derWaals între molecule. La distanţe medii, datorită atracţiei dintre nucleoni diferiţi între particulele a acţionează forţele nucleare de atracţie; dacă au loc schimburi de nucleoni între diferitele grupări a, aceste forţe au un caracter de schimb. La distanţe mici, forţele sînt repulsive nu numai datorită respingerii electrostatice, ci şi din cauză că nucleonii cu aceeaşi sarcină şi acelaşi spin nu pot să ocupe acelaşi loc în spaţiu. Acest model are un succes limitat, putînd interpreta unele stări excitate ale nucleelor par-pare. în modelul de gaz-Fermi (sau statistic) nucleonii sînt consideraţi independenţi, iar mişcarea lor se supune statisticii Fermi. Drumul liber mediu al unui nucleon în nucleu este aproximativ egal cu diametrul nucleului. Admiterea faptului că funcţiile de undă ale nucleonilor separaţi sînt funcţii plane simplifică o serie de calcule şi permite să se explice destul de riguros proprietatea de saturaţie a forţelor nucleare, proporţionalita-tea energiei de legătură cu numărul de masă şi constanţa densităţii nucleare. Modelul uniparticulă constituie o versiune realistă a modelului statistic. în acest model se consideră că fiecare nucleon se mişcă pe o orbită independentă, una dintre cele permise într-un potenţial nuclear mediu. în modelul în pături (orbital sau atomic) se admite că nucleonii se găsesc grujpaţi în pături succesive, de energii diferite, deplasîndu-se MODEL aproximativ independent într-un potenţial static mediu, de formă sferică, datorat interacţiei dintre ei. Datele experimentale care sprijină ideea acestui model, potrivit căruia nucleonii sînt distribuiţi în nucleu pe anumite nivele — în mod asemănător electronilor în atom, sînt destul de numeroase. Din punct de vedere teoretic, apare o contradicţie prin faptul că forţele ce acţionează între doi nucle-oni sînt mici, deci o asemenea aproximaţie de forţe centrale nu ar fi atît de bună ca în cazul atomului. Potenţialul general în care se mişcă fiecare nueleon poate fi obţinut printr-o mediere a acţiunii forţelor de atracţie dintre o particulă şi toate celelalte. într-un domeniu de dimensiunile nucleului, nucleonii nu pot fi consideraţi punctiformi (experimental, se arată că un nu-cleon separat ocupăAun domen iu de ordinul 10"*13cm). în această ipoteză, potenţialul mediu ar prezenta discontinuităţi ca în fig. 243; admiţînd că dimensiunile nucleonilor nu sînt neglijabile în raport cu dimensiunea nucleului, forma acestuia arată ca în fig. 244. Datele experimentale pun în evidenţă că acele nuclee în care numărul de protoni sau neutroni coincid cu unul din numerele magice: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 găsite teoretic cu ajutorul acestui model, sînt foarte stabile. Nucleele dublu magice, care au şi numărul de protoni şi cel de neutroni egale cu numere magice, prezintă o stabilitate deosebită, fiind cele mai răspîn-dite din natură (ex.: |He; ^O; 2oCa; 2s|Pb). Pentru explicarea acestei structuri de nivele din punct de vedere teoretic, este necesar să se rezolve problema cuantică a mişcării unei singure particule într-un cîmp de forţe dat. în cazul nucleelor uşoare, forma potenţialului nuclear mediu este apropiată 300 \aaa/ Fig. 243 Fig. 244 -K\-------------- Fig. 246 deforma potenţialului V (în funcţie de raza r) al oscilatorului armonic izotrop (fig. 245), iar în căzu elementelor grele, are forma une! Ci de potenţial V(r) dreptunghiu^ (fig. 246). Forţele ce decurg dintr-un asemenea potenţial ac* noi MODEL ln»in';iza şi asupra orientării spinilor particulelor separate, adică Mjmrc un cuplaj spin-orbită. Ca urnim^ a acestei interacţii, toate nivelele caracterizate prin numărul nmiiMc orbital l =£ 0 se vor des-pini în două subnivele cu numărul 1 t tiuitI ic total j = l 4- — ce se vor 2 completa în mod independent. Knmţia Schrodinger, cu ajutorul cămin se obţin funcţiile de undă m! valorile proprii ale energiei E n nueleonilor este: | - -- A + V(r) - - • L 2M r . = ew, dr llll(|e 2 \Mc) pentru j = l- (l 1) pentru j = l—— In cnn' / este lungimea de undă iiNo<*inlă unui nucleon, M— masa uiM'ltMiIu i, c — viteza luminii, h = ll (k fiind constanta Pianck) Inr ă — operatorul Laplace. în m/ui clementelor uşoare (v. fig. 6), po|rn(iaIul V(r) are forma: I» = - F0+y«V l«.» fiind pulsaţia nucleonilor) şi, fiind introdus în ecuaţia Schro-iliiitfiT, aceasta devine: ţi 2 2M - ailfo)2 j T = Din ecuaţie rezultă n + 1 valori proprii ale energiei: En — — F0 — aM J/2 -3/2 -r/2 n*ff- Flg. ?47 ion MODEL tunwA .1. Interacţia directă a nu-« l*H>ii ilor este mică faţă de cea «Iu In ni la deformării suprafeţei nu-i Inului. Nucleele cele mai stabile mInI dt1 formă sferică, avînd toate |iAtiiril" complete; adaosul de nu-r Inimi pe paturi incomplete duce Iu fluctuaţii ale potenţialului pe iHprnfnţ.n nucleului şi, deci, la ae-fnrmiimi suprafeţei nucleului, pro-ilm lnil instabilitatea acestuia. Au Inc mişcări derotaţiealenucleonilor * II mi (i în afara păturilor complete, i finirii le corespunde un spectru de enIn(M' caracterizat de relaţia: Wy Stz2J uci unde pt.v este magnetonul nuclear, în cazul nucleelor situate în starea fundamentală, pentru care 0=0, momentul magnetic este nul. Pentru nucleele impar-pare, momentele magnetice corespunzătoare sînt: Pimptr-par — [ — 1,84—— J o ■rj(j i- i) - j0(jo + i)l iiihIc l, uri °stc momentul de inerţii» nuclear, J0 — numărul cuan-fli lolul al nucleului aflat în stanul fundamentală, iar J — numărul cc caracterizează starea finală n nucleului; acesta din urmă ia valurile; J JQl JQ -f ij j0 -j_ 2, h A , , iar ./0 — = Q = aL estG uiiuin proiecţiilor momentelor impulsurilor nucleonilor din nucleu po nxn di! simetrie a acestuia. Iu nil.ua (.iilo în care suprafaţa nucleului prezintă o deformaţie almMrii’n, adică InvCi (0, l/2, adică, dacă în afara păturilor complete se află cel puţin doi nucleoni care să producă deformarea suprafeţei nucleare, ceea ce corespunde ipotezei modelului generalizat. La deformarea nucleului, nucleonii exteriori se distribuie asimetric, ceea ce duce la apariţia unui moment electric cuadripolar suplimentar. Momentul cuadripolar total al nucleului este egal cu suma dintre momentul cuadripolar al nucleului cu păturile complete şi momentul cuadripolar dat de nucleonii exteriori acestora. Pentru nucleele ale căror numere de protoni si de MODERATOR neutroni sînt. mult depărtate de numerele magice, momentul cua-dripolar dat de restul nucleului este de cîteva zeci de ori mai mare decît cel dat de nucleonii situaţi în exteriorul păturilor închise. Calculele dau pentru momentul electric cuadripolar următoarea expresie: _ za-7JiL±f) Q (J+l) (2J + 3) unde Q0 este momentul electric cuadripolar în cazul distribuţiei sarcinilor în nucleu sub forma unui elipsoid de rotaţie. Pentru situaţia în care nucleul se află în starea fundamentală I O = Jn —1 > l 27tJ q. 9.. (Jo “h ^)(2*/o + 3) Din această expresie se observă că Q adică sarcina electrică prezintă o simetrie sferică. Modelele nucleare permit obţinerea unei bune reprezentări a fenomenelor intranucleare şi explică rezultatele unui mare număr de experienţe. O teorie riguroasă a structurii nucleului atomic nu a fost încă elaborată. moderator v. reactor nuclear. modul (al uduî vector) v. vector. modul de compresibilitatc (x), constanţă de material numeric ogală cu presiunea care, exercitată asupra unui corp de volum V, determină o compresibilitate specifică AV/V egală cu unitatea. Este egal cu inversul coeficientului de coinpresi- 304 bilitato. In SI so măsoară în newtoni pe metru pălral. modul do elasticitate (sau Young, E), constanta do inatorial numeric egală cu raportul dintre efortul unitar F/Sţ aplicat unui corp elastic de lungiino /, şi alungirea relativă Al/l a acestuia. Este egal cu inversul coeficientului de elasticitate. In SI se măsoară în newtoni pe metru pătrat. Majoritatea materialelor au modulul de elasticitate mai mare decît 1010 N/m2. V. deformaţie elastică. modul dc extincţie v. extincţie. modul de forfecare (G), ronstantă de material egală cu raportul dintre efortul unitar F/S, care produce o deformaţie de forfecare, şi mărimea unghiului de forfecare 9. Este egal cu inversul coeficientului de forfecare. în SI se măsoară în newtoni pe metru pătrat. Majoritatea corpurilor omogene şi izotrope au G = OykE (E fiind modulul de elasticitate). V. deformaţie elastică. modul piezoelectric v. piezoelectri-citate. modul Young, modul de elasticitate. modulaţie, modificare în timp, după o lege dată, a anumitor parametri ce caracterizează un proces oscilatoriu, în scopul transmiterii unor semnale purtătoare de informaţii (ex. modulaţia amplitudinii, afrec-venţei sau a fazei unei unde electromagnetice). Dacă variaţia în timp a parametrului respectiv este sinusoidală, «0 obţine o modulaţie sinusoidală. Modulaţia în amplitudine a unui curent alternativ so poate obţine cu ajutorul unui circuit oscilant 805 (fig. 248) cu inductanţa L şi capacitatea C, în care este înseriat un microfon M. Intensitatea curentului de înaltă frecvenţă | f = — j indus în circuitul oscilant are expresia 7 = /0sinnf, Q fiind pulsaţia curentului. Dacă, sub impulsul unor unde sonore ale diapazonului D de frecvenţă v = = — , membrana microfonului 2n vibrează, rezistenţa microfonului variază periodic (cu frecvenţa v) şi, implicit, amplitudinea curen-tuluiprezintă o variaţie de forma: 70-f-/o sin valoarea sa in- stantanee devine astfel i = (Io -f-4- /^sin cot) sin ftJ, avînd loco modulaţie în amplitudine. Raportul l'Q/I0 — m indică profunzimea modulaţiei şi poartă numele de indice (sau grad) de modulaţie (0 y, z) fiind densitatea de sarcină electrică nucleară, iar e — sarcina elementară. Dacă se admite că densitatea de sarcină p(a?, yt z) a nucleului este aceeaşi în toate punctele, iar acesta are forma unui elipsoid de rotaţie, cu semi-axele a şi b (b coincizînd cu axa z): Q = --Z(b* - a2). 5 In cazul în care @>0 (b>a), nucleul este alungit pe direcţia spinului său (axa z), iar pentru Q<0 (b•! = 5 895,930 Â, şi linia #a, avînd X2 = 5 889,963 A; diferenţa AX = Xj — Xa fiind foarte mică (de aprox. 6Â), cele două componente pot fi puse în evidenţă numai cu un aparat spectral, cu o putere de rezoluţie destul de bună. Divizarea în subnivele a nivelului de energie atomic se datoreşte interacţiei momentului magnetic propriu al electronului (sau electronilor) cu cîmpul magnetic din interiorul atomului. Acţiunea cîm-purilor magnetice exterioare asupra nivelelor de multipleţi duce la o descompunere complexă a liniei spectrale (v. efect Zeeman). multiplet de sarcină v. particulă elementară. multiplicitate v. nivel energetic, multiplu v. sistem de unităţi. N nedeterminare, lipsa de certitudine în aflarea valorilor unei anumite mărimi, datorită numărului insuficient de date pentru determinarea lor. V. relaţii de nedeterminare. Negreanu* Dimitrie (1858—1908), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti; m. coresp. al Acad. Studii de electricitate, mineralogie, magnetism etc. neper (Np), unitate de măsură a nivelului de transmisiune. Reprezintă nivelul corespunzător unei amplificări a semnalului transmis de e ori (e = 2,71828). Este egal cu 8,686 decibeli. Nernst, Walther Hermann (1864— 1941), fizician şi chimist german. A enunţat principiul al treilea al termodinamicii, a elaborat teoria osmotică a pilelor electrice şi a contribuit la dezvoltarea studiului soluţiilor diluate. Premiul Nobel (1920). neutrin (v), particulă elementară stabilă, neutră din punct de vedere electric, de masă neglijabilă. Existenţa sa a fost postulată de W. Pauli în 1930, pentru a explica aparenta abatere de la legile de conservare a energiei şi momentului cinetic Ia dezintegrarea beta (Ş+ şi, respectiv, p“), potrivit reacţiilor: îp on + e+ + v în -*• îp + e~ + v* Pe cale experimentală, neutrinul v şi antineutrinul au fost puse în evidenţă în 1956 de T.D. Lee şi C.N. Yang, care au constatat o aparentă nesatisfacere a legii de conservare a parităţii In cazul dezintegrării P ; cele două particule — neutrinul şi antineutrinul, emise concomitent de nucleele radioactive, prezintă o polarizare circulară dreaptă şi, respectiv, stîngă. Ele apar, de asemenea, în procesul de dezintegrare al unor mezoni. Astfel, transformarea pionului în miuon are loc potrivit reacţiilor: rc+ -> jjl+ + v 7T* yr + "v. în acest caz, neutrin ii (sau anti-neutrinii) emişi au masa de IO4 ori mai mare. Neutrinul are o mare putere de pătrundere, interacţionînd slab cu alte particule şi are un rol important în teoriile moderne ale energiei reacţiilor termonucleare. V. fuziune. neutron (n), particulă elementară neutră din punct de vedere electric, avînd masa egală cu 1838,6 mase electronice, care intră în constituţia nucleelor atomilor cu excepţia atomului de hidrogen. A fost pus în evidenţă în 1932 de J. Chadwick la bombardarea 118 henliului cu particule alfa, re-7.11 Îl a (■ al reacţiei nucleare: 4B0 -f- 2a —^ ^C ~h on- Neutronul este o particulă instabilă, hi viaţa medie de cca. 17 min, dczintetfrîndu-se spontan potrivit reacţ iei: 1 1 . A — 0n ~*lP r e ~T~ V* P>le un barion cu număr cuantic do spin semiîntreg; nucleul atomic conţine N = A — Z neutroni (A fiind numărul de masă, iar Z — numărul atomic). Nefiind încărcat electric, nu este supus forţelor de rospingere electrostatică, astfel că flo poate apropia mult de o altă particulă (încărcată) sau de un iiud(Mi. Absorbit' de acesta din urină, poate produce fenomenul dn fisiune sau de radioactivitate. Dc asemenea, poate fi împrăştiat elastic, de anumite substanţe (moderatori), care sînt utilizate la încetinirea neutronilor în reactor i. După valoarea energiei lor cinetice W, neutronii se împart în: neutroni termici (FK<0,25 eV), neutroni lenţi (0,25 eV0,1 MeV). Dintre aceştia, neutronii termici (n căror energie este de acelaşi ordin de mărime cu energia particulelor aflate în agitaţie termică la‘ temperatura obişnuită) NÎnl utilizaţi în reactorii nucleari In producerea reacţiei de fisiune în lanţ. Fiind particule neutre din punct de vedere electric, neutronii nu pol produce ionizarea substanţelor iţi, deci, pentru observarea lor se folosesc în special metode indirecte, fie înrepistrîndu-se nucleele de rucul ce iau naştere la împrăştierea olasl ieă a neutronilor, fie studiind reacţiile nucleare (v.) provocate dw aceştia sau cele de activare (de NEUTRON producere a radioactivităţii artificiale). La difuzia elastică a neutronilor rapizi (JF^lMeV), nucleele de recul au o energie suficient de mare pentru a putea fi observate în camere Wilson, camere de ionizare sau contoare. La trecerea unui flux de neutroni printr-o cameră de ionizare, apar impulsuri de curent datorită nucleelor de recul ale gazului cu care este umplută camera. Pe baza legilor de conservare a impulsului: v — 2 m . =----------r0,unde v şi v0, respectiv, M + m M şi mt sînt vitezele şi, respectiv, masele, nucleului de recul şi particulei incidente. Dacă gazul de umplere al camerei de ionizare este întîi hidrogen (M — 1) şi, apoi, azot (M = 14), raportul vitezelor nucleelor de recul apărute în cele două cazuri este: — =-------------. VN m + 1 Determinînd experimental: vh = = 3,3-107m/s şi = 4,7-108 m/s, Chadwick a obţinut, cu o precizie de 10%, m & 1,15. Metoda reacţiilor nucleare de detecţie a neutronilor constă în înregistrarea particulelor a rezultate în urma unei reacţii a neutronilor cu atomi de bor: s°B(n, a)3Li; neutronii rapizi sînt în prealabil încetiniţi într-un strat de parafină şi apoi detectaţi în camere de ionizare sau contoare cu fluorură de bor (BF3). De asemenea, neutronii pot fi detectaţi cu ajutorul emulsiilor nucleare, în care au fost amestecate săruri de litiu sau bor. în urma reacţiilor neutronilor cu nucleele de litiu: j-Li (n, a) sHe, sau cu cele de bor, rezultă particule ale căror traiectorii pot fi observate (la microscop) după developare. Contoarele de neutroni au pe suprafaţa catodului un strat de bor, litiu sau NEWTON combinaţii ale acestora, de o grosime ce nu depăşeşte lungimea parcursului particulelor a emise. Ga elemente care devin radioactive prin captarea neutronilor sînt cunoscute: indiul, argintul, rodiul şi altele. Particulele emise prin procesele radioactive induse sînt puse în evidenţă cu mijloace corespunzătoare (ex.: contoare de particule, camere Wilson, de ionizare sau cu bule etc.). Neutronii sînt produşi în anumite reacţii nucleare. în general, aceste reacţii se autoîntreţin, neutronii rezultaţi provocînd noi reacţii. Raportul dintre numărul de neutroni de după şi cel dinaintea reacţiei se numeşte factor de amplificare. O sursă primară de neutroni o constituie un amestec de beriliu şi un izotop a-activ (radiu sau polon iu), emisia neutronilor avînd loc potrivit reacţiei indicate anterior. De asemenea poate fi utilizat deuteriul care, fuzionînd, emite neutroni: -f- iD -► |He + Jn. V. particulă elementară. newton (N), unitate de măsură a forţei în SI, egală cu forţa care, acţionînd asupra unui corp cu masa de un kilogram, îi imprimă acceleraţia de un metru pe secundă la pătrat. Newton [niu:tn], Isaac (1642—1727), fizician, matematician şi astronom englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. Autor al unor descoperiri fundamentale în matematică şi fizică. A stabilit noţiunile de bază ale mecanicii clasice şi a formulat cele trei principii ale dinamicii: principiul inerţiei,principiul proporţionalităţii acceleraţiei cu forţa, principiul egalităţii acţiunii şi reacţiunii. Newon au a demonstrat legea atracţii universale şi a pus bazele nii’nmioii cereşti. Contribuţii importaul<‘ în domeniul opticii; cu ajutorul prismei a descompus lumina ulbă în componentele ei, iar cu njulortil unui disc rotitor, care-i poartă numele, a recompus lumina albă. A inventat telescopul (1GG8) lipsit de aberaţii cromatice; şi a studiat interferenţa luminii. A considerat că lumina este alcătuită din corpusculi cu proprietăţi mecanice (teoria emisiunii). nicol, dispozitiv utilizat în scopul polarizării sau analizei luminii. Este constituit din două prisme triunghiulare drepte de construcţie specială (fig. 251) din cristal bire-fringent (spat de Islanda), avînd două feţe alăturate şi lipite cu balsam de Canada. O rază de Fig. 251 lumină care pătrunde în cristal se împarte în două raze liniar polarizate — ordinară o şi extraordinară e, ale căror plane de oscilaţie sînt perpendiculare; dintre acestea, raza ordinară se reflectă total pe suprafaţa $ de separare, fiind eliminată, iar cea extraordinară părăseşte dispozitivul avînd aceeaşi direcţie cu raza de lumină incidenţă. nit (nt), unitate de măsură pentru luminanţă (luminoasă) în SI, re-prezentînd luminanţa uniformă a unei surse de lumină plane, cu aria de un metru pătrat, care «mite în direcţia normală o intensitate luminoasă de o candelă. 315 Este de IO4 ori mai mare decît slilbuî. nivel de energie, nivel energetic. nivel de intensitate acustică (Lj), de 10 ori logaritmul zecimal al raportului dintre intensitatea I a sunetului respectiv şi intensitatea acustică de referinţă I0 = IO"12 W/m2: Lt = 10 lg L . IO Se măsoară în decibeli. nivel de presiune acustică (Z), de 20 ori logaritmul zecimal al raportului dintre presiunea acustică eficace p a sunetului respectiv şi presiunea acustică de referinţă p0 = 2*10"5N/ma, £=20 lg£-. Po Se măsoară în decibeli. nivel de tărie (A), mărime acustică psiho-fizică, reprezentată prin 20 ori logaritmul zecimal al raportului dintre presiunea eficace p a unei unde sonore de 1 000 Hz, apreciată de un ascultător otologic normal ca avînd o intensitate egală cu aceea a sunetului considerat, cînd nivelul de presiune acustică este de un decibel: A — 20 lg — . Po Se măsoară în foni. nivel de transmisiune (n), mărime fizică exprimată prin logaritmul natural dintre amplitudinea finală At şi cea iniţială (sau de referinţă) A0 a unui semnal acustic, electromagnetic etc.: NIVEL Se măsoară în neperi şi decibeli. nivel energetic (sau de energie), stare energetică posibilă (staţionară) Intr-un sistem cuantic (atom, moleculă, nucleu, cristal etc.). Nivelele energetice într-un atom sînt notate de obicei cu un simbol de forma: nx Xj numit şi termen spectral, în care X este litera majusculă corespunzătoare numărului cuantic azimutal l (S, P, D, Fy ..., pentru l = = 0,1, 2, 3,...), y — numărul orientărilor posibile ale spinului, numit multiplicitate: X = 2s + 1,5 fiind numărul cuantic de spin (pentru s = 0, 1, 2, ... nivelele respective se numesc de singleţi, de dubleţi, de tripleţi,...), n — numărul cuantic principal, iar j — numărul cuantic intern. Astfel, simbolul 32D3r2 reprezintă nivelul energetic 1 cu n = 3, l = 2, s = —, şi j — 2 = 3/2; simbolul 4a*S,1/2 reprezintă 1 nivelul cu n = 4, l = 0, s = — , 2 j — 1/2 etc. Un nivel energetic poate fi: — normal (sau fundamental) — corespunzător stării energetice minime a sistemului dat; — excitat — corespunzător unei stări energetice superioare celei normale, în care sistemul a ajuns în urma unei perturbaţii exterioare; — de rezonanţă — corespunzător unei stări (de rezonanţă), în care electronul ajunge direct de pe nivelul normal, sau din care trece direct pe nivelul normal, cu probabilitate maximă; — metastabil, din care sistemul poate trece într-o stare energetică inferioară, cu o mică probabilitate; — nedegenerat — cînd corespunde unei singure stări staţionare sau degenerat — cînd este caracterizat de inai multe stări staţionare al NIVEL căror număr este numit grad de de-generescenţă (sau pondere statistică). în corpurile solide, în particular în semiconductor ii care conţin impurităţi, se deosebesc nivele donoare şi acceptoare (v. corp solid). V. diagrama nivelelor de energie. nivel Fermi, nivel energetic ce corespunde stărilor de energie maximă (numeric egală cu potenţialul chimic) ale unui sistem de electroni aflaţi în interacţie slabă, la temperatura de zero absolut. V. statistică, semiconductor. nod v. interferenţă. nod de reţea v. legile Kirchhoff. nod în cristal v. cristal. nomograme Wilson v. parcurs. normare v. funcţie de undă. notaţia Fraunhofer v. aberaţie. Novacu, Valeriu (n. 1909), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. M. coresp. al Acad. Lucrări de fizică teoretică şi de istoria fizicii. nuanţă v. culoare. nucleon v. nucleu. nucleu, particulă centrală a atomului, încărcată cu sarcină electrică pozitivă, în care este concentrată aproape întreaga masă a acestuia. Independent unul de celălalt, D.D. Ivanenko şi W. Heisen-berg au emis (1932) ipoteza că în constituţia nucleelor intră un anumit număr (egal cu numărul atomic Z) de protoni şi unul de neutroni N; aceste particule elementare au fost denumite nuoleoni (al căror număr este egal cu numărul de masă, A). Între ele se exercită patru tipuri de forţe: forţe nucle- 816 are (v.), forţe de natură electrostatică — între protonii încărcaţi pozitiv, forţe magnetice — între nucleonii cu momente magnetice şi forţe gravitaţionale, neglijabile în raport cu celelalte. O specie de nuclee caracterizată de anumite valori ale numerelor Z şi N, defectului de masă, energiei de legătură şi vieţii medii poartă numele de nuclid. După valorile pe care le au Z şi Nt există patru categorii de nuclee: par-pare, impar-impare, par-impare şi impar-pare. Masa nucleului, exprimată de obicei în unităţi atomice de masă sau în MeV, este egală cu suma maselor nucleonilor componenţi din care se scade valoarea absolută a energiei de legătură. Sarcina nucleului este un multiplu întreg al sarcinii electronului, dar de semn pozitiv (-YZe). Pe cale experimentală, s-au obţinut pentru raza nucleului valori care satisfac formula empirică : R = R0All3t unde R0 = (1,3 - 1,7).IO"13 cm. Folosind această relaţie, se poate calcula densitatea substanţei nucleare, care este de ordinul 1014g/cm3; în limitele unei bune aproximaţii, aceasta este constantă. Nucleul este caracterizat de asemenea prin mărimile: spin (v.), moment magnetic (v.), moment electric cuadripolar (v.), putînd fi stabil sau suferi dezintegrări (v.) spontane sau induse (în cazul radioactivităţii artificiale). Explicarea structurii sale complexe este încercată în cadrul modelelor nucleare (v.). Categorii speciale de nuclee o formează izotopii (v.), izobarii (v.), sau cele care prezintă izomerie nucleară (v.). nuclid v. nucleu. număr atomic (Z), numărul de «17 ordine al unei specii atomice în m|n|linulI periodic al elementelor, rii numărul de electroni tlln nI om şi cu cel de protoni din imm Im ; are aceeaşi valoare pentru |n(i i/oiopii unui element. Ele-111**11 (*’I** naturale au numărul atoni Ir nmrins între 1(H) şi 92(U). In mod artificial, au fost sinteti-/nli* »• Ir mente cu Z cuprins între u:t(iH'|iiiiniu, Np) şi 105 (hahniu, II,») initiiAr mantie, număr întreg sau friuiiomir care intervine în cuan- I ll li iirr.i diferitelor mărimi (ex. i'iHTKia, raza orbitei de mişcare, npimil, momentul magnetic etc.) ntrn< -l eristice stărilor staţionare ale uimi siskm cuantic (ex. nucleu, ulmii, moleculă). Poate lua valori In aritmetică cu raţia 1, nli’ riiror produse cu o constantă ni dimensiuni reprezintă valorile permise ale mărimii respective, fn eu/iiI mişcării unei particule Inir uii rîmp de forţe centrale, InhTvin următoarele numere cuan-Mm*: l>rincifHil (n) asociat energiei pari iciilei, putînd lua valori în-In'Ki, pozitive: n = 1, 2, 3,.... I'ÎnIi* e^al ni suma numerelor cuan- I Ir»* a/.inmlal şi radial (v. model alomie) ; minnital (sau orbital, l) care ponlo lua k valori: l — 0, 1, 2,..., h I *i delrrmină valoarea pă-Iraluiui momrnlului orbital ea l'llml i^-iila « ii /(/ 1), in unităţi h/'Jin (111m11• // rslr constanta Planekj; HHitfurtir (///, ;/?,), egal cu valoarea iiuiiH'rira a proiecţiei mo* moţiI ii Iu i <»rl>ilI, exprimată în uni-IA(I h/'ln pr <1 mmh*I ia locală a cîm-pnIu i iiim|*ih,I ir. ['oale lua 2/ + 1 Vuloi i; /, (/ I ), 0, 1, ..., /; tir Nfuti (///*), egal cu valoarea mnnri-irTi a proirrjiei spinului par- I Irit Io i pe o îixfi fixă, exprimat în NUMĂR unităţi h/2n. In cazul electronului poate lua valorile ±1/2; — intern (/, j) reprezentînd modulul rezultantei vectoriale a momentului orbital şi spinului sub forma: ]fJ(J + 1), în unităţi h/2n. Se obţine prin compunerea numerelor cuantice azimutal şi de spin; — de vibraţie (v), ce caracterizează mişcarea de vibraţie armonică liniară, de frecvenţă v, a particulei, W 1 fiind dat de relaţia: v ---------* hv 2 unde W este energia particulei; — de rotaţie (J), care intervine în cuantificarea energiei de rotaţie IVr a unei molecule biatomice: w’-£rw+t)' unde I este momentul de inerţie al moleculei. V. model atomic, serie spectrală, spectru. număr de masă (/l), numărul total de nucleoni (protoni şi neutroni) din care este constituit nuclidul unui element din sistemul periodic. Valoarea sa este: A = Z -h JV, unde Z este numărul atomic, iar N — numărul de neutroni. număr de undă (k, "v), numărul de lungimi de undă ale unei radiaţii cuprinse pe distanţa 2tz metri: Uneori, este definit ca mărimea inversă lungimii de undă (X), k — — , şi reprezintă numărul de lungimi de undă cuprins în unitatea de lungime. în descrierea unor fenomene NUMĂR fizice, numărul de undă definit mai sus este modulul unui vector (numit vector de undă), a cărui direcţie şi sens sînt aceleaşi cu direcţia şi sensul de propagare a frontului de undă, număr magic, număr de protoni sau de neutroni care conferă nucleului (ce îi conţine) o stabilitate deosebită. Ia valorile: Z = 2,8, 20, 28, 50, 82, 126 pentru protoni şi N = 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184 pentru neutroni. Aceste valori pot fi calculate în cadrul modelului nuclear în pături şi corespund unei valori (absolute) maxime a energiei de legătură. numărul Abbe, constringenţă. numărul Avogadro v. legea Avogadro. numărul Loschmidt v. legea Avogadro. numărul Mach (M), raportul dintre viteza v de mişcare a unui corp 318 într-un fluid în repaus şi viteza c de propagare a sunetului în acest fiu id: M = c După valoarea acestui număr, sub-unitară sau supraunitară, vitezele se împart în viteze subsonice şi supersonice. numărul Reynolds (j? ), raport adimensional caracteristic unei conducte, a cărui valoare marchează trecerea de la curgerea laminară a unui fluid vîscos, la curgerea turbionară; este dat de relaţia: în care v este viteza de curgere a fluidului, p — densitatea sa şi l — raza conductei. Dacă Re<2 400, curgerea este laminară (în regim Po-iseuille); dacă Re^2 400, curgerea este turbionară (în regim Venturi). o obi«»ctfv, sistem optic convergent raro intră în alcătuirea unor instrumente optice, fiind îndreptat spre obiectul de studiat. Deşi loate obiectivele au aceeaşi destinaţie generală — de a forma ima-ţţini* reale a^e obiectelor observate, ele se deosebesc In funcţie de gradul ameliorării diverselor aberaţii şi de anumite caracteristici ca: putere de rezoluţie, luminozi-I;*le etc. Astfel, obiectivele aparatelor fotografice pot fi construite pentru fotografii de atelier (portrete), pentru fotoreportaje şi obiecte în mişcare, pentru peisaje <*tc. Obiectivele aparatelor fotografice, lunetelor şi telescoapelor dau imagini reale ale obiectelor îndepărtate, în timp ce obiectivele microscoapelor formează imagini virtuale ale unor obiecte foarte apropiate de focar. V. distorsiune, anastigmatism. observator normal v. vedere. obturator, dispozitiv independent sau încorporat unui aparat optic, cu ajutorul căruia se poate întrerupe sau admite în mod controlat accesul luminii spre stratul foto-sensibil, spre receptor sau spre altă zonă a spaţiului. Cele mai răspîndite sînt obturatoarele mecanice, care pot fi cen frate şi cw perdea. Primele au o serie de lamele ce se mişcă din centru spre margine şi înapoi, iar celelalte conţin o perdea din pînză neagră cu o fantă dreptunghiulară de lăţime reglabilă, ce se poate deplasa într-un sens dat. Din această cauză, la obturatorul central iluminarea se produce brusc, de Ia centru spre margine, în timp ce la obturatorul cu perdea iluminarea are loc succesiv, în fîşii, de la un capăt Ia altul. De regulă, vitezele de obturare sînt notate pe montura obturatorului în unităţi de timp (timpul cît obturatorul permite accesul luminii): ex.: Îs, •— s, — s, -—s, —sete.Există, 2 10 100 250 de asemenea, obturatoare care funcţionează pe alte principii, cum sînt cele electromagnetice; unul dintre acestea din urmă este celula Kerr (v. efect Ke r). octavă v. sunet muzical octodă v. tub electronic. ocular, sistem optic centrat care intră în alcătuirea instrumentelor optice vizuale (destinate observării cu ochiul), fiind montat în partea dinspre ochi a instrumentului. Formează o imagine virtuală, folosind ca obiect imaginea reală dată de obiectiv. Dacă imaginea dată de obiectiv se află în faţa primei lentile (lentila de front) a ocularului, acesta din OEESTED urmă se numeşte pozitiv şi funcţionează ca o lupă. Ocularul care pătrunde în spaţiul dintre obiectiv şi imaginea "reală dată de el, împiedicînd formarea ei, este denumit negativ. Col mai simplu ocular pozitiv a fost o lupă simplă (ocularul Kepler), iar cel mai simplu ocular negativ a fost o lentilă divergentă (ocularul Ga-lilei). Ocularele utilizate în prezent, denumite oculare Ramscen (pozitive) şi oculare Huygens (negative), sînt alcătuite din două lentile nealipite, una îndreptată spre obiectiv (lentila de front) iar cealaltă spre ochi (lentila ocular). oersted (Oe), unitate de măsură tolerată (în sistemul GGS[i0) a intensităţii cîmpului magnetic. Reprezintă intensitatea cîmpului magnetic produs în jurul unui conductor liniar, de lungime practic infinită, la distanţa de 0,02 m, cînd este străbătut de un curent de 0,1 A. Valoarea sa în SI este: 1 Oe = 79,5774 A/m. Oersted [orstid], Hans Chrlstian (1777—1851), fizician danez. în anul 1820 a observat deviaţia acului magnetic în apropierea unui conductor străbătut de curent electric; aceasta a constituit prima descoperire din domeniul electromagnetismului. oglind&, piesă optică avînd o suprafaţă puternic reflectătoare. în marea majoritate a cazurilor, această suprafaţă este realizată prin depunerea unui strat metalic subţire (ex. de argint sau aluminiu) pe o suprafaţă de sticlă bine şlefuită şi lustruită. Reflexia difuză a luminii pe aceste suprafeţe foarte netede este neglijabilă pe 820 lîngă reflexia dirijată, ceea ce face ca lumina provenită de la diverse obiecte să poată forma, prin reflexie, imagini geometrice (reale sau virtuale) ale acestora. După forma suprafeţei, oglinzile se împart în plane şi curbe, acestea din urmă, la rîndul lor, putînd fi: sferice, parabolice, eliptice Sau cilindrice. După cum suprafaţa reflectătoare este cea interioară sau exterioară calotei, oglinzile curbe sînt concave sau convexe. în timp ce oglinzile plane şi cele convexe formează numai imagini virtuale ale obiectelor, oglinzile concave pot da imagini reale sau virtuale, în funcţie de poziţia obiectului faţă de ele. V. stigma-tism. oglindă magnetică v. capcană magnetică. ohm (£}), unitate de măsură în SI a rezistenţei şi a impedanţei electrice. Reprezintă rezistenţa unui conductor, ce nu este sediul vreunei forţe electromotoare, prin care trece un curent electric constant cu intensitatea de un amper, cînd la capetele acestuia este aplicată o tensiune de un volt. Ohm [om], Georg Simon (1787 — 1854), fizician german. A studiat experimental trecerea curentu lui prin conductori şi, în 1826, a stabilit legea care-i poartă numele (v. legea Ohm). în domeniul acusticii, a stabilit că senzaţia auditivă nu depinde de diferenţa de fază a undelor sonore. omogenitate, calitate a unui sistem fizic de a prezenta în oricare domeniu din interiorul său, Ja scară mascroscopică sau microscopică, o aceeaşi valoare a unei anumite mărimi fizice. Prima centrală atomoelectrlcă Reactorul nuclear al Institutului de fizică atomică SPECTRE A — Spectre obţinute cu o reţea de difracţie. 1. Spectru continuu; 2. Spectrul hidrogenului; 3. Spectrul sodiului; 4. Spectrul fierului; 5. Spectrul clorofilei. B — Spectre obţinute cu o prismă. I. Spectru continuu; 2. Spectrul heliului; 3. Spectrul unei hidrocarburi; 4. Spectrul Soarelui (cu liniile Fraunhofer); 5. Spectrul stelei tx—Or ionis. Analiză spectrală 1. Sbectru continuu al unui bec cu incandescenţa obţinut la dispersia luminii albe printr-o prismă; 2. Spectru discontinuu al unui gaz luminescent (ex.: tub cu vapori unctul critic cînd, datorită fluc-uaţiilor spaţiale ale densităţii diferenţa dintre lichid şi gaz, precum şi suprafaţa de separaţie ilintre lichid şi vaporii săi, dispar (tensiunea interficială a sistemului fiind egală cu zero), se numeşte opalescenţă critică. operator d’Alembert v. funcţie de undă. operator Laplace v. funcţie de undă. opoziţie v. oscilaţie. optică, ramură a fizicii care se ocupă cu studiul luminii şi 21 — Dicţionar de fizieft ORTOHELIU al fenomenelor luminoase (modul de producere al acestora, legile propagării şi interacţiei radiaţiilor luminoase cu substanţa, metodele de măsurare a mărimilor ce caracterizează lumina), precum şi al radiaţiilor electromagnetice aparţinînd domeniilor infraroşu şi ultraviolet, al razelor X etc. Cuprinde domeniile: optică geometrică — ce studiază propagarea fasciculelor (razelor) de lumină, optică fizică — în care este cercetată natura fenomenelor luminoase, studiindu-se fie aspectul ondulatoriu al lor (optica ondulatorie), fie cel corpuscuiar (optica fotonică), şi fotometrie. Legile fundamentale ale opticii se extind şi asupra propagării fasciculelor de corpus-culi ale căror unde asociate au lungimi de undă comparabile cu cele ale undelor electromagnetice; ex.: electroni (optica electronică), neutroni (optica neutronilor) etc, optică albastră v. luminozitate. oră (h), unitate de măsură a timpului egală cu 3,6-IO3 s. orbită, traiectorie, de forma unei curbe închise, a unei particule sau a unui corp care se deplasează într-un cîmp de forţe centrale. orbită de accelerare v. accelerator. orbită de echilibru v. accelerator. o bită electronică v. mod^l atomic. ortogonalitate v. funcţie de undă ortoheliu, heliu în care cei doi electroni de pe stratul is au spini paraleli, dînd un spin total diferit de zero, caracterizat de numărul cuantic de spin total *9=1. Prezintă serii spectrale de tripleţi. ORTOIţlDflO GEN Qţtohidrogen, hidrogen molecular, ale c^rui molecule sînt formate din atomi eu momente nucleare paralele; oscilaţie, variaţie în timp: a mări-mpor caracteristice unui sistem fizic, însoţită de o transformare a energiei dintr-o formă în alta, în mod periodic sau aproape periodic (cva^iperiodic):, reversibil sau parţial reversibil. t>upă natura acelor m,ărimi, se deosebesc oscilat ii: mecanice — In care energia cinetică se transformă în energie potenţială şi invers; ejectromagne tice — îa care energia electrică se ţransformă îr* energie magnetică şi invers; electromecanice — în. care energia electrică se feFansformăf în. energie mecanică şi invers etc. Oscilaţia îri care mâriisiea variabilă f(t) revine la aceeaşi valoare după intervale de timp egale (cu perioada de oscilaţie T): f(t) = =■ fft+Ţ), oricare ar fi momentul de timp t considerat, se numeşte periodică. Oscilaţia care satisface o relaţie de forma: IAC0 — A(*+t)I O 2 = —ma2coo = 27r-ma2vo, 2 depinzînd de pătratele amplitudin ii şi frecvenţei (care sînt constante), se conservă în timp (v. energie mecanică). Acelaşi punct material poate fi supus simultan la două mişcări oscilatorii armonice, mişcarea rezultantă putînd fi tot armonică sau pierzîndu-şi acest caracter, dar rămînînd periodică. Dacă se consideră că un punct material execută simultan două mişcări oscilatorii armonice pe aceeaşi direcţie, caracterizate de ecuaţiile: xt = ax sin (co* -f 9^ x2 = a2 sin (co* + 92), mişcarea rezultantă va fi tot o oscilaţie armonică, de ecuaţie: x = Xi + x2 = a sinfco* -f 9), unde, pe cale analitică, se poate gftsi: /?• mm a\ -f al4- 2axa2 cos (9X — 92) 324 şi tg9 -qisin 9i + a2sin 92 ^ ajCos 9j -f a%cos 9, Valorile amplitudinii şi fazei rezultante se pot găsi şi pe cale grafică (v. construcţia Fresnel). După valoarea diferenţei de fază A9 = 9j — 92, numită şi defazaj, există trei cazuri particulare: — A9 = 2m7t, oscilaţiile sînt în concordanţă de fază (sau în fază)t amplitudinea luînd valoarea maximă : a = a1-j~ a2\ — A9 = (2n -f 1) oscilaţiile sînt in discordanţă de fază (sau în opoziţie) şi amplitudinea este minimă: a = I «1 - «21; — A9 = (2n + 1) ~ , oscilaţiile sînt în cuadratură, iar amplitudinea este: a2 = a{ -f af- Cînd a1=a2=a0, amplitudinea este a = 2a0cos —-------?? şi 9 = ?J—£*, 2 2 iar ecuaţia de mişcare devine: x— 2a o cos sin j . In cazul unui punct material supus la două mişcări armonice de pulsaţii apropiate, ecuaţiile de mişcare au forma: xx = ajSin (oj* 4- 9i) x2 = a2 sin (g>2j -f- = {2n — 1) JL , axele elipsei 2 coincid cu axele de coordonate; — 0<7r (oscilaţie circulară stingă),'şi în sensul lor, dacă7ro x = 0, unde & poartă numele de coeficient (sau factor) de amortizare. Soluţia ecuaţiei este de forma: 4* Cr& unde Cj şi c2 sînt constante, iar ri Şi r2—rădăcinile ecuaţiei caracteristice r2 + 2 Sr + vi = 0, '1,2 = - S ± fă2 în funcţie de valorile numerice ale parametrilor $ şi w0 ce caracterizează sistemul, se disting următoarele trei cazuri: — S>0* + + c2e _ ]j S2 - < Se observă că această soluţie nu-şi schimbă semnul', deci mişcarea este: aperiodicây x tinzînd asimptotic către zero cu creşterea timpului (fig, 259); ex.: mişcarea unui pendul uşor într-un lichid vîscos; OSCILAŢIE — 5 = o>0 — rădăcinile r1 şi rt sînt reale şi confundate, iar elongaţia este: X = e~SI (cxt + ca), valoare ce tinde asimptotic către zero cu creşterea timpului. Pentru x0 = c2şi£0 = 0, funcţia x = x(t) este reprezentată în fig. 260; se remarcă micşorarea mai rapidă a elongaţ iei cu timpul. Rezistenţa mecanică pentru care se obţine miş-carea aperiodică critică se numeşte rezistenţă critică şi are valoarea: rc = 2 l/~kni; — S2 = — S ± ± i \r<*l_elongaţia mişcării fiind: _«| 'K-Tî' x — e \cxe + + Co€ J sau : x = ae“8t sin(co* -f ?), unde : o = cog — 8a Şi Mişcarea punctului material este oscilatorie amortizată, cu amplitudinea monoton descrescătoare: A = ae~st. în fig. 261 se reprezintă variaţia elongaţiei în timp pentru x0 = = a şi = 0. Pentru oscilaţiile 381 amortizate, se defineşte pseudo-perioada (sau perioada convenţională) ca reprezentînd timpul dintre două treceri succesive ale punctului material prin poziţia de echilibru în acelaşi sens sau dintre RID OSCILAŢIE iIouft clongaţii extreme în acelaşi mm*»: 2tz Vcoo- - S2 fn afară de factorul de amortizare, pniitru caracterizarea amortizării un mai folosesc constanta de timp 1 (nan timpul de relaxare), t=—* $ decrementul logaritmict care se defineşte ca logaritmul natural h1 raportului a două amplitudini ►succesive ale oscilaţiei amortizate: o = In—^2— = In ae -st sau ca invers al numărului N de oscilaţii după care amplitudinea mişcării scade de e ori: 0=1. N Valoarea sa variază în funcţie de sistemul oscilant astfel: la sistemele oscilante acustice este — 10%, la circuitele electrice — 2 — 5%, la diapazoane ~ 0,1%, la plăci de cuarţ - 10~2 - 10-3%. Dependenţa de timp a energiei totale a sistemului mecanic care oscilează amortizat este: W{t) = 1 = 2 ma2^281 [wo ~ $2 cos (2co£ -f-. dW -f 2q>)—sin(2ot + 29)],iar--------= d t. 1 -= rx2~ — 20, unde O — — - rx2 2 se numeşte funcţie de disipaţie. oscilaţie de rezonanţă v. oscilaţie forţată. oscilaţie de torsiune v. pendul de torsiune. oscilaţie forţată (sau întreţinută), oscilaţie caracteristică sistemelor supuse unor perturbaţii periodice exterioare, ai căror parametri depind de aceste perturbaţii. De obicei, ele sînt studiate în cazul în care acţionează şi forţe disipative. Numeroase sisteme mecanice (ex. membrana difuzorului, fundaţia unui motor etc.) oscilează atunci cînd se află sub influenţa unei forţe periodice exterioare. Dacă asupra unui sistem acţionează o forţă sinusoidală de forma: F = F0sin care nu este influenţată de oscilaţia sistemului (sistemele sînt independente), în prezenţa forţelor de frecare ecuaţia mişcării este: mx = — kx — rx + FQ sin cojf sau: 2 x -f- 28# + ^0# = f sin F unde / = . Soluţia ecuaţiei m este de forma x = xx -f- x2, unde: ae~8t sin(co£ -f 9) şi x2= b sinfcoj* 4- 9i)» în care: 28a)! tg Pi = -2--------------2 COO — toi b= ± f V (“o - “1)2 + 482<0? Se observă că xx scade cu timpul şi caracterizează starea tranzitorie de mişcare a sistemului, iar după un timp oarecare, mişcarea este reprezentată numai de x2, intrind in regim staţionar, în care pulsaţia OSCILAŢIE m mişcării devine egală cu pulsaţia forţei perturbatoare. Notînd: — =Y şi*^-= Q> unde 6>0 2S poartă numele de factor de calitate, rezultă : Y tg 9i = - Q( 1 - Yi) f r2)* + ba>l Oscilaţia cu amplitudine maximă a sistemului se numeşte oscilaţie de rezonanţă şi se produce cînd coj = ]fv>Q — 2S2 • Amplitudinea oscilaţiei devine în acest caz: i>= ± f 2S ]/'«§- S2 «î|I (i-vJ)5+ ţ Ultima relaţie poate fi scrisă şi sub forma: a = ±: 1 Cu cît factorul de amortizare S este mai mic, cu atît rezonanţa se obţine pentru mai apropiat de obţinută prin anularea derivatei numitorului: Ym = y 1 — 2Q2 • 2^2f2Q2 La rezonanţă, Wrcz = ---------------, CO0 , . W y2 deci:--------= --------------------------- Wrez Q2 (1 ~ Y2)2 + Y2 în cazul W = — Wrez, relaţia 2 devine: Ys + ^ - 1 = 0, iar dacă Yi §i “Ta soluţiile acestei ecuaţii, sau: . — _ Y*-Yi v2—vx Diferenţele — Yl şi v2 — Vj reprezintă lărgimea relativă a curbei de rezonanţă şi, respectiv, lărgimea acesteia. Cu cît factorul Q este mai mare, cu atît lărgimea curbei m do rezonanţă este mai mică, iar Moloctivitatea sistemului mai bună. |‘rin analogie cu circuitele electrice oscilante, se defineşte o impedanţă mecanică: Zm = r + i [ <*xm--------— ] , l «J r fiind rezistenţa mecanică şi coxm-----------reactanţa mecanică a o>i OŞMOZ sistemului. Produsul cox?n se mai numeşte şi inerianţă. iar —---------- “i comp Han ţă mecan ică. oscilaţie sincrotronică, v. accelerator. osmometru v. presiune osmotică, osmoză v. presiune osmotică. p palan v. scripete. pană, dispozitiv din categoria maşinilor simple (de tipul planului înclinat) ce realizează economie de forţă la deplasarea corpurilor (fig. 263). Egalînd lucrurile mecanice motor (efectuat de forţa activă F) şi rezistent (al forţei rezistenteR), rezultă: F = 2R sin a = — ; l deci economia de forţă este cu atît mai mare (adică F este mai mică) cu cît lungimea l a panei este mai mare. paradox hidrod inamic, fenomen aparent ciudat, constînd în exercitarea unei forţe de atracţie (nu de apăsare) asupra unei plăci situate în faţa unei conducte cu guler prin care iese un lichid. Dacă în faţa 2 r Fig. 264 unei astfel de conductei (fig. 264) se află o placă elastică 2, lichidul 3 ar trebui să deformeze placa apă-sînd-o (/). Contrar aşteptărilor, ea capătă o deformare în sens contrar (II). Rezultatul este o consecinţă firească a legii Bernoul-li: în zona gulerului, presiunea dinamică creşte, iar cea statică scade — placa fiind astfel atrasă. paradox hidrostatic, fenomen apa* rent ciudat» constînd în faptul că presiunea exercitată de un lichid pe fundul unui vas nu depinde de volumul şi forma vasului sau de cantitatea de lichid din el, ci doar de înălţimea h a coloanei de lichid şi de densitatea p a lui: P = Pgh, g fiind acceleraţia gravitaţională. Astfel se explică ridicarea lichidu* m Jui pînă la acelaşi nivel în vasele comunicante (v.). paraheliu, heliu în atomul căruia cei doi electroni de pe stratul Îs au spini antiparaleli (compensaţi) şi, deci, spinul total nul. Se caracterizează prin serii spectrale de singleţi. parahidrogen, molecule de hidrogen formate din atomi cu spinii nucleari antiparaleli. piralax& v. vedere. paralelogramul forţelor v. forţă. paramagnetism, proprietate a unor substanţe de a avea permeabilitate supraunitară, dar apropiată de unitate, prezentînd o magnetiza-ţie proporţională şi de acelaşi sens cu intensitatea cîmpului magnetic în care se află. Este întîlnit ;a corpurile constituite din particule (atomi sau molecule) cu momente magnetice permanente care, sub acţiunea unui cîmp magnetic exterior, se orientează pe direcţia şi în sensul acestuia; acestei orientări i se opune agitaţia termică a particulelor, ceea ce face ca suscep-tivitatea magnetică a substanţelor să varieze invers proporţional cu temperatura absolută. Deasupra anumitor valori ale temperaturii, numite punctele Curie şi Neel, paramagnetismul este comun tuturor substanţelor fero- sau ferimag-netice şi, respectiv, antiferomagne-tice. La temperatura obişnuită sînt paramagnetice numeroase substanţe gazoase (ex. oxigen molecular, ozon), lichide (ex. acid azotic) şi solide (ex. metale alcaline, platină, paladiu, săruri de fier, de crom, de mangan). Dintre acestea, metalele (alcaline, alcalino-pă-mîntoase etc.) prezintă o formă PARAMETRI de paramagnetism independent de temperatură (datorat momentelor magnetice de spin ale electronilor de conducţie). parametri de stare, mărimi care definesc complet starea unui sistem termodinamic. în formularea principiilor termodinamicii (pentru cazul cînd sistemul interacţionează termic şi mecanic cu exteriorul) sînt folosiţi parametrii: presiune, volum specific (sau molar) şi temperatură. în cazul în care intervin şi interacţii de altă natură (magnetice şi electrice) se apelează şi la alţi parametri de stare — mărimile vectoriale: magnetizaţie, intensitatea cîmpului magnetic, inducţia cîmpului electric şi intensitatea cîmpului electric. Deci numărul, ca şi tipul parametrilor de stare, poate fi diferit de la un sistem la altul. Ei se împart în: parametri de forţă, notaţi în general cu şi parametri de poziţie, notaţi cu ai (ex. presiunea este un parametru de forţă, în timp ce volumul este un parametru de poziţie), astfel încît produsul dintre un parametru de forţă A* şi variaţia elementară a parametrului de poziţie corespunzător da* să aibă dimensiunile unui lucru mecanic, adică: dZ =p Aidaţ, unde dZ este lucrul mecanic elementar. Dacă starea sistemului este definită cu ajutorul mai multor parametri de forţă Alt A2 A{,An şi de poziţie au — numărul de -electroni cuprinşi în unitatea de volum a substanţei, în fig. 266 este reprezentată energia specifică a particulelor în funcţie de parcursul restant Ra — x (Rtt fiind parcursul total). La trecerea particulelor grele încărcate printr-o substanţă, se imprimă prin ciocniri energii atît de mari unCr electroni, mcît ei, la rîndul lor» produc ionizări secundare. Astfel de electroni au un parcurs scurt şi poartă numele de radiaţie delta; energia lor este dată de relaţia: W *= 4 — Wit 2 unde Wi este energia ci- dV/ PARITATE netică a particulei incidente, iar m — masa electronului. Sensul de deplasare al electronilor $ de energie maximă coincide cu sensul particulei incidente; numărul lor pe unitatea de parcurs poate indica sarcina particulelor (ex. din radiaţia cosmică). în cazul în care particula incidenţă este un electron, pierderea energiei sale are loc pe seama ionizării atomilor substanţei (la energii mici) sau pe seama radiaţiei de frînare (la energii mari). Cuantele y apărute în ultimul caz au energia maximă egală cu: kv = W0 — mca, unde W0 este energia electronului incident; cu cît valoarea acesteia şi cea a numărului atomic al substanţei sînt mai mari, cu atît pierderea de energie prin radiaţie este mai mare. Parcursul pentru care energia electronului incident scade de e ori poartă numele de lungime de radiaţie; expresia obţinută pe cale experimentală a acestuia în cazul aluminiului este: iîp = = [0,526 W - 0,094]g/cm2,undeT^ se exprimă în megaelectronvolţi. paritate, proprietate a funcţiei de undă care descrie un sistem cuantic, de a rămîne aceeaşi în urma inversării sensului axelor de coordonate. parsec (ps), unitate de măsură pentru distanţe utilizată în astronomie, egală cu distanţa de la Pămînt pînă la un punct din care axa mare a orbitei Pămîntului se vede sub un unghi de 1". Este egal cu 3,2633 ani lumină sau 3,0857 • • IO16 m şi este de 206 265 ori mai mare decît distanţa Pămînt-Soare. particulă (sau corpuscul), porţiune foarte mică de substanţă, de dimensiuni atomice sau subatomice, care interacţionează ca o entitate cu alte sisteme fizice. V. dualism undă-corpuscul. m particulă alfa (a), nucleu de] heliu constituit din patru nucleoni (doi protoni şi doi neutroni). Avînd o energie de legătură foarte mare, posedă o stabilitate deosebită. Această însuşire a constituit baza unuia dintre modelele nucleare. V. dezintegrare alfa. particulă beta (p), electron sau pozitron emis de nucleul unui element radioactiv în procesul dezintegrării beta. particulă browniană v. mişcare brown iană. particulă elementară, particulă constitutivă a nucleului atomic şi a învelişului său electronic, sau care apare la interacţia cu substanţa a razelor cosmice sau a particulelor accelerate. Considerate în trecut ireductibile la sisteme de dimensiuni mai mici (de unde şi denumirea lor), particulelor elementare li se atribuie în prezent o anumită structură. Ele pot să interacţioneze între ele, să se transforme unele în altele şi prezintă, în unele fenomene, caracter ondulatoriu. O particulă elementară este complet caracterizată prin mărimi fizice frecvent întîlnite ca: masă, sarcină, spin, moment magnetic, viaţă medie, precum şi prin anumite proprietăţi specifice ca: paritate şi izospin; de asemenea, fiecărei particule îi corespunde o antiparticulă. Masa particulelor variază cu viteza lor potrivit formulei Einstein (v.) şi este exprimată, de obicei, în kilograme, în megaelectronvolţi sau în mase electronice; masa lor de repaus poate fi apro piaţă de zero (neutrin) sau chiar nulă (foton). După semnul sarcinii electrice, particulele elementare 887 so împart în: particule încărcate pozitiv sau negativ, avînd sarcina egală în valoare absolută cu un multiplu al sarcinii elementare (a electronului), şi particule neutre, fără sarcină (ex. foton, neutron, neutrin). Spinul (a) particulelor elementare este caracterizat prin faptul că modulul proiecţiei sale pe axa de rotaţie este egală cu şti, unde h = — (h fiind con- 2n stan ta Pianck), iar s este numărul cuantic de spin; acesta din urmă are, de cele mai multe ori, una 1 1 (iintre valorile: 0, — >----------, sau, 2 2 g mai rar, 1 (ex. foton) şi — (omega minus). Momentul magnetic (ja) asociat spinului particulelor elementare este definit prin relaţia: (A = € = — g — a, în care e este sar- 2 m cina elementară, m — masa particulei, iar g — factorul Lande al acesteia. Componenta momentului magnetic pe axa de rotaţie a par-€ ticulei este ^ = — g — sh; valoa-2m rea acesteia este în cazul electronului — gv-BS şi în cazul protonului —ZV-isis, unde tlb şi V-n sînt magnetonul Bohr-Procopiu şi, respectiv, magnetonul nuclear. Viaţa medie a celor mai multe particule elementare este de scurtă durată (sub 10~8s). Dintre particulele care intră în constituţia atomului (numite şi fundamentale), electronul şi protonul sînt stabile, iar neutronul are viaţa medie de 1 013 s. Noţiunea de paritate a unei particule este legată de funcţia de undă asociată mişcării sale; o particulă este pară (de paritate pozitivă, notată -f-1) sau impară (de paritate negativă, notată —1), după 22 particula cum, la o schimbare a coordonatelor spaţiale xt ytz în —xt —y,—z, funcţia îşi păstrează semnul sau este de semn contrar. Paritatea unui sistem de particule este egală cu produsul parităţilor particulelor componente. Valabilitatea legii de conservare a parităţii în cazul reacţiilor nucleare (care a fost pusă un timp alături de legile de conservarea energiei şi momentului cinetic) a fost infirmată în 1956 de T.D. Lee şi C.N. Yang, care au arătat nerespectarea acesteia în cazul dezintegrării radioactive (ex. a cobaltului 60). O grupare (familie ) de particule elementare avînd 0 serie de proprietăţi asemănătoare, dar sarcini diferite şi mase apropiate (diferenţa de masă corespun-zînd energiei datorate forţelor de natură electromagnetică), este considerată ca fiind formată din particule de acelaşi fel aflate în stări diferite, fiind numită şi multiplei de sarcină. Unei astfel de grupări 1 se asociază o mărime vectorială ce poartă numele de izospin (spin izotopic sau izobaric) T, care determină numărul de membri ai unei familii, ca fiind egal cu 2T 4- 1; componenta Tz a izospi-nului pe axa z (care nu are o existenţă reală în spaţiul obişnuit) poate lua valori întregi sau semi-întregi, fiecare dintre ele caracte-rizînd o anumită particulă din multipletul de sarcină respectiv. După numărul acestor valori, gruparea poate fi: singlet (ex. A°), dublet (ex. p, n) sau triplet (ex. 7r~, 7r°, rr+). Fiecărei particule {cu excepţia fotonului şi mezopului 7r°) îi corespunde o antiparticulă avînd aceeaşi masă, dar enefgie negativă. Existenţa sa a foj# prevăzută teoretic în 1929 de P.A. M. Dirac (pornind de la ecuaţia Schrodinger) şi pusă în evidenţă experimental în 1932 de C.D. Anderson (prin descoperirea pozitronului). Anti- V I « ST 8 3 I W S o r p * *e# e iii 'S’S.’S. îSÎ I-1 M o Li 1 I f 3 1 i Jj X 8 i 3 » 0 m QO 00 DQ' :ff | »»*»*» s-8 s s l (* ? : 3, 2; ^ ® *■< ii gg^î & 2 PJ *S * t î £ g p p 3 * I | 8- 3 S* a e> s. s* « w t>> O (-^ e Î « W W H-. X w a +TO+-P + * «oi +t= + : jg CA 0> Ci9 tO a, ?* < 3 1 ni ui ° i : % SJ w ■p <*>. < < 1 rţ: ® Stmioi O e cr S- •o fer tO o» o* o 00 a» _o N tO tO M a w co co K> jS»- j- JV1 a» oo V» tsS 00 ! tO 3 M M qd an aa co oo $> $> V1 & to to o a> ■o i“ O 6’ ■vi «r ■" ff C71 50 tf» OO £ *► >-* M t-e sss o-; o» o» 5 g 06 H* H K K Mr M M «J ® Cb gy m H*- o> fli O o O "ot 1—• k| 5,f îs m PARTICULA Tabelul 20 î a * **.8 3* ii li 4'i si 55 .a I V 1 «2 Viaţi medie, în s Schema de 4Miotegrare 1* ii si «« 13 fi li da ^ 0 0 0 0 OO 00 OD 2,21 ■ 10“* *“*+V+v7 105 va ? i? 1/3 1/2 +1/2 -1/2 1 1 0 0 00 1,01-10* p+e~ + ve 0,75 p li 0 0 1 —1 2,51.10"’“ p+n^ n+7r° 37 40 1 l 1 +1 0 —1 1 1 1 —1 -1 —1 0,81 10“w < 10“” i,e-io-10 / P+«° 1 n+n” A°+v n+n'- 110 *09 77 117 w- 2+ 1/2 1/2 -1/2 +1/2 1 1 -2 -2 1,7-IO"10 3 • 10“10 A°+7ţ“ A° + 7T^ 66 64 1+ I* 0 0 1 —3 S“ + 7Ţ® S°+K“ A+K~ 219 221 M n* 00 1 1 1 0 +1 —1 0 0 0 0 0 0 1,8-10“ “ 2,6 ‘IO"*1 2,8.10--» y+y »i++v <*“+vu 135 34 34 ÎT° 7ţ“ ÎŢ+ 1/2 +1/2 0 +1 1,22 10~* <**+V n++n* ÎT++7t++7ţ“ U^ + T^+V^ e++7r°+ve 7T+ + rt°+7T° 388 219 75 253 358 84 K2, 1/2 —1/2 0 +1 0,9 • 10“w 0,G1 • 10“7 /7T++JT“ l*#+*# ' 7T++7ţ“+7t* +7I*+TC® |H++n^-f |H^+7l*+Vn je++7t," + ve je“+*r--f ve 215 234 80 89 249 354 K° 1/2 -1/2 0 —1 fl» 10“17 " ' ttHy+Y tt+-HT,+«# L2* PARTICULA particula are aceeaşi masă şi viaţă medie cu particula, iar mărimile sale caracteristice: sarcină electrică, stranietate, număr barionic, componenta Tz a spinului izotop ic au aceleaşi valori absolute, dar semne contrare. Schema sa de dezintegrare este identică cu cea a particulei în care s-au înlocuit particulele rezultate cu antiparticulele lor. In funcţie de comportarea lor, care poate fi descrisă de statistica Fer-mi-Dirac sau Bose-Einstein, particulele se clasifică în fermioni şi bosoni (v. tabelul 20, pag. 338 — 339). Fermionii (care au numărul cuantic de spin semiîntreg) cuprind leptonii — particule uşoare, şi ba-rionii — particule grele. în categoria leptonilor intră: electronii, miuonii (denumire învechită: mezoni (jl), neutrinii (care pot fi de origine electronică sau miuonică) şi antiparticulele lor. Miuonii, care au fost descoperiţi în 1937 în razele cosmice, au masa de aprox. 200 de ori mai mare decît a electronului; de la valoarea acesteia li s-a tras prima denumire, deşi sînt calitativ deosebiţi de mezonii K şi 7r, asemănîndu-se cu electronii în privinţa sarcinii, spinului şi momentului magnetic. Neutrinii (electronici sau miuonici) sînt caracterizaţi, ca şi fotonii, prin sarcină nulă, iar masa lor de repaus se apropie de zero. Prin dezintegrarea unui miuon rezultă un neu-trin miuon ic şi un antineutrin electronic care, fiind de naturi diferite, nu se anihilează. Dintre antiparticulele leptonilor, pozitro-nul şi antimiuonul au acelaşi spin, iar antineutrinii au spinul egal în valoare absolută, dar de sens contrar, cu spinul particulelor corespunzătoare. Dintre barioni fac parte nucleonii (protonul şi neutronul) şi hiperonii. Hiperonii sînt particule instabile (viaţa lor medie 340 fiind de ordinul 10—10s), mai grele decît nucleonii. Ei apar în timpul dezintegrării altor particule a căror comportare a contrazis — la data descoperirii lor — prevederile teoretice; acestor particule, numite „stranii", li s-au asociat numărul cuantic barionic B şi cel de stranietate S. Suma Y = B + S poartă numele de hipersarcină. Numărul cuantic barionic poate avea valorile -fl sau —1 (în cazul anti-barionilor); în timpul reacţiilor nucleare, valoarea sa totală se conservă (legea conservării numărului barionic). Stranie tatea este nulă în cazul particulelor care nu sînt stranii, sau diferită de zero, putînd lua valori întregi pozitive sau negative, în cazul particulelor stranii (hiperoni şi kaoni). Bosonii (care au numărul cuantic de spin întreg) cuprind fotonul şi mezonii. Fotonul are masa de repaus nulă; ca şi mezonul 7c° nu are antiparticulă. Din clasa mezo-nilor fac parte mezonii 7r (pionii) şi mezonii K (kaonii). Prin schimbul de mezoni n se stabilesc între nucleoni forţele nucleare de atracţie; aceşti mezoni au sarcina pozitivă (7c+), negativă (7r~) sau nulă(7t°). Mezonii K sînt particule stranii, de spin nul, sarcină pozitivă (K+) sau nulă (K°) şi stranietate +1. După intensitatea de interacţie între particulele aceleiaşi grupări, acestea pot fi clasificate în: ~ hadroni, corespunzători interac-ţiilor tari, de ordinul de mărime al celor din interiorul nucleelor ato-i mice, a căror durată (sau constanA tă de timp) este de ordinul IO"*22 s. Aceştia cuprind barionii şi mezonii (tt şi K); — fotoni, corespunzători interac-ţiilor electromagnetice a căror constantă de timp este de 10“16 s; — leptoni, corespunzători interac-ţiilor slabe (electroni, neutrini. m miuoni), a căror constantă de timp este 10“8—10~10 s. in afară de aceste tipuri de inter-;icţii între particule pot avea loc interacţii de natură gravitaţională, prin intermediul unor particule de masă foarte mică, numite gravi-loni (v.). O categorie aparte de particule o constituie cele denumite impropriu rezonanţe (yj, co şi p), care au fost descoperite experimental, ca rezultat al unor interacţii tari. Aceste particule au un timp de viaţă extrem de mic (de ordinul IO"23 s) şi se comportă ca oricare bar ioni sau mezoni. Fizica particulelor elementare este încă în stadiu descriptiv. O încercare de elaborare a unei teorii unitare în acest domeniu s-a bazat pe ipoteza potrivit căreia în alcătuirea tuturor particulelor elementare cunoscute (al căror număr este în prezent peste o sută) intră trei particule fundamentale numite qu-arci (v.); această ipoteză nu a fost încă verificată. pascal (Pa), unitate de măsură a presiunii în SI, egală cu un newton pe metru pătrat. Pascal, Blaise (1623 — 1662), matematician, fizician şi filozof francez. A descoperit una din legile fundamentale ale hidrostaticii (1663) care-i poartă numele (v. le-i;«‘a Pascal). I‘uuli, Wolfgang (1900—1958), fizician elveţian. A formulat (1925) principiul excluziunii, care a permis explicarea comportării sistemelor cuantice şi a poziţiei elementelor în sistemul periodic. în jicord cu legile de conservare a energiei şi momentului cinetic la dezintegrarea beta, a emis (1930) ipoteza neutrinului. Premiul Nobel (1945). PENDUL pătură electronică (sau strat electronic),* grup de electroni ai unui atom, caracterizaţi prin aceeaşi valoare a numărului cuantic principal n. Numărul maxim de electroni ai unei pături, compatibil cu principiul excluziunii al lui Pauli, este 2n2; în acest caz, pătura se numeşte completâ (ocupată sau închisă). Corespunzător numerelor cuantice n = 1, 2, 3, păturile electronice sînt denumite, în ordine, K, X, M, ... etc. pendul, corp solid supus unor legături, capabil să oscileze sub acţiunea unor forţe elastice sau cva-sielastice. Pentru studiul oscilaţiilor acestuia, se utilizează un model ideal de pendul, numit matematic (sau simplu). Acesta constă dintr-un punct material de masă m (şi greutate G) suspendat într-un punct fix (prin intermediul unui fir inextensibil de masă neglijabilă, cu lungimea /), care execută o mişcare de oscilaţie în plan vertical, sub influenţa propriei greutăţi (fig. 267). Pentru unghiuri de oscilaţie mici (a<5°), mişcarea este produsă de o forţă cvasie-lastică G* = G — Gn, avînd expresia: Gt ~ — Gv. — — mgcc. G Fig. 267 PENDUL Acceleraţia sistemului este Ui (ais cui străbătut de mobil fiind l* + 16 kHz) a plăcii, iar în spaţiul înconjurător se: propagă unde: ultrasonore. Frecvenţa proprie de vibraţia în lam-gul unei axe electrice (efect longitudinal) este dată de relaţia: (/o). unde d este grosimea, p — densitatea şi Ex —■ modulul de elasticitate al plăcii. în lungul unei axe mecanice (efect transversal), frecvenţa proprie are o expresie analogă : (/. Fig. 273 «47 l fiind lungimea plăcii şi Ey—modulul de elasticitate. Produsele (f0)x’dt respectiv (/. )y Z, poarlă numele de constante de frecvenţă. Mărimea deformaţie i pentru efectul longitudinal este 81 = KţV, iar pentru efectul transversal 8/ = — Kt — V, în care V este tensiunea aplicată, /— grosimea cristalului» iar a — lungimea lui pe direcţia axei mecanice. Ki şi Kt sînt modu-Iii piezoelectrici şi, pentru cuarţ, JSTi * Kt = -2,13-10-^m/V. A-ceste efecte prezintă aplicaţii la recepţia şi la generarea ultrasunetelor (v.). pilă atomică, reactor nuclear. pilă elcctrică, element galvanic. pilă termoelectrică v. termocuplu. pion v. mezon, particulă elementară. piroeleotricitate, proprietate a unor cristale de a se polariza electric cînd sînt supuse unei variaţii de temperatură (efect piroeletiric direct) său de ft-şi modifica temperatura sub acţiunea unui cîmp electric exterior (efect piroelectric invers). Dintre acestea fao parte cuarţitul, turmâlina, sulfatul de litiu etc. Uneori, cristale piroelec-trice sînt şi feroelectrice. p ironie trie, ânsamblul metodelor experimentale de determinare a temperaturilor înalte ale corpurilor. Utilizează pirometre electrico sau optice. pirometru electric, instrument utilizat fii jt>irometHe, bazat, pe măsurarea forţei electromotoare a PlftOMttTRU mV mV unui termocuplu. Una din sudurile unui astfel de termocuplu efcte introdusă iii corpul C â cărui temperatură trebuie măsurată, iar cealaltă se găseşte înti^uti amestec de apă cu gheaţă M (fig. 274); mili-voltmetrul mV, înseriat In circuit, este etakmat direct în grâde de temperatură. Pentru măsurări de mică precizie se foloseşte un montaj mai simplu reprezentat în fig. 275. Cîteva tipuri de termocupie frecvent utilizate, împreiiiiă cu domeniile de temperatură corespunzătoare, sînt indicate îh tabelul 2Sţ. PIROMETRU 848 Tabelul 21 Termocuplul Domeniul de temperatură °C Cupru-constantan —200 ... + 300 Fier-constantan —200 ... + 600 Cromel-capel 0 ... + 600 Cromel-alumel 0 ... +1 100 Platină rodiată-platină 0 ... +1 600 pirometru optic, instrument a cărui funcţionare se bazează pe legile radiaţiei termice, utilizat în pirometrie la măsurarea temperaturii corpurilor incandescente cu proprietăţi apropiate de cele ale corpului negru (v.). Se deosebesc pirometre cu radiaţie şi piro-metre fotometrice. Pirometrul cu radiaţie măsoară luminanţa energetică integrală Z. a corpului incandescent, bazîn-du-se pe corespondenţa dintre valoarea acesteia şi temperatura T a corpului, dată de legea Ste-fan-BoItzmann (modificată): Le = - TK 7Z Cu ajutorul unei lentile convergente se formează imaginea reală a corpului incandescent pe elementul fotosensibil al aparatului (receptorul de radiaţie, care poate fi un termocuplu, un bolometru, o spirală bimetalică ce se îndoaie la încălzire, un gaz etc.). Datorită încălzirii termocuplu lui, ia naştere un curent electric proporţional cu strălucirea sursei. Dacă corpul studiat nu este un corp negru, pirometrul nu indică temperatura reală a acestuia, ci temperatura de radiaţie. Deoarece pentru toate corpurile care nu sînt negre puterea de emisie este subu-nitară, temperatura reală a lor este mai mare decît temperatura de radiaţie. Temperatura corpului negru poate fi determinată şi prin măsurarea lungimii de undă corespunzătoare maximului distribuţiei strălucirii radiante după lungimile de undă, dată de legea Wien. Pentru corpurile car6 "nu sînt negre, temperatura astfel determinată se numeşte temperatură de culoare. Cel mai răspîndit tip de pirometru fotometric este cel cu dispariţie de filament, bazat pe compararea radiaţiei unui corp incandescent cu radiaţia corpului negru, corespunzătoare unui anumit interval spectral. în ocularul unui astfel de instrument optic imaginea filamentului lămpii etalonate a piro-metrului se vede suprapusă peste imaginea corpului incandescent studiat. Variind cu ajutorul unui reo-stat intensitatea luminoasă a filamentului, pentru o anumită valoare acesta nu mai poate fi distins, „dispărînd“ pe fondul luminos al corpului studiat; un aparat de măsură (de ob icei, un ampermetru etalonat corespunzător), înseriat în circuit, indică direct temperatura. Dacă izvorul studiat ar fi corpul negru, tempera tura citită 849 ur fi cea reală; în caz contrar, ea hm numeşte temperatură de strălucire. plrghie, dispozitiv din categoria maşinilor simple, constituit dintr-o bură rigidă care se poate roti în jurul unei axe (sau al unui punct in care bţ şi br sînt braţele forţelor F şi B faţă de punctul de sprijin. placă (vibrantă), corp care, asemenea membranei, are una din PLACA dimensiuni mult mai mică decît celelalte dar, spre deosebire de aceasta, posedă rigiditate la încovoiere. Frecvenţa fundamentală de vibraţie a unei plăci circulare este: / = IT-, 1 r |f p(l - o*) unde h este grosimea plăcii, r — raza ei, E — modulul de elasticitate, p — densitatea materialului şi a — coeficientul Poisson. Ga şi în cazul membranei, în placa ce vibrează se formează unde staţionare care duc la apariţia de linii nodale; sunetele superioare sînt nearmonice. Plăcile sînt folosite în construcţia receptoarelor telefonice, a emiţătoarelor subacvatice, a difuzoarelor etc. placă fotografică, placă de sticla avînd depusă pe una din feţe o emulsie fotografică. Este folosită pentru obţinerea imaginilor fotografice pbzitive (diapozitive) sau negative, în spectroscopie, optica electronică etc. Plăcile fotografice se deosebesc după sensibilitatea cromatică (proprietatea stratului fotosensibil de a absorbi selectiv radiaţiile luminoase de diferite lungimi de undă), după gradul de contrast (dependent de granulaţia emulsiei — fină, medie, mare — pu-tînd fi moale, normal, contrast) şi după felul imaginii (alb-negru sau color). Halogenura de argint, componentă a emulsiei fotografice, este sensibilă la radiaţiile din domeniile albastru şi violet ale spectrului vizibil. Pentru lărgirea zonei de sensibilitate cromatică, la fabricarea emulsiei se mai adaugă, în afară de componenţii chimici obişnuiţi, o serie de coloranţi numiţi sensibi liza tor i. Moleculele a-cestora se depun pe cristalele de PLACA bromură de argint şi le cedează energia luminoasă absorbită din domeniile verde, galben, portocaliu, roşii. In funcţie de sensibilitatea cromatică obţinută cu ajutorul sensibilizatorilor, materialele fotografice sînt: — pancromatice, folosite în condiţii defavorabile de lumină artificială, sensibile la toate radiaţiile vizibile, însă mai pronunţat, pentru roşu şi aproape deloc, pentru verde; — ortopancromatice, cu sensibilitate universală la toate radiaţiile spectrului vizibil; — ortocromătice, sensibile, in mod egal, la radiaţiile corespunzătoare culorilor galben, verde, albastru şi violet şi practic insensibile, la cele cu lungimi de undă mari ale spectrului vizibil (începînd cu portocaliu), dîndposibilitatea controlului procesului de developare în lumină roşie. Acoperită cu emulsii speciale pentru înregistrarea parcursului particulelor elementare, placa fotografică (numită nucleară) este folosita pe larg în fizica nucleară, într-o astfel de emulsie, la trecerea particulelor încărcate rapide bromura de argint este descompusă local şi, după developare, traiectoriile lor pol fi observate cu ajutorul unui microscop. O metodă bazată pe utilizarea plăcilor nucleare este autorădiografia, folosită pentru studiul substanţelor radioactive, naturale sau artificiale, aflate în interiorul corpurilor. Metoda constă în aplicarea directa a corpului de studiat pe placa nucleară şi a fost folosită prima dată de H. Becquerel în 1896 pentru studiul rriinereului de uraniu, cînd a descoperit fenomenul de radioactivitate. O altă metodă este folosita la studiul particulelor rapide provenind de la o sursă exterioară. 3*6 După impresionare, prelucrarea unei plăci trebuie făcută simultan pe întreaga sa suprafaţă, evitîndu-se astfel micile deformări ale emulsiei. Pentru a se produce în mod uniform în întreg volumul emulsiei, developarea se face la o temperatură scăzută, care creşte treptat. în general, plăcile nucleare sînt folosite pentru înregistrarea evenimentelor rare, un dezavantaj al utilizării lor constînd în faptul că nu poate fi aflat momentul în care aceste evenimente au loc. plan de incidenţă, plan determinat de raza incidenţă £i normala în punctul de incidenţa la suprafaţa de separare a două medii. plan de polarizaţie, plan, normal pe planul de vibraţie, care conţine direcţia de propagare şi vectorul magnetic al unei raze de lumină polarizată. plan de reflexie, plan determinat de raza reflectată şi normala în punctul de incidenţă la suprafaţa reflectantă. plan de refracţie, plan determinat de raza refractată şi normala în punctul de incidenţă la suprafaţa de separare a două medii refrin-gente. plan dc vibraţie, plan ce conţine direcţia de propagare şi vectorul electric al unei raze de lumină polarizată. Este perpendicular pe planul de polarizaţie. plan focal v. sistem optic centrat. plan înclinat, diapozitiv din categoria maşinilor simple, avînd o suprafaţă plană şi rigidă, înclinată cu un unghi oarecare faţă de orizontală; este folosit în scopul m Fig. 271 deplasării pe verticală a unor corpuri grele, cu economie de forţă (fig. 277):. Dacă această deplasare se produce fără frecare, forţa activă F este egală cu componenta tangenţială fy a greutăţii G a corpului (G =5= Gt -f Gn), adică: F — Gt = Gsinot=R -y , economia de forţă fiind cu atît mai mare (forţa P mai mică) cu cît lungimea l a planului înclinat de unghi a şi înălţime h este mai mare. |n cazul mişcării cu frecare: F = it(sin ol ~i~ picos a), iar randamentul planului înclinat este: sin oc n = -----------------> sin a + (* cos a în care p este coeficientul de frecare. pla» nodal v. sistem optic centrat. plan, principal v. sistemi optic central. Planet, 3ia& (1858—1947), fizici* ari: german,, Membru al Academiei PLASMATRON de Ştiinţe din Berlin. A pus bazele teoriei cuantelor (1900), explicînd distribuţia energiei In spectrul radiaţiei corpului negru; a arătat că o cuantă anumită are energia /tv, unde h este constanta care-i poartă numele (constanta Pianck), iar v — frecvenţa luminii. Contribuţii în domeniile teoriei relativităţii, termodinamicii etc. Premiul Nobel (1918). plasmatroa, arc electric într-o atmosferă de gaz în regim d inamic, produs într-o incintă închisă, prevăzută cu un orificiu prin care iese un jet de plasmă, la o temperatură foarte ridicată. De obicei, catodul este constituit din wolfram (sau wolfram toriat), iar anodul, din cupru. Gazul (argon, heliu etc.), injectat tangenţial faţă de direcţia de ardere ca-tod-anod a arcului, are rolul de stabilizare a acestuia şi provoacă ejectarea plasmei fierbinţi prin canalul practicat în anod. Corpul p.liasmatronului are în jurul său o cămaşă de răcire (cu apă sau cu gaz). Alimentarea se poate face atît îi* curent continuu cît şl în curent alternativ, la intensităţi de ordinul 102—IO3 A şi tensiuni de ardere de ordinul zecilor de volţi. Plas-m a tronul funcţionează la presiuni de zeci de atmosfere, reali-zînd temperaturi de ordinul IO3— 101 K, viteza jetului fiind:, în aceste condiţii, de ordinul 10A m./s. Este utilizat la tăierea metalelor (cuţit cu plasmă), la topirea celor mai greu fuzibile materiale, la depunerea prin pulverizare a diverselor substanţe (aluminiu, cupru, argint, aur, platină, oxizi de aluminiu, berii iu,, zirconiu „ diferite carburi etc.) pe suprafeţele corpurilor, în generatoarele magneto-hidrodmamiee, precum: şi în cercetările ştiinţifice din laboratoare. PLASMA plasmă, substanţă aflată într-o stare de agregare asemănătoare stării gazoase, alcătuită din electroni, ioni, atomi neutri şi fotoni. Toate componentele plasmei se află într-o necontenită mişcare haotică, sarcina electrică spaţială caracter iz îndu-se printr-o serie de oscilaţii locale şi de ansamblu. Starea de plasmă este considerată ca a patra stare de agregare a materiei, în care atomii neutri, atomii excitaţi, ionii, electronii şi fotonii formează un „gaz“ compresibil, asemănător stării gazoase; se deosebeşte însă, fundamental, de aceasta din urmă prin compoziţie şi prin natura forţelor de interacţie dintre componenţii ei. De aceea, statistica gazului neutru clasic nu este suficientă pentru descrierea fenomenelor din plasmă, acestea fiind studiate de teoria cinetică a plasmei, care foloseşte ecuaţiile magnetohidrod inamic ii în diferite aproximaţii, aplicabile în anumite condiţii date. La temperaturi foarte ridicate (peste 10® K), orice substanţă se află sub formă de plasmă puternic (uneori complet) ionizată; în aceste condiţii, energia cinetică a agitaţiei termice devine echivalentă cu energia de legătură a electronilor în interiorul atomilor, plasma obţinută constînd, practic, din nuclee şi electroni liberi. Astfel de plasme, numite plasme fierbinţi sau izoterme, se găsesc în Soare şi în alte stele fierbinţi sau în dispozitivele termonucleare create în laborator (v. fuziune). Iniţial, termenul de plasmă (introdus de I. Langmuir în 1929) desemna numai plasmele izoterme; astăzi denumirea este extinsă asupra oricărui gaz ionizat, care satisface următoarele condiţii generale: 1) concentraţia sarcinilor pozitive să fie egală (sau aproximativ egală) cu concentraţia sarcinilor nega- 352 tive. Dacă ni2, nj3 etc. sînt concentraţiile ionilor de tip 1, 2, 3,..., avînd fiecare sarcinileZu Z%y Z^t •••» iar ti & este concentraţia electronilor (sau a sarcinilor negative), Yle ~ -f- H12Z2 “t~ ^13^3 sau Tie ^ n{rZr, r plasma apărînd neutra din punct de vedere macroscopic; 2) volumul plasmei să fie mai mare decît volumul unei sfere de rază (numită raza Debye) egală cu distanţa pînă la care sarcina electrică a unei particule este practic ecranată de către norul purtătorilor de sarcină, aflaţi în continuă mişcare, din jurul ei; 3) mediul gazos respectiv să fie izotrop şi omogen, gradienţii de presiune, concentraţie, densitate, potenţial sau temperatură fiind nuli (sau neglijabili). în cazul plasmelor fierbinţi, gazul electronic şi cel ionic au (teoretic) aceeaşi temperatură. în plasmele obţinute în laborator (ex. plasma coloanei pozitive din descărcările luminescente) gazul electronic are o temperatură mult mai mare decît gazul ionic sau atomic; de aceea, aceste gaze nu se află în echilibru termodinamic, plasmele numindu-se neizoterme sau reci. în cazul acestora, principalele procese elementare care intervin în emisia radiaţiilor electromagnetice sînt: — excitarea directă sau în trepte a atomilor prin ciocniri electronice; — recombinarea ionilor pozitivi cu electronii sau cu ionii negativi; — ciocniri de genul al doilea care anulează excitările (ex. ciocnirea unui atom excitat cu un electron); — interacţii la care iau parte nive- Inie metastabile ale atomilor; --difuzia atomilor excitaţi; - îraprăştierea radiaţiei electromagnetice de rezonanţă (care este absorbită cel mai mult în plasmă); - formarea ionilor moleculari, ca urmare a ciocnirilor dintre atomii excitaţi sau a altor interacjii. La presiuni nu prea mari (de ordinul torrului) şi la densităţi de curent relativ mici, numărul ciocnirilor de genul al doilea, care duc la extincţia radiaţiei, este atît de mare încît ele influenţează viaţa medie a atomului în stare excitată. Astfel, se realizează un microechilibru statistic între ciocnirile de genul întîi şi al doilea, iar intensitatea radiaţiei monocromatice emisă de o anumită specie de atomi este dată de relaţia: eVn /v = NAJiv & e hT* ’ Sa unde N este concentraţia atomilor, gn Şi go sînt ponderile statistice ale celor două nivele excitat şi, respectiv, fundamental, Te este temperatura electronilor din plasmă, eVn — energia acestora, Av — probabilitatea emisiei spontane a cuantei kv în lipsa proceselor de extincţie, iar h şi k sînt constantele Planck şi, respectiv, Boltzmann. In cazul plasmelor aflate la presiuni foarte mari şi de densităţi considerabile, temperatura gazului neutru poate deveni egala cu temperatura gazului electronic. O astfel de plasmă se numeşte izotermă sau fierbinte, iar în interiorul ei au loc procese de excitare termică ; cînd acestea predomină, radiaţia capătă caracterul radiaţiei de echilibru, plasma comportîndu-se ca un corp negru. Intensităţile radiaţiei pot fi determinate, în acest caz, cu ajutorul legilor radiaţiei corpului negru (Planck, Wien etc.). 23 — Dicţionar de Uzicft PLASMA Principalul proces care contribuie la emisia radiaţiei electromagnetice a plasmei fierbinţi este frîna-rea radiativă a electronilor în cîmpul coulombian al nucleelor atomice. La viteze foarte mari (relativiste) ale electronilor,o mare pondere au ciocnirile electron-electron, care produc o radiaţie de frînare intensă; datorită acestora, plasmele foarte fierbinţi (bogate în electroni extrem de rapizi) emit şi o intensă radiaţie Rontgen, uneori foarte dură, avînd o energie pînă la cîţiva megaelectronvolţi. în anumite condiţii, în plasmele închise în capcane magnetice (v.) poate deveni importantă radiat ia betatronică, emisă de electron în mişcarea sa accelerată, după o linie elicoidală, în cîmpul magnetic al capcanelor. Spectrul de radiaţie al unui astfel de electron este format din linia principală corespunzătoare frecvenţei Larmor şi din linii corespunzătoare armonicelor simple ale acestei frecvenţe. La plasmele dense, de mare putere, o bună parte din radiaţia magnetică ce revine frecvenţei principale şi primelor armonici este absorbită în plasmă, iar în exteriorul acesteia sînt radiate, practic, radiaţiile de frecvenţe superioare. în cazul plasmelor produse la descărcări în impulsuri, de mare putere, în gaze rarefiate de greutate atomică mică (ex. deuteriu), se pot obţine radiaţii alcătuite din neutroni rapizi. Plasma este folosită pe larg ca: sursă de radiaţii (în vizibil sau în alte domenii spectrale) în electronică şi electrotehnică (tuburi electronice cu plasmă, redresoare, stabilizatoare etc.), sursă de temperaturi foarte înalte necesare sudurii şi topirii unor materiale greu fuzibile (v. plas-matron), mediu activ pentru dispozitivele laser, agent termic în P&A9MON generatoarele termoion ice, magnet o-hidro dinamice etc. piasmon, particulă fictivă cu ajutorul căreia este: descrisă mişcarea de ansamblu a purtătorilor de sarcină (electroni sau ioni) din interiorul unei plasme. plasticitate, propr ietate a unor corpuri solide de a păstra parţial sau total defofittaţiiie căpătate sub acţiunea unor agenţi externi (forţe, căldură etc/), după ce cauzele care le-au produs încetează. pl«ocr&i8my proprietate optică a unor substanţe de a absorbi selectiv lumina. Se man ifestă la cristalele birefririgente, ducînd la modificarea culorii acestor cristale atunci cînd sînt luminate cu lumină albă polarizată, ca efect al fenomenului de interferenţă. Culoarea cristalului se modifică odată CU' variaţia unghiului de incidenţă a luminii şi a unghiului dintre; planul de polarizaţie şi ast'a* optică. In cazul cristalelor uniaxe, fenomenul se numeşte di-croism. Sin. policroism. poise (P)T unitate de măsură a viscozităţii dinamice în sistemul GGrS, ce reprezintă viscozitatea unui fluid în care, pentru a deplasa tangenţial cu viteza de lcm/s o suprafaţă plană de 1 cm2, este necesară; o forţă de o dină-. Valoarea poise-ului în SI este: ÎP = 0,lN-s/m2. pol" eleetWc, regiune a unui corp electrizat sau a unui circuit electric* de la- care diverg (polul po-2itit>^ sauvcătre care converg (polul nţgţHiv) liniile de cîmp electric principal. pol mttgnetîc, regiune a unui corp aflat îh stare de magnetizare sau & unui circuit magne tic, de la care m diverg (polul nord) sau către care converg (polul sud) liniile de cîmp magnetic principal. potorknetru v. polarizare a luminii. polarlscop v. fotoelasticitate. polarizare, transformare a unei radiaţii electromagnetice, din stare naturală (nepolarizată) în stiare polarizată fn care vectorul cîmp electric şi vectorul cîmp magnetic prezintă direcţii preferenţiale de oscilaţie; planele de vibraţie şi de polar izaţ ie, perpendiculare între ele, au o orientare spaţială definită. Se poate produce, prin reflexie pe o suprafaţă, prin transmisie prirl-tr-un mediu transparent, prin dublă refracţie, prin împrâştiere etc. polarizare a luminii, polarizare a radiaţiilor electromagnetice din domeniul vizibil. în scopul polarizării luminii prin reflexie, se utilizează un dispozitiv (fig. 278) alcătuit din două suprafeţe plan-paralele de sticlă înnegrită sau dintr-un alt dielectric, avînd funcţiile de polarizor (Oi) şi analizor (Ga). 9*5 Raza de lumină naturală SI± incidenţă pe prima devine, după reflex ie, polarizata. Pentru un unghi de incidenţă egal cu unghiul Brewster (v. legea Brewster), care depinde de proprietăţile dielectri-cului folosit, raza reflectată I1IZ este total (sau liniar) polarizată. Pentru alte valori ale unghiului de incidenţă, raz$Ixh este parţial polarizată. Descompunînd vectorul electric (numit şi „vector luminos") al unei raze de lumină după două direcţii, una paralelă cu planul de incidenţă iar cealaltă perpendiculară pe acesta, şi no-tînd cu /|| şi Ix intensităţile de radiaţie corespunzătoare celor două componente, expresia: p = Ai ~ *m. U + h poartă numele de grad de polari-zare şi ia valori între 0 şi 1. Lumina naturală are gradul de polarizare nul (/jl = /||), iar lumina total polarizată are gradul de polarizare maxim (P = 1), ea conţinînd numai vibraţii perpendiculare pe planul de inci4enţă, cele paralele cu acest plan fiind absente (/n = — 0); în cazul O < P < 1, lumina este parţial polarizată. Gradul de polarizare prin reflexie al razei I\I2 poate fi determinat prin rotirea oglinzii analizoare 02 în jurul direcţiei IJ2. După cum planele de incidenţă (sau normalele I1NX şi I2N2) ale celor două oglinzi sînt paralele sau perpendiculare, intensitatea razei I2R are valoarea maximă sau minimă; în cursul unei rotaţii de 360°, intensitatea trece prin două maxime şi două minime, iar dacă incidenţa este brewstepiană (pentru sticlă, unghiul Brewster este aprox. 57°), minimele sînt nule (lumina este total polarizată). Analizorul poale fi nu numai o oglindă, ci orice 23* POLARIZARE dispozitiv polarizor (ex. un nicol). în acest caz, intensităţile maxime ale razei emergente vor fi obţinute pentru cazul în care planul secţiunii principale a nicolului este perpendicular pe planul de reflexie al oglinzii polarizoare 0lf iar cele minime — pentru poziţia Saralelă a acestor două plane. >acă mediul dielectric folosit este transparent, o parte din lumina naturală incidenţă în/j care străbate placa, conform legilor refracţiei, este polarizată prin refracţie (sau prin transmisie); la incidenţă brew-steriană ea are cel mai mare grad de polarizare dar subunitar, lumina fiind parţial polarizată. Dacă placa dielectrică este din sticlă (n = 1,5) atunci, după o primă refracţie, gradul de polarizare al lu m in ii este de aprox .0,08, iar după o a doua refracţie, valoarea acestuia creşte cu încă*0,08. Deci, o lama de sticlă cu feţe plan-paralele polarizează lumina prin transmisie în proporţie de 15 — 16%. Alcătuind un pachet de mai multe lame, gradul de polarizare poate fi mărit, în urms* refracţiilor succesive; un astfel de dispozitiv, cu 8 — 10 lame, poate furniza lumină aproape total polarizată. Trimiţînd un fascicul îngust de lumină naturală de la sursa S printr-un cristal birefringent de spat de Islanda (v. anizotropie optică), tăiat cu feţe plan-paralele (fig. 279), se poate obţine lumină polarizată prin dublă rafracţie. Lumina incidenţă se va despica în două fascicule (pe ecranul E apă-rînd două pete luminoase alcătuite din lumină total polarizată), care vor avea în interiorul cristalului direcţii diferite, iar în afara cristalului vor fi paralele cu direcţia fasciculului incident. Vectorul electric al unuia din fascicule oscilează după o singură direcţie, perpendiculară pe direcţia POLARIZARE de vibraţie corespunzătoare celuilalt fascicul. Unele cristale birefringente pot produce lumină polarizată prin dicroism (v.); astfel, într-o lamă de turmalină suficient de groasă (aprox. 1 mm), raza ordinară de lumină este practic complet absorbită (cea extraordinară fiind total polarizată). Polarizarea eliptică a luminii se obţine cu ajutorul unei lame 2 plan-paralele, tăiată dintr-un cristal uniax (ex. spat de Islanda), astfel ca cele două fe{e ale ei să fie paralele cu axa optică (fig. 280). Dacă, perpendicular pe suprafaţa lamei cade o rază de lumină total polarizată de către nicolul 1, aceasta va fi descompusă în doua raze — ordinară şi extraordinară — care se vor propaga în aceeaşi direcţie, dar cu viteze diferite. Planul de vibraţie al razei extraordinare conţine axa optică, iar cel al razei ordinare este perpendicular pe această axă. Avînd viteze diferite în lamă, ele ajung la ieşire cu o diferenţă de drum optic 8 l(ne — /io)» în care l este grosimea lamei, iar ne şi n0 sînt indicii ei de refracţie pentru raza extraordinară şi, respectiv, ordinară. Vîrful vectorului luminos rezultat din compunerea celor două oscilaţii m perpendiculare descrie, în general, o elipsă, iar lumina conţinînd astfel de vibraţii poartă numele de lumină polarizată eliptic. Cele două direcţii de vibraţie Ox şi Oy ale vectorilor electrici ai razei ordinare şi extraordinare ce se propagă în interiorul lamei se numesc axele neutre ale lamei (fig. 281). Notînd cu x şi y coordonatele vîrfului vectorului luminos de-a lungul axelor neutre, ecuaţia traiectoriei eliptice descrisă de acesta este: 6 4 X2 w ^ elipsa are ecuaţia: “2 + ^=1- dg CLq Lama se numeşte, în acest caz, lamă-sfert de undă şi produce lumină eliptic polarizată; elipsa descrisă cfe vîrful vectorului electric are semiaxele sale de-a lungul axelor neutre ale lamei. Dacă planul de vibraţie al razei incidente face un unghi de 45°cu axele neutre, raza emergentă este circular polarizată. Fenomenul optic de rotire a planului de polarizaţie a luminii liniar polarizate, întîlnit în cazul anumitor substanţe (ex. cuarţ, cristale de zahăr, zahăr în soluţie, ci-nabru, clorat de sodiu, terebentină, sulfat de chinină etc.), este numit polarizare rotatorie. Această proprietate a lor poartă numele de activitate optică. Unele substanţe POLARIZARE optic-active sînt dextrogire adică rotesc planul de polarizare „spre dreapta44 (în sensul de rotire a acelor de ceasornic) pentru observatorul spre care vine lumina, iar altele sînt levogire, adică dau o rotire „spre stînga“ (în sens invers acelor de ceasornic) a acesttii plan. Unghiul 9 de rotire a planului de polarizaţie este proporţional cu grosimea l a stratului străbătut de lumină: 9 = al; coeficientul a se numeşte putere rotatorie şi este o constantă caracteristică substanţei. Valoarea acesteia depinde de lungimea de undă a radiaţiei incidente, ceea ce duce la producerea fenomenului de dispersie rotatorie. Fenomenul de rotire a planului de polarizaţie se datoreşte structurii asimetrice a cristalelor (optic-acti-ve — în cazul solidelor), sau a moleculelor (în cazul lichidelor). Fiind o proprietate moleculară, rotirea creşte proporţional cu numărul moleculelor din calea fasciculului de lumină polarizată, deci cu gro* simea stratului străbătut, şi cu concentraţia. Pe această bază sînt construite polarimetrele şi zahari-metrele, aparate folosite la deter-minarea concentraţiei unei substanţe opt ic-active dizolvate într-un solvent. Polarizarea rotatorie care se produce într-un mediu izotrop introdus într-un cîmp magnetic intens, datorită interacţiei dintre acesta şi electronii optici ai atomilor şi moleculelor mediului, se numeşte polarizare rotatorie magnetică (sau efect Faraday). Unghiul de rotire a planului de polarizaţie este direct proporţional cu lungimea l a drumului străbătut de lumină în substanţă şi cu intensitatea H a cîmpului magnetic: ? = plff, POLAJUZAKE unde p este o constantă caracteristică substanţei şi se numeşte con-stantaVerdet. Pentru un anumit corp, sensul rotirii magnetice nu depinde de sensul de propagare a luminii, ci de sensul cîmpului magnetic exterior; majoritatea substanţelor introduse în cîmp magnetic devin dextrogire şi numai un mic număr — levogire. în general, polarizarea rotatorie magnetică depinde de lungimea de undă a luminii folosite (fenomen denumit dispersie rotatorie magnetică) prin intermediul constantei Verdet: unde A şi B sînt constante ce depind de natura substanţei. polarizare electrică, obţinerea unei asimetrii in distribuţia sarcinilor electrice pozitive şi negative ale unui mediu, corp sau sistem fizic (atom, moleculă etc.). polarizare electrochimică (sau electrolitică), acumulare la electrozi a ionilor care realizează conducţia într-o baie electrolitică, într-un element galvanic etc., micşorînd astfel intensitatea curentului electric prin soluţie. polarizare magnetică, magnetizare. polarizaţie a luminii, ansamblul fenomenelor legate de polarizarea luminii şi de efectele luminii polarizate. pol&riz&ţie electrică (P), mărime vectorială exprimată prin limita raportului dintre momentul electric elementar Ap al unui volum m elementar AV şi acesta din urmă cînd valoarea sa tinde către zero: P = iim^p=^. AV-fO AV dV în SI se măsoară în coulombi pe metru. polarizor, dispozitiv cu ajutorul căruia se poate obţine lumină polarizată, dintr-un fascicul de lumină naturală. Poate furniza lumină polarizată prin reflexie, prin refracţie, prin dublă refracţie sau prin dicroism. Pentru polarizarea luminii prin reflexie se utilizează oglinzi plane dielectrice (sticlă, marmură etc.) neacoperite cu vreun strat metalic. Un polari-zor prin transmisie este alcătuit din mai multe plăci dielectrice transparente alipite, montate într-un tub suport, asj,fel ca lumina să cadă pe suprafaţa sistemului sub un unghi de incidenţă egal cu unghiul Brewster. Pe baza fenomenului de dublă refracţie, se construiesc polarizori dc forma unor prisme speciale, numite nicoli. Q altă categorie de polar izori o constituie lamele dicroice (v. di-» eroism). polaron, particulă fictivă cu aju* torul căreia este descrisă deplaî sarea unui electron printr-un cr& tal în care acesta creează o pol&i rizare locală. j policroism, pleocroism. j poligon al forţelor v. forţă. ' \ polimorfism, proprietatea unofi substanţe de a cristaliza în ma| multe tipuri de cristalizare (eţi carbonatul de calciu poate apare sub formă de aragonit sau de caii cit). 1 m POMPA pompaj optic, procedeu de excitare a atomilor, moleculelor sau ionilor unui mediu prin iradiere cu radiaţii electromagnetice de o anumită lungime de undă. Dacă Em şi En sîht două nivele de energie, inferior şi, respectiv, superior, ale unei specii de atomi ain mediul dat, interacţia rezonantă a fotonilor de energie Avft= En — Em diri radiaţia incidenţă cu atomii respectivi duce la absorbţia fotonilor de către atomi şi excitarea acestora pe nivelul n în urma tranziţiei Pompajul optic constituie unul din mijloacele folosite pentru realizarea invers iei de populaţie (v.) în dispozitivele de tip laser, maser şi irâser. pompă de vid, dispozitiv cu ajutorul căruia este evacuat aerul sau un alt gaz dintr-un spaţiu închis, în care se obţine astfel o presiune inferioară celei atmosferice. O pompă de vid preliminar funcţio-nînd pe baza proprietăţii de expansiune a gazelor este pompa mecanică (cu palete) rotativă (fig. 282). Printr-un orificiu 1 al unei astfel de pompe gazul este aspirat din incinta de vida;t, iar prin E este evacuat în exterior. Rotorul R al pompei este situat în centrul camerei pompei C, fiind prevăzut cu două palete A şi B care sînt acţionate de un arc pentru a se asigura o etanşeitate cît mai perfectă cu pereţii camerei. La rotirea paletelor (care trec succesiv prin poziţiile a, b şi c), gazul din incintă este supus în mod periodic unei detente, trecînd în spaţiul din camera pompei limitat de cele două palete, pentru ca apoi să fie evacuat. Presiunea realizată în incultă poâte ajunge în acest caz pînă la valoarea de 10~3 Torr. Pentru obţinerea vidului înaintat se folosesc pompele de difuzie (cu vapori de ulei sau de mercur); utilizarea lor începe numai după ce în incinta de vidat s-a realizat (cu pompa mecanică — de vid preliminar) presiunea de 10-2 Torr. în interiorul unei pompe de difuzie (fig. 283), o cantitate de ulei (sau de mercur) tJ este încălzită pînă în punctul de fierbere. Vaporii acesteia se ridică prin coloana cilindrică G şi sînt dirijaţi prin c spre peretele A al pompei răcit cu apă, pe care condensează. Printre moleculele de ulei difuzează moleculele gazului, care vin prin I din incinta de vidat şi sînt antrenate prin tubul E spre pompa de vid preliminar. în funcţie de calităţile lichidului (mercur sau ulei)/de caracteristicile constructive ale instalaţiei de vid şi de capca- Ftff. 282 PONDERE nele cu vid folosite, presiunea gazului poate coborî pînă la valori de ordinul 10~6 Torr. Vidul cel mai înaintat (de pînă la lO-i2 Torr) este obţinut cu ajutorul pompelor de ionizare al căror principiu de funcţionare este acelaşi cu cel al mano metrului de ionizare. V. vid. pondere statistică v. nivel energetic. Popovicl, Andrei (1914—1963), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. Studii în fizica teoretică, fizica statistică, mecanica cuantică. portanţa, forţă perpendiculară pe liniile de curent ale unui fluid m vîscos ce curge în jurul unui corp asimetric, componentă a forţei de rezistenţă opufifi de corp înaintării fluidului (fig. 284). Apare ca urmare a diferenţei de presiune statică ce apare între feţele opuse ale corpului, datorită presiunii dinamice superioare pe suprafaţa de arie mai mare (viteza fluidului fiind mai mare). în cazul deplasării în aer a corpurilor de profil aerodinamic, portanţa este o componentă a rezistenţei aerodinamice care asigură sustentaţia lor. V. legea Bernoulli. postulatele Bohr v. model atomic. postulatul Clausius v. termodinamică. potenţial 1. Funcţie scalară sau vectorială de coordonate spaţiale asociată unui cîmp vectorial care, prin derivare în raport cu coordonatele, serveşte la obţinerea componentelor intensităţii cîmpului respectiv în direcţia acestor coordonate. în cazul potenţialului scalar intensitatea cîmpului într-un anumit punct este dată de gradientul cu semn schimbat al funcţiei scalare, iar în cazul potenţialului vectorial — de rotorul funcţiei vectoriale. Suprafaţa în ale cărei puncte valoarea potenţialului este aceeaşi se numeşte suprafaţă echi-potenţială. 2. Diferenţa dintre valorile potenţialului (1) în două puncte ale spaţiului; se numeşte, de obicei, tensiune. 8. Denumire dată uneori energiei potenţiale; v. barieră de potenţial, groapă de potenţial. potenţial cinetic, funcţie Lagrange. potenţial critic, potenţial (2) electric necesar accelerării electronilor care, prin ciocniri neelastice, aduc o anumită specie de atomi într-o 861 POTENŢIAL 8 12 16 2021282236 WWW 5256 606168 7276â08ţ 8832 Fig. 285 stare energetică superioară. Dacă atomii se afla în starea fundamentală, iar în urma ciocnirilor trec în prima stare energetică excitată, potenţialul de accelerare respectiv este primul potenţial critic sau potenţialul de rezonanţă. potenţial de aprindere v. descărcare electrică. potenţial de ionizare, potenţial (2) electric, necesar accelerării electronilor pentru a ioniza o anumită specie de atomiprin ciocniri neelastice. Este caracteristic fiecărei specii de atomi şi variază periodic cu numărul de ordine al elementului (fig. 285), în mod analog cu prima energie de ionizare. potenţial do rezonanţă v. potenţial critic. potenţial de străpungere v. descărcare electrică. potenţial electric {V)y potenţial (1) scalar, numeric egal cu lucrul mecanic executat de forţele electrice care deplasează o sarcină q> egală cu o unitate, dintr-un punct al cîmpului electric creat de sarcina electrică Q la infinit. în SI se măsoară în volţi. Expresia sa se poate calcula prin integrarea lucrului mecanic elementar dL = =*- flEds (E fiind intensitatea cîmpului electric, iar ds *— spaţiul elementar străbătut); cunoscînd 1 O E =--------- r şi rds rdr, rezultă: 47ue r* L== S2. C”dr _ iQ 4rte Jr r2 4tter în care e este permitivitatea mediu-lui, iar r — vectorul de poziţie al punctului considerat. Pentru 7—1, rezultă: potenţial disruptiv vt electrică, descărcare F(r) = 4tver POTENŢIAL în .cazul la care cîmpuJ este creat de jun sistem de sarcini electrice (pozitive şi negative), potenţialul rezultat într-un anumit punct va îi egal cu suma algebrică a potenţialelor produse de fiecare sarcină a sistemului in parte. potenţial gravitaţional v. cîmp gravitaţional. potenţial izobar v. potenţial ter- mOfdinamic. potepţial (sau funcţie) termodinamic^), funcţie de stare a cărei variaţie, îţi condiţii determinate, este ega}ă cu lucrul mecanic efectuat de sistemul termodinamic considerat. Se cunosc patru potenţiale termodinamice: energia internă, entalpia, energia liberă şi entalpia liberă. Energia internă (U) este o funcţie a cărei variaţie nu depinde de transformarea pe care o Suferă sistemul. Dacă se aleg ca variabile variaţia elementară a energiei interne se exprimă prin: dU = TdS - dl,, unde Ţ este temperatura sistemului, TdS — cantitatea de «căldură, iar di — lucrul mecanic scliimbat de sistem cu exteriorul. Cînd transformarea este izentropică, sistemul schimbă doar lucru mecanic cu exteriorul, iar relaţia devine: dU = — d L. De unde, prin integrare, se obţine: U1 Uo = L1Zt adică, într-o transformare izentropică şi reversibilă variaţia energiei interne este egală cu lucrul mecanic schimbat de sistem cu exteriorul. Ofta în cazul entalpiei (H); sînt alese ca variabile de stare entropia S şi presiunea p; expresia finită a sa este : H=U + PV9 iar cea diferenţială: d (U + PV) = TdS + pdV + Vd p- — dL. Cînd sistemul interacţionează mecanic, electric, magnetic etc. cu exteriorul, lucrul mecanic total schimbat într-o transformare elementară este dL. Lucrul mecanic efectuat în sens opus presiunii exterioare p fiind pdV, lucrul mecanic util este: dLutn = dL — pdV. Din ultimele două relaţii se obţine : dff = TdS + Vdp - dLutUi iar în cazul transformărilor reversibile izentropice şi izobare: dtf = — djLutu > de unde, prin integrare, rezultă: H2 ^ Lizutil* adică variaţia entalpiei unui sistem este egală cu lucrul mecanic util schimbat de sistem cu exteriorul. Energia liberă (F) este exprimată în funcţie de variabilele de stare volum V şi temperatură T. Pentru a obţine expresia acestei funcţii, se porneşte de la relaţia: dU - d(TS) = dU - SdT-TdS, unde, substituind variaţia elementară a energiei interne din care, prin integrare, se obţine: G j Gj = LX2m til i adică variaţia entalpiei libere este egală cu lucrul mecanic util schimbat de sistem cu exteriorul. Cunoaşterea potenţialelor termodinamice este necesară pentru calcularea mărimilor caracteristice unui sistem termodinamic. în cazul interacţiilor mecanice şi termice, modul de calcul al acestora este ilustrat în tabelul 22. potenţiometre, montaj folosit pentru divizarea tensiunii electrice, format dinlr-un reostat cu unul şau mai multe cursoare, prevăzut 364 cu borne de acces. Tensiunea de divizat se aplică la bornele aflate la capetele reostatului, iar fracţiunea de tensiune necesară se obţine între două puncte de pe reostat şi este egală cu căderea de tensiune între aceste două puncte. pozitron(e+), particulă elementară a cărei masă este egală cu cea a electronului, avînd sarcina electrică egală în valoare absolută cu a acestuia, dar de semn pozitiv. Este antiparticula electronului. A fost descoperit (1932) în radiaţia cosmică de C.D. Anderson; pe cale artificială, a fost pus în evidenţă la crearea de perechi electron-pozitron, în procesul de interacţie al radiaţiei gama cu substanţa, de P.M. Blackett, G. Occhialini şi F. Joliot-Curie. Sin. antielectron. pozitroniu, ansamblu instabil, compus dintr-un electron şi un pozi-tron care gravitează în jurul centrului lor de masă. A fost descoperit în 1951. prag fotoelectric v. efect foto-electric. praguri auditive, limite de frecvenţe, intensităţi şi durată, între care urechea umană poate percepe sunetele. Pentru o sensibilitate auditivă normală, limita minimă de intensitate sonoră la o frecvenţă de 1 000 Hz este I0 = 10“*12W/m2 şi se numeşte prag auditiv inferior. El corespunde unei presiuni sonore eficace de p0 = 2 • 10~6N/m2. I0 şi p0 se mai numesc imenşi ta te şi, respectiv, presiune de referinţă. Pentru alte frecvenţe, valoarea pragului auditiv inferior este diferită (fig. 286). Limita maximă de intensitate sonoră perceptibilă pentru un sunet normal, fără ca senzaţia să fi^ dureroasă, este I\f « 108W/m2 şi so numeşte prag auditiv superior; praguri 10 20 50 m 200 500 100020005000 frecvenţa (Hz) Fig. 286 presiunea acustică corespunzătoare este de 20 N/m2. Se observă că — = io14, adică domeniul de ^0 sensibilitate al urechii este foarte larg. Durata minimă a unei excitaţii sonore pentru ca ea să fie percepută este de 60 ms; cînd durata este mai mică, sunetul este perceput sub formă de pocnet. Urechea umană posedă şi o anumită inerţie, o senzaţie auditivă persistînd un timp de 50—60 ms. Organul auditiv al omului, urechea, este alcătuită din trei părţi: urechea externă, urechea medie (sau mijlocie) şi urechea internă. Urechea externă este constituită din pavilionul urechii, care colectează şi dirijează undele sonore spre canalul auditiv şi, de aici, spre urechea mijlocie, de care este separat printr-o membrană, numită timpan. Canalul auditiv, de formă aproximativ cilindrică, cu un diametru de 0,7 mm şi o lungime de 2,5 cm, este o cavitate rezonantă cu frecvenţa proprie de aprox. 3 000 Hz, ce realizează la nivelul timpanului o amplificare a presiunii sonore de aproximativ 10 dB, pentru sunetele cu frecvenţa între 2 000 şi 6 000 Hz, motiv pentru care sensibilitatea urechii este maximă în acest domeniu de frecventă. Timpanul are 0 formă conică şi este caracterizat de o frecvenţa proprie de 1200 — 1 400 Hz. Urechea mijlocie este o cavitate cu volumul de 1—2 cm3, în care se găsesc trei oscioare: ciocănelul, nicovala şi scăriţa, ce realizează o amplificare în raportul 30 : 1 a presiunii preluate de la timpan. Prin intermediul unui canal, numit trompa lui Eustache, care comunică cu cavitatea bucală, urechea mijlocie se află în legătură cu mediul exterior. Aceasta permite realizarea unui echilibru între presiunea aerului de o parte şi de cealaltă a timpanului, evitîndu-se distrugerea acestuia de către sunetele prea puternice. Urechea internă este alcătuită din trei părţi: vestibulul, canalele semicirculare şi melcul. Acesta din urmă este un tub răsucit de 2,75 ori, cu lungimea de 3,1 cm şi volumul de 0,2 cm3, fiind împărţit în două de membrana bazilară pe care se găsesc terminaţiile a aprox. 24 000 de fibre nervoase de diferite lungimi (0,04 — 0,5 mm); ele se comportă ca nişte coarde vibrante, care, avînd lungimi diferite, reac- FKECE8IE tionează la frecvenţe diferite, rea-lizînd astfel o descompunere a sunetului. precesie, mişcare relativ lentă a axei de rotaţie ce trece printr-un punct fix, a unui corp (Sau a unei particule) care se roteşte rapid ; în timpul mişcării, axa descrie un con cu vîrful în punctul fix. presă hidraulică* dispozitiv cu ajutorul căruia se exercită o forţă de apăsare statică. Este alcătuită din două vase cilindrice comunicante, de diametre diferite, limitate în partea superioară de două pistoane aflate în legătură cu un rezervor cu lichid R (fig. 287). Prin apă- sarea pe pistonul mic Pf supapa s± este închisă şi lichidul este obligat să intre în cilindrul mare, împingînd cu o forţă = pS2 pistonul mare O, de suprafaţă S2. Presiunea p este aceeaşi pe pistonul mic p = —i , dar forţa de apă- sare corespunzătoare este mai mică, obţinîndu-se astfel o economie de forţă. în caz ideal, lucrul mecanic efectuat de forţa activă Fx este egal cu lucrul efectuat de forţa rezistentă F2. In m prezenţa frecărilor, randamentul este hx şi h2 fiind dep las ăr ile p is toane lor. presiune (p)f mărime fizică egală cu raportul dintre mărimea forţei care apasă normal şi uniform pe o suprafaţă, şi aria 4a acestei suprafeţe: Este numeric egală cu forţa uniform repartizată pe unitatea de suprafaţă. Se măspară în newtoni pe metru pătrat (in Sî) şi în unităţile tolerate: bar, bar ie, torr, atmosferă tehnică şi atmosferă fizică. presiune acustică (pa), diferenţa dintre presiunea totală dintr-un punct al unui cîmp acustic şi presiunea statică (presiunea care ar exista în absenţa undelor acustice, egală de obicei cu presiunea atmosferică în acel punct), la un moment dat. Apare datorită transportului de impuls de către particulele mediului, atinse de undă. în cazul undelor plane, expresia sa este: pa ao>i?asin(co£ — &*), unde a este amplitudinea de oscilaţie a particulelor mediului, co — pulsaţia undei, Ra — rezistenţa acustică specifică a mediului, k — numărul de undă şi x — distanţa la sursă. Presiunea acustică maximă este egală cu acoi?a> iar cea eficace: H fT_2^1ly2 Pe! ~ L y jo J =TT’ unde T este perioada undei. în cazul undelor sonore presiunea se numeşte sonoră. 367 presiune aerodiinamică v. presiune dinamică. presiune aerostatică v. presiune statică, presiune atmosferică (p0, H), presiune Matkfc exercitată a&upra coiv puriipr 4c către aţmosfşrâ. Presiu* nea atmpşferieă normală este egala cu f> ^-toosferă fizic&. Şe măsoară cu «ju.tarul barometrelor (v.), iar variaţia sa eu altitudinea este dată de formula barometrică (v.). presiune critică v, punct critic, gaz real. presiune de radiaţie (/>), presiune exercitată asupra unui corp iradia:! tu direcţia şi sensul propagării radiaţiilor prin reflexie sau absorbţie. Expresia sa este: p = (1 + 9)wit în care W{ este densitatea de energie radiantă a unei unde incidente pi$ne, iar p — factorul de reflexie al suprafeţei corpului iradiat. In căzui absorbţiei complete (p 0) $ unei unde incidenţe plane, p == Wi> iar în eazyi ţBt flex iei perfecte (p = 1), p — 2Wi == = Wt, Wt reprezentîpd suma densităţilor de energie din ynda incidenţă şi cea reflectată. Dacă ra-dişiţjiile cad din toate direcţiile pe o suprafaţă complet absorbantă, -. 1 presiunea va fi: p = — wu iar 3 pe o suprafaţă perfect reflectătoare: 2 1 p = HWi~T W'1' presiune de radiaţie acustică (pr), presiune ce se exercită pe o su-prsffam îfcfcvna a^stic, atunci gjrid de o parte şi de cealaltă a PSE81W suprafeţei densitatea de energie diferă. Este egală cu diferenţa densităţilor de energie w* şi wz ale celor două domenii din imediata apropiere a suprafeţei: Pr = wxw2. presiune (sau tensiune) de vapori, presiune a vaporilor aflaţi în echilibru termodinamic cu lichidul din care provin. Valoarea sa maximă corespunde vaporilor satu-ranţi. V, higrometrie. presiune dinamică {pd)> presiune exercitată asupra corpurilor aflate într-un fluid, în mişcare relativă faţă de acesta. Este normală pe direcţia de mişcare şi are expresia: în care p este densitatea fluidului şi v — viteza sa. Pupă cum mişcarea are loc în aer sau într-un lichid, presiunea se numeşte aerodinamică sau hid rod inamică. preşluoe hidrodinamică v. presiune dinamică. presiune hidrostatică v. presiune static^. presiune internă (p*), presiune statică, pe care stratul superficial de molecule o exercită asupra fluidului din care face parte. Grosimea acestui strat este egală cu raza de acţiune a moleculelor fluidului. Presiunea se datoreşte faptului că fiecare din moleculele sale interacţionează cu moleculele vecine, încălcînd simetria sferică pe care o au forţele ce acţionează asupra unei molecule din interiorul fluidului. în fig. 288 sînt reprezentate forţele ce aoţionează asupra unei «idlecule M, cfc octrpii diferite poziţii Ifttjvyn licftid. A$u- PRESIUNE pra moleculelor aflate în interiorul lichidului, la o adîncime mai mare decît raza lor de acţiune, acţionează forţe de atracţie Tlt F2, F3, F4 (din partea celorlalte molecule) care îşi fac echilibru; forţele ce acţionează asupra unei molecule apartinînd stratului superficial au rezultanta F*, a forţelor orientate către exterior, mai mică decît rezultanta F,, a celor orientate spre interiorul fluidului, prin compunerea lor obţinîndu-se o forţă orientată către interior. Însumînd mulţimea acestor forţe ce acţionează asupra unui strat superficial de suprafaţă egală cu unitatea, se obţine expresia presiunii interne. Dacă se consideră o porţiune de suprafaţă curbă din pătura superficială a unui lichid (fig. 289) caracterizată de două secţiuni normale cu raze de curbură B1 şi 868 Rz (Cx şi Ca fiind centrele cercurilor respective), presiunea internă produsă de stratul superficial este dată de formula Laplace: unde pi0 este presiunea internă în cazul unei suprafeţe plane, iar a — tensiunea superficială a lichidului; după cum meniscul considerat este convex (ca în figură) sau concav, se consideră semnul plus sau minus. în cazul unui menise sferic de rază R, formula Laplace devine: , 2a în cazul unui gaz real, presiunea internă are (după Van der Waals) expresia: va în care V este volumul, v — numărul de moli, iar a — o constantă ce depinde de natura gazului. presiune osmotică, presiune statică suplimentară care apare în soluţii, producînd fenomenul de osmoză. Se poate pune în evidenţă separînd printr-o membrană semi-permeabilă solventul de soluţia respectivă. în cazul soluţiilor diluate, presiunea osmotică este egală cu presiunea gazului ideal care, la temperatura soluţiei, ocupă un volum egal cu al acesteia şi are un număr de moli egal cu cel al substanţelor dizolvate. Astfel, cînd soluţia este diluată, presiunea osmotică este data de ecuaţia van't Hoff: p = ~RT, V- 869 Fig. 290 unde C este concentraţia (masică a) substanţei dizolvate, (i — masa molară a acesteia, R — constanta universală a gazelor, iar T — temperatura absolută a soluţiei. Presiunea osmotică a unei soluţii poate fi măsurată cu un dispozitiv numit osmoinetru, a cărui schemă de principiu este redată în fig. 290; prin membrana semipermea-bilă3 pot trece moleculele solventului 2, dar nu şi cele ale dizolvantului din soluţia 2. Astfel, solventul pătrunde în soluţie ridicînd nivelul acesteia în tubul D pînă la egalarea presiunii hidrostatice cu cea osmotică. presiune statică (p0), presiune exercitată în toate direcţiile asupra corpurilor situate în interiorul unui fluid, aflate în mişcare sau în repaus. Se datoreşte greutăţii coloanei de fluid de deasupra nivelului considerat. Este denumită aerostatică — în cazul aerului, şi hidrostatică —- în cazul lichidelor, în ultimul caz, este numeric egală cu greutatea coloanei de lichid cu secţiunea de o unitate, considerată de la nivelul corpului respectiv: G , Po = — = Pghf o p fiind densitatea lichidului, k — înălţimea coloanei de lichid şi g — acceleraţia gravitaţională. 24 PRINCIPIU primar v. transformator. principiul acţiunii şi reacţiunii v. dinamică. principiul Arhimede, legea Arhi-mede» principiul aatofaz&rii v. accelerator. principiul conserv&rii energiei v. termodinamică, energie. principiul corespondenţei: legile unui fenomen exprimate într-o anumită teorie trebuie să coincidă, în urma particularizării, cu legile aceluiaşi fenomen exprimate în cadrul unei teorii mai generale (ex. legile mecanic ii cuantice tind la limită, în cazul numerelor cuantice mari, către legile mecanicii clasice). principiul d’Alembert: în fiecare moment, forţele de inerţie ale unui sistem de puncte materiale şi cele aplicate asupra lui îşi fac echilibru. într-o formulare mai riguroasă, acest principiu analitic al dinamicii precizează că lucrul mecanic al forţelor efective, ce acţionează asupra unui punct material aflat într-o deplasare reversibilă, compatibilă cu legăturile la care este supus corpul, este nul. Serveşte ca metodă de calcul în studiul dinamicii sistemelor fizice. principiul de combinare Rydberg-Ritz v. termen spectral. principiul deplasării echilibrului* cînd un sistem se transformă sub acţiunea unei cauze externe sau interne, în el apare o transformare suplimentară, care tinde fMNORU să o slăbească pe prima. A fost formulat pentru prima oară (în 48G&I de vanH îiaff şi apoi (tot în 1884) generalizat de LeChâtelier. Cî-teva exemple de aplicare a acestui principiu fcfni: dizolvarea unui carp solid într-un lichid (pentru a se împotrivi procesului, sistemul se răceşte), încălzirea vaporilor de iod (sistemul absoarbe căldura prin disociere), legea Lenz din ^le ctroj® agnetism. principiul excluziunii: într-un atom «ag sistem atomic (moleculă) nu poate exista d*ecît un «singur electron caracterizat de acelaşi grup de patru numere cuantice: n, i, j, mj. A iost enunţat -4e către W. Pauli In 1925, în urma *fl,aii-■z&i «chemei termenilor spectrali ai aţaindlor, pentru a explica aifeseaţa unor stări energetice posibile din punct de vedere formal. Conform acestui principiu, numă-nd 4© electroni oe po t exista intr-o piliră electronică eşte limitai la N == 2n?, în care n este a®m$ruî cuantic principal şi se pţaşnjtş aistfel explicarea sycce-şiu^ii clientelor In sistemul pe-rio^jp Vl elementelor (y.). principiul Fermat: parcursul real al linei raze de lumină între două puncte este acela de-a lungul căruia drumul optic are o valoare minimă, maximă sau staţionară. N-Qfcffld cu m şi li indicii de re-f^cţi^i,respectiv, drumurile geometrice parcurse, principiul lui Fermat sub formă diferenţială este: Sj^nik = 0 i sau, dacă razşi străbate un mediu continuu neomogen: m unde A şi B sînt cele două puncte prin care trece raza de lumină. Deoarece n=c/v, iardZ = văt, unde c, v sînt vitezele luminii în vid, respectiv în mediul optic dat, şi d* este timpul în care lumina străbate elementul ăl, se poate scrie: CB § \ dt ~ 0. principiul Huygens: orice sursă primară de uhde poate fi înlocuită pr}n surse secundare, distribuite pe o suprafaţă închisă (de obicei, suprafaţă de undă) ce conţine sursa primară. A fost demonstrat pe baza teoriei generale a elasticităţii, pornind de la observaţia că per turti aţ ia iniţială ce se propagă într-un mediu este reprodusă de toate punctele hii, atinse de undă. în fig. 291, a şi b, este arătată construcţia cu aj-utorul acestui princip iu a frontului de undă, în Cazul unei surse C de unde sferice, la distanţele R respectiv Rv şi, respectiv, în cazul undelor plane. Frontul de undă coincide cu cel al undei primare şi reprezintă înfăşurătoarea undelor secundare. Acest principiu a permis explicarea, pe baza teoriei ondulatorii, anume- Fig. 291 roase fenomene cum arfi: reflexia, refracţia, interferenţa, difracţia, dubla refracţie, Ml principiul indiei v. dinamică. principiul minimei acţiuni v. ac-ţiune. principiul NetiiSt v. termodinamică. principiul Pascal, legea Pascal. principiul peretelui rece, principiul Watt. principiul suprapunerii (sau al superpoziţiei): un sistem cuantic, care este descris de funcţia de undă 'Fj în starea cuantică 1 şi de funcţia de undă *F2 în starea 2, se poate afla şi în starea cuantică descrisă de funcţia de undă: r - + atVit ax şi a% fiind amplitudinile celor două funcţii de tindă, fn general, dacă sistemul se poate găsi în stările cuantice 1, 2descrise de funcţiile de undă ţF2,...,'Frc, starea descrisă de funcţia: n i— 1 este o stare posibilă a sistemului. principiul Watt (sau al peretelui rece): un lichid care se află într-o incintă închisă se găseşte în echilibru cu vaporii săi numai dacă presiunea acestora este egală cu presiunea vaporilor saturanţi, corespunzătoare temperaturii celei mai coborîte din incintă. Stă la baza funcţionării capcanelor de vid şi a instalaţiilor de distilat. principiile calorimetrice v. calori-metrie. principiile dinamicii v. dinamică, 24* PRISMA principiile teoriei relativităţii v* teoria relativităţii. principiile termodinamicii v. termodinamică. prismă optică, piesă optică dintr-un material transparent limitat de doi dioptri plani* care foilnează între ei un unghi numit unghi re-fringent sau unghiul prismei * Linia de intersecţie a celor doi dioptri &e numeşte muchia prismei, iar un plan perpendicular pe muchie se numeşte secţiune principală a prismei. Pentru razele cuprinse într-o secţiune principală (fig. 292) formulele prismei au o formă sim-pdă: sin = n sin rt sin i2 = n sin r% ri + r2 ~ A $ = i’i + it — A, unde 8 este unghiul de deviaţie, iar n — indicele de refracţie relativ al prismei, faţă de mediul înconjurător (în figură este considerat cazul n>l). Dacă 9min este unghiul de deviaţie minimă (pentru care deviaţiile produse de PROBABILITATE prismă sînt minime), it — i2 = = Îq şi fi = r2 = r0, iar relaţiile de mai sus devin: sin i0 — n sin r0 A = 2 7*0 $min ~ 2Îq A\ de unde poate fi dedusă expresia indicelui de refracţie: 2 2 folosită pentru determinarea indicelui de refracţie cu ajutorul unui goniometru. Pentru prisme cu unghiul A suficient de mic, se poate scrie: n ^ J4. Srnin A Notînd cu /—unghiul de reflexie totală, condiţia ca orice rază intrată în prismă să poată ieşi din ea este: A < 2 Z. Pentru A>21, orice rază de lumină intrată în prismă prin primul dioptru se reflectă total pe cel de al doilea. V. putere separatoare. probabilitate v. funcţie de undă. Proca, Alexandru (1897 — 1955), fizician român. Ş/i-a desfăşurat cea mai mare parte a activităţii ştiinţifice la Paris. Lucrări teoretice în domeniile particulelor elementare, mecanicii cuantice. A stabilit ecuaţiile cîmpului mezonic şi a prevăzut existenţa mezonilor. 372 Procopiu, Ştefan (n. 1890), fizician român. Academician. Profesor la Universitatea din Iaşi. A calculat, înaintea lui N. Bohr (1913), magnetonul Bohr-Procopiu. A cercetat birefringenţă electrică şi magnetică a soluţiilor coloidale şi a suspensiilor cristaline şi a descoperit (1921) depolarizarea longitudinală a acestora (fenomenul Procopiu). Studiind efectul Barkhausen transversal, descoperă (1929) un fenomen care-i poartă numele (v. efect Procojiiu). A studiat, de asemenea, variaţiile cîmpului magnetic terestru. proiector, dispozitiv constituit dintr-o sursă de lumină (ex. arc electric) şi un sistem de oglinzi, prisme sau lentile, care concentrează lumina emisă de sursă produ-cînd un fascicul luminos de secţiune redusă, foarte intens. proiector electronic v. microscop electronic. proton (p), particulă elementară stabilă, cu masa de 1 836,12 ori mai mare decît masa electronului, sarcina electrică egală în valoare absolută cu a acestuia, dar de semn opus şi de spin semiîntreg. Este nucleul celui mai simplu atom (de hidrogen) şi intră în compoziţia tuturor nucleelor atomice. Cu ajutorul protonilor acceleraţi la diferite energii, pot fi declanşate reacţii nucleare din care rezultă alte genuri de particule elementare. V. particulă elementară. pseudoperioadă v. oscilaţie amortizată. psihrometru v. higrometru. pulsaţie (to), mărime caracteristică fenomenelor periodice, egală cu 373 frecvenţa v a acestora multiplicată cu 2n: co = 2tiv. în f uncţ ie de per ioada 7\ expres ia sa devine: co = — . T în SI se măsoară în unu pe secundă, punct critic v. gaz real. punct material v. mişcare mecanică. punct nodal v. sistem optic centrat. punct principal v. sistem optic centrat. punct triplu, punct caracteristic unui sistem unicomponent, în care fazele solidă, lichidă şi gazoasă se găsesc în echilibru; în planul P'T (fig. 293) se reprezintă ca fiind punctul (-4) de intersecţie al curbelor de transformare a lichidului în vapori (AB), a solidului în lichid (DA) şi a solidului în vapori (AC). Punctul triplu al sistemului gheaţă-apă-vapori de apă ocupă un loc special, fiind utilizat în metrologie pentru stabilirea scării PUNTE termodinamice de temperatură. în care temperatura acestui punct este egală cu 273,16 K. puncte aplanatice v. aplanetism. puncte conjugate, oricare pereche de puncte — unul al obiectului, celălalt al imaginii sale formată cu ajutorul unui sistem optic centrat. puncte stigiuaticc v. stigmatism. punctul Curie, temperatură deasupra căreia substanţele feromagnetice devin paramagnetice. Prin încălzire, momentele magnetice elementare ale acestor substanţe îşi pierd orientarea comună, ceea ce face ca magnetizaţia substanţelor să scadă, iar în punctul Curie să se reducă brusc. Transformarea magnetică este însoţită de un slab efect termic. punctul Ne£I, temperatură peste care corpurile antiferomagnetice devin paramagnetice. în acest punct, susceptivitatea magnetică trece printr-un maxim. punte fiimpl& (sau Wheatstone), dispozitiv pentru măsurarea rezistenţelor electrice în curent continuu, constituit dintr-un circuit electric de forma unui patrulater pe laturile căruia sînt montate patru rezistenţe şi, pe una din diagonalele sale, un galvanometru (fig. 294). Puntea este echilibrată cînd prin galvanometrul G nu circulă curent. în acest caz, valoarea rezistenţei măsurate se poate exprima în funcţie de rezistenţele cunoscute R}, Rz, B3: variind pe R^ se poate obţine echilibru pentru orice valoare a lui Rx. PURTĂTOR purtător de sarcină v. curent electric. putere (i>), raportul dintre energia W primită* transferată sau cedată de un sistem fizic şi timpul t în care s-a desfăşurat acest proces: este numeric egală cu lucrul mecanic efectuat de sistem (sau asupra sistemului), în mod uniform, în unitatea de timp. Se măsoară în (în SI) şi în unităţile tolerate numite cai putere. putere absorbantă, factor de absorbţie. putere calorifică (căldură de ardeTe sau de combustie), căldură dezvoltată la arderea completă a unităţii de ataşă a unui combustibil. Se măspară în jouli pe kilogram (în SI) în kilocalorii pe kilogram. putere de emisie (sau emisi vitate, e), raportul dintre emitanţa energetică a unui corp Me şi cea a corpului negru Moe, pentru aceeaşi temperatură: _M* e *= . Moe Raportul dintre densitatea spectrală a emitanţei energetice a unui corp mX şi cea a corpului negru m0x, considerate la aceeaşi temperatură: mQx poartă numele de putere de emisie (sau emis ivi late) spectrală. putere de rezoluţie (sau de separare), putere separatoare. putere dispersii ă v. aberaţie. putere electrică (P), putere dezvoltată prin trecerea unui curent continuu de intensitatea/printr-o rezistenţă ohmică Rt lâ capetele căreia s-a aplicat o tensiune Ut egală cu: Z72 P = UI = RI* = — . R în cazul curentului alternativ, din cauza unghiului de defazaj dintre intensitatea şi tensiunea curentului, se ia în considerare puterea activă, egală cu produsul dintre tensiunea eficace , in ten-1/2 sitatea eficace -= şi factorul de 1/2 putere cos 9; aceasta mai poartă numele de putere reală (sau wattatâ). Produsul JsL. se numeşte pu- Yn Y2 tefe aparentă (Pa)> iar produsul UI. -7=7 . rrzr Sin 9 — putere reactivă V2 V2 r 875 (Pr). Puterea aparenţă este egală cu radical din suma dintre pătratele puterii reale şi puterii reactive: Pa = ÎP* + Pţ- Aceste mărimi se măsoară în waţi (putereareală), volt amperi (puterea aparentă) şi vâri (puterea reactivă). putere optică (P), raportul dintre tangenta trigonometrică a unghiului a, sub care se vede imaginea prin instrumentul optic, şi dimensiunea transversala yx a obiectului: p = tg *2 2/i Caracterizează instrumentele ce dau imagini virtuale, iar valoarea sa depinde de poziţia obiectului. De obicei, această poziţie este astfel aleasă încît imaginea virtuală să se formeze departe, practic la infinit (puterea optică nuni indu-se în acest caz nominală, Pn)-Unitatea sa de măsură în SI este dioptria. putere radiantă, factor de reflexie. putere reflectătoare, factor de reflex ie. putere rotatorie v. polarizare a luminii. putere separatoare (de separare sau de rezoluţie), mărime ce caracterizează capacitatea unui instrument optic (lunetă, microscop, aparat fotografic, spectrograf, spectroscop etc.) sau a unui material fo tosensi-bil (film, placă spectrală, hîrtie fotografică etc.), de a pune în evidenţă distinct, separat, două puncte vecine; cu cît valoarea sa esţe maj ipare, cu atît pot fi dis- PUTERE tinse puncte sau linii mai apropiate . Eaportul dintre lungimea de undă medie X, a două radiaţii monocromatice ce pot fi separate în spectru, şi diferenţa AX, dintre lungimile de undă ale lor: se numeşte putere separatoare cromatică (sau spectrală). Valoarea sa este limitată de difracţia datorată dimensiunilor finite ale fantei de intrare. Pentru o prismă cu indice de refracţie n, a cărei secţiune principală este un triunghi isoscel cu baza B, relaţia devine: A-B^, dX unde dn/dX este dispersia prismei, în cazul spectrulu i de ora in k al unei reţele cu un număr total de trăsături N9 expresia lui A este: A = kN. Inversuljdistanţei minime d> dintre două puncte ale unui obiect plan, perpendicular pe axa optică principală, care mai pot fi observate distinct ■L = — > d poartă numele de putere separatoare liniară. Dacă 2a este deschiderea obiectivului unei lunete (din punctul de pe axa optică în care se află obiectul), atunci: d = 0,61---------- ţ n sin a n fiind indicele de refracţie al spaţiului-obiect, iar X—liîngîme@ PUTERE de undă a luminii folosite la iluminarea obiectului; produsul n sin a se numeşte deschidere (sau apertură) numerică. Inversul celui mai mic unghie, sub care se mai pot vedea distinct din centrul pupilei de intrare a ochiului două puncte vecine de pe obiectul studiat e 876 este denumit putere separatoare unghiulară. în cazul unei lunete e = 1,22 — , D unde D este diametrul obiectivului acesteia. putere transmiţătoare, factor de transmisie. Q quarc, particulă ipotetică cu sarcina electrică fracţionară, egală în 1 2 valoare absolută cu — sau — din 3 3 sarcina elementară e. Pentru înţelegerea proprietăţilor particulelor, fizicianul american Gell-Mann Mur-ray, laureat al premiului Nobel (1969), a propus (1964) „modelul quarc“. Acesta constituie o dezvoltare a modelului propus de fizicianul japonez S. Sakata, care a încercat explicarea proprietăţilor tuturor particulelor pornind numai de la trei particule fundamentale: protonul p, neutronul n şi particula lambda A. tn locul acestora, Gell-Mann foloseşte: proton-quarc p', neutron-quarc n' şi lambda-quarc A'. Sarcina elec- 1 trică a lui n' şi A'este---------e, iar 2 aluip' este -f ■— e. Cu ajutorul 3 acestei ipoteze s-ar putea explica întreaga varietate a proprietăţilor particulelor elementare cunoscute în prezent. Fizicianul McCuskerde la Universitatea din Sydney (Australia) a comunicat (în august 1969) descoperirea unei particule cu sarcina electrică egală 2 cu — et în razele cosmice. Această 3 comunicare nu este însă suficientă pentru confirmarea existenţei quar-cilor. qulntal (q), unitate tolerată de măsură a masei, multiplu zecimal al kilogramului: lq = 10* kg. R rad v. do2imetrie. radia» v. sistem de unităţi. radianţi emitanţă energetică. radiator integral* corp negru. radiator termto y, temperatură de culoare. radiaţfe (em ratfe), emisie şi propagare în spaţiu a unor unde f radiaţia, omku sau particule (radiaţi# cofpuseularâ}, însoţ ită de un transport de energie. Produce numeroase efecte de natură fizică, chimică sau biologică şi exercită o presiune asupra corpurilor pe care căde. După natura lor, radiaţiile ondulatorii fri: acustice (care se propagă sub formă de unde ai$ttst!ifce) electromagne- tice. După felul particulelor carele compun (particule alfa, electroni, atomi, molecule etc.), radiaţiile corpusculare se împart în: radiaţii alfa, radiaţii beta, radiaţii atomice, radiaţii moleculare, radiaţii canal, radiaţii catodice etc. Pe lîngă caracterul continuu, radiaţiile ondula-toriiau un caracter discontinuu (ex. radiaţia electromagnetică este un flux de fotoni) care este cu atît mai pronunţat cu cît lungimea lor de undă este mai mică; de asemenea, radiaţiile corpusculare prezintă caracter continuu, putînd fi considerate ca alcătuite din undele asociate particulelor care le compun. V. dualism undă-corpuscul. radiaţie canal, radiaţie corpuscu-lară compusă din ioniipozitivicare, după co au fost acceleraţi în cîmpul electric intens al unei descărcări electrice, se propagă în spatele catodului perforat al unui tub de descărcare. în afară de ioni pozitivi, această radiaţie conţine atonii excitaţi şi ioni negativi (formaţi prin transfer de electroni sau excitări) • A fost descoperită în 1886 de E. Goldstein. radiaţie catodică, radiaţie corpus-culară alcătuită din electronii emişi de catodul unui tub de descărcare. Datorită proceselor de excitare provocate de ciocnirile electronilor cu atomi* gazului, radiaţia este însoţită de o emisie de lumină. Descoperită de J. Pliicker în 1859, radiaţia canal a fost studiată cantitativ de către J. J. Thomson în 1899, care a determinat cu această ocazie sarcina spe-g cifică — a corpusculilor compo-m nenţi (electroni, după cum s-a dovedit ulterior). radiaţie Cerenkov v. efect Cerenkov. radiaţie cosmica, radiaţie corpus-culară şi electromagnetică prove- 879 nită direct din spaţiul cosmic (radiaţie cosmică primară, putînd fi detectată la înălţimi de peste 10—30 km) sau rezultată în urma unor reacţii nucleare ale radiaţiei extraterestre cu nuclee!# atomilor din atmosferă (radiaţie cosmică secundară—detectată la înălţimi mici), care ajunge la suprafaţa Pămîntuluicu aceeaşi intensitate în toate direcţiile. Radiaţia cosmică primară are o distribuţie spaţială izotropă şi este formată din protoni (91,5%), particule alfa (7,5%) şi diierite nuclee ale elementelor uşoare (cu număr atomic Z < 41), din componenţa lor lipsind particulele uşoare ca electroni şi pozi-troni. Energia protonilor este, de obicei, de 3—5 GeV, putînd atinge chiar 109 GeV. Pătrunzînd în atmosfera terestră, radiaţiile primare cu energii mai mari de 5 GeV ciocnesc atomii din aer, formînd jerbe de particule constituite din protoni secundari, neutroni şi mezoni k, precum şi cuante gama. Radiaţia cosmică secundară, formată sub acţiunea celei primare, este constituită din particule; unele dintre acestea sînt instabile, cu o viaţă medie foarte scurtă (mezoni re), şi nu ajung departe de locul formării, dezinte-grîndu-se. Procesul de formare în cascadă a cuantelor y şi a perechilor electron-pozitron determină componenta moale a radiaţiei secundare: 7r° 2y e+ + e”- Componenta dură constă în cea mai mare parte din mezoni n: *+ -► e±. pe măsura pătrunderii în atmosfera terestră, componenta moale este absorbită mai puternic, astfel încît proporţia componentei dure, mai penetrantă, este la nivelul mării în proporţie de 2/3. Datorită capcanei magnetice create de cîmpul magnetic terestru, la suprafaţa Pămîntului ajung RADIAŢIE doar radiaţiile cosmice cu energie suficient de mare; particulele încărcate a căror energie este sub o anumită limită nu ating suprafaţa Pămîntului, ci urmează liniile ae cîmp magnetic, fiind deviate $pre poli. La o incidenţă normală, energia minimă a particulei care atinge suprafaţa Pămîntului depinde de latitudinea 9 eonform relaţiei W = 1,9 •1010cos49 eV. Deci, cu creşterea, latitudinii energia minimă a particulei scade, ceea ce face ca intensitatea radiaţiei cosmice secundare să fie mai mare la poli. Acest fenomen este cunoscut sub numele de efect geomagnetic (sau de latitudine). De asemenea, intensitatea radiaţiei cosmice este mai mare spre vest şi mai mică spre est (anomalia est-vest), ceea ce înseamnă că în radiaţia cosmică primară numărul de particule încărcate pozitiv este mai mare decît numărul de particule încărcate negativ. radiaţie defrînaTe v. radiaţie X. radiaţie delta v. parcurs. radiaţie electromagnetici cîmp electromagnetic variabil în timp şi în spaţiu, care se propagă sup formă de unde electromagnetice, însoţit de un transport de energie radiantă. După lungimea de undă, radiaţiile se împart în: termiee, infraroşii, vizibile, ultraviolete (y. lumină), X şi gama. O radiaţie de o anumită frecvenţă (numită* monocromatică) corespunde, la scară atpmică, unui act elementar de trecere a unui atom (moleculă sau nucleu) izolat de pe un nivel superior, de energie JTm,pe pe unul inferior, de energie Wn; valoare^ frecvenţei acesteia este: ^ Wm-Wn v =-----------f h RADIAŢIE unde h este constanta Pianck. Deoarece existenta unui atom izolat (care nu s uf eră perturbaţii din partea altor atomi vecini) este practic imposibilă, radiaţia emisă nu poate fi riguros monocro-matică, ci este cuprinsă într-un mic interval de frecvenţe, a cărui lărgime creşte cu cît influenţa factorilor perturbatori asupra atomului excitat, în cursul procesului de emisie, este mai puternică. Astfel, atomii excitaţi într-o descărcare electrică luminescentă la presiuni joase (sub IO-1 Torr) emit radiaţii riguros monocromatice, ce corespund unor linii spectrale foarte subţiri. Odată cu creşterea presiunii şi temperaturii, liniile spectrale se lărgesc. Din această cauză, în cazul descărcării în arc la presiuni mari (de ordinul atmosferelor) lărgimea liniilor spectrale este mai mare (spectru ae benzi), iar spectrul unui corp solid incandescent este continuu (v. spectru). Dar, chiar în cazurile în care gazul este foarte rarefiat şi temperatura— foarte joasă, lărgimea liniilor spectrale nu tinde către zero, ci către o lărgime naturală, fiind condiţionată de o nedeterminare probabilistică a nivelelor de energie atomică. Orice nivel energetic E este determinat cu o anumită imprecizie Ai?, invers proporţională cu timpul At cît electronul rămîne pe acest nivel, în conformitate cu relaţia de nedeterminare (Heisenberg) a mecanicii cuantice: 2* După compoziţia spectrală şi gradul de mono cromatism, există trei tipuri de izvoare de radiaţie electromagnetică: izvoare termice (corpuri incandescente) — cu compoziţia spectrală apropiată de cea 380 a radiaţiei corpului negru,, izvoare luminescente — care dau un spectru discontinuu de linii sau de benzi, şi generatorii cuantici — care dau, practic, o radiaţie monocromatică. radiaţie gama (y), radiaţie electromagnetică cu lungimea de undă sub |4 A, emisă în timpul tranziţiilor nucleelor atomice de pe un nivel superior pe unul inferior, la frînarea într-o substanţă a particulelor încărcate rapide, la anihilarea unei perechi de particulă-antipar-ticulă, în procesul dezintegrării unor particule ori a radionu-cleelor. După valoarea mare sau mică a energiei lor, radiaţiile y pot fi dure sau moi. La tranziţia unui nucleu între două stări energetice, energia cuantei y emise este dată* de expresia — = Wi — Wk. Întrucît nivelele energetice nucleare sînt discrete, spectrul de radiaţii y emis este un spectru de linii. Trecînd printr-o substanţă radiaţia y este atenuată, intensitatea sa scăzînd după o lege exponenţială de forma: / = în care /0 este intensitatea fasciculului incident, / — intensitatea fasciculului după parcurgerea unei distanţe x în mediul considerat, iar (x — coeficientul de atenuare. Valoarea acestui coeficient depinde de densitatea substanţei, de numărul atomic al elementelor din care aceasta este alcătuită, precum şi de energia Av a fotonilor inci-denţi. Atenuarea radiaţiei gama se datoreşte unor procese care se petrec la scară atomică, dintre care, mai importante, sînt: efectul fotoelectric, efectul Compton şi crearea de perechi; atenuarea datorată efectului fotoelectric este considerabilă în cazul radiaţiilor gama de energie mică care străbat substanţe alcătuite din elemente 881 radiaţie cu număr atomic mare, cea datorată efectului Compton este proporţională cu numărul atomic, fiind importantă la energii medii (ex. între 0,5 şi 5 MeV, în cazul plumbului), iar cea prin formare de perechi este importantă In cazul radiaţiilor cu energii mari şi materialelor constituite din elemente grele. Variaţia coeficientului de atenuare cu energia Av a radiaţiei gama este redată comparativ în fig. 295, în cazul elementelor aluminiu, cupru şi plumb. radiaţie Rontgen, radiaţie X. radiaţie solară v. actinometrie. radiaţie termică, radiaţie de natură electromagnetică, emisă de un corp cu temperatura absolută '/’> OK.O dată cu ridicarea temperaturii corpului, radiaţia creşte în intensitate, iar la temperaturi mai mari (de 700— 800K) aparţine în parte domeniului vizibil, putînd t i percepută de ochiul omului. Considerînd o cavitate vidată (in care nu pătrund radiaţii din exterior) menţinută un timp suficient la o temperatură T constantă (fig. 296), corpurile din interiorul său vor ajunge după un anumit interval de timp la aceeaşi temperatură, obţinîndu-se astfel Fig. 296 radiaţia termică de echilibru. G.R. Kirchhoff a stabilit că radiaţia termică de echilibru este izotropă şi omogenă şi că proprietăţile acesteia nu depind de natura şi forma geometrică a corpurilor din cavitatea vidată; în acest caz, există relaţiile: mvi _ wv2 mvn aVl aV2 aV3 avn sau ^ a>72 *73 = HKT) undemv (m\) estedensitateaspectrală aemitanţei, av (ax) — factorul spectral de absorbţie, iar indicii 1,2,3, n se referă la corpurile din incintă. Deci, pentru o astfel de radiaţie termică, raportul dintre densitatea spectrală a emitanţei şi factorul spectral de absorbţie este o funcţie (aceeaşi pentru toate corpurile) de lungimea de undă şi de temperatură (legea Kirchhoff) ; corpurile care absorb mai intens radiaţii emit mai intens la aceeaşi RADIAŢIE temperatură, densitatea spectrală a emitanţei şi factorul spectral de absorbţie ale lor fiind proporţionale. V. corp negru. radiaţie X (sau RSntgen), radiaţie electromagnetică cu lungimea de undă cuprinsă în domeniul 0,01 — 100 A. A fost descoperită de W. C. Rontgen în 1895. Este emisă fie prin excitarea atomului pe unul din nivelele interioare, fie la frînarea într-o substanţă a unor particule rapide, încărcate electric, Scherfta de principiu a dispozitivului utilizat ea sursă a unor astfel de radiaţii este reprezentată în fig. 297. Acesta este constituit dintr-un tub de descărcare (numit tub de raze X), în interiorul căruia electronii e~ emişi de catodul K şi supuşi unei diferenţe mari de "potenţial de accelerare (zeci de ldlovolţi) se ciocnesc de anticatodul A determin înd generarea radiaţiei (sau razelor) X. într-un astfel de tub iau naştere două tipuri de radiaţii X — cu spectru continuu şi cu spectru de linii. Radiaţia X cu spectru continuu (sau de frţnare) este emisă de electronii frînaţipe antieatod. Din dependenţa intensităţii spectrale I% a acesteia de lungimea de undă X (fig. 298) rezultă că există o lungime de undă minimă Xm ,2 unde eV este lucrul mecanic efectuat de cîmpul electric pentru accelerarea electronului şţib dife^ renţa de potenţial F, Radiaţia X cu spectru de linii (sau caracteristic) apare cînd diferenţa de potenţial de accelerare a electronilor depăşeşte o valoare critică (25 kV, pentru >min = 0,5 Â)? proprietăţile acesteia fiind determinate de natura antieatodului. în-tr-un tub de raze X, ciocninduce cu atomii anticatodului electronii acceleraţi între catod şi antieatod smulg acestora electroni de pe păturile cu număr cuantic principal mic (n = 1 — pătura K, m n = 2' — pătura X, n = 3 — pătura M, « = 4 — pătura i\T etc.). Locuriie rămase libere sînt completate apoi de electroni ppih tranziţii de pe pături cu n mai mare, în tirtrguT cărora are loc emisia de radiaţii X cu lungimi de undă determinate, grupate în aerit. De exemplu, tranziţiile de pe păturile i, M, iV, ... pe pătura K dau naştere seriei K (cu liniile Kat JSTq, Ky, ...), tranziţiile dter pe păturile M, N, O, pe pătura L dau naştere seriei L (cu liniile L*t Ztf, Lyy ...) etc. (fig. 299). în cazul unor specii atomice diferite, aceeaşi-tranziţie determină generarea radiaţiei X cu frecvenţe diferite. Legea Moseley arată că între rădăcina pătrată a frecvenţei şi numărul atomic Z al speciei există o relaţie liniară, care poate fi scrisă sub forma: V = R(Z - --------} . I»'* n"»J unde v* este numărul de undă, R — constanta Rydberg, a — o constantă (pentru o tranziţie determinată) numită constantă de ecra-nare, n* — numărul cuantic principal al păturii de energie inferioară, n" — numărul cuantic principal al păturii de energie superioară. Un fascicul incident paralel, normal pe suprafaţa unui corp, g. 11ADIAŢIE este atenuat la trecerea prin substanţa corpului, potrivit legii: / = /o#"**, unde I este intensitatea fasciculului după ce a străbătut grosimea a?,: I0 — cea a fasciculului incident, iar jx — coeficientul de atenuare. Atenuarea fasciculului d'e radiaţii X se datoreşţe proceselor de împrăştiere şi absorbţie ale acestuia; coeficientul (x se poate exprima prin: [l = t + tf, unde t este coeficientul de absorbţie propriu-zisă, iar &— coeficientul de împrăştiere, artibii dfcpiw-zîhd de natura substanţei:. Puterea de pătrundere diferită frazelor X prin diferite substanţe ptfate dă indicaţii asupra naturii acestora, proprietate care Ie conferă- o largă aplicai) iiitata fitf teteitiă, biologie şi medicîflă. Adeâea, pentili caracterizarea proces^oi* de absorbţie şi difuzie, se foîtoseso- coeficienţii masici — r — » ~ (unde p este 9 9 9 densitatea de masă a substanţei); coeficientul măsie de irtipr&şiiere J? , 9 nu depinde de lungimea d&undă a radiaţiei, pe cînd cel de absorbţiei P este dependent de valoarea lungimii de undă. Datorită ordinului de mărime al acesteia,- comparabil cu cel al constantei uneCreţele cristaline* difracţia radiaţiei X se poate obţine utiliţlfld Ca reţele de difracţie— cristalele. Condiţia de maxim în procesul de interferenţă a radelor nef lectate de planele atomice este dată' de legea (Wulf^)Bragg care se exprimă; prin relaţia: 2W siti 0 =* «x, RADIAŢIE unde d (fig. 300) este constanta reţelei, 0 — unghiul dintre raza incidenţă şi planul atomic, X — lungimea de undă a radiaţiei X, iar n — un număr care ia" valori întregi (n = 1, 2, 3, ...). Valorile unghiului 0 care satisfac această relaţie corespund maximelor de interferenţă ale razelor difractate. Difracţia radiaţiei X oferă un instrument de investigaţie a proprietăţilor cristaline ale corpurilor, această legestînd la baza spectroscopiei radiaţiei X. Pentru determina-reaproprietăţilor de structură a cristalelor sînt utilizate diferite procedee experimentale ca: metoda Laue, metoda cristalului rotitor şi metoda Debye-Scherrer. Metoda Laue utilizează un dispozitiv experimental ca cel din fig. 301; asupra unui monocristal este trimis un fascicul de radiaţii X cu spectru continuu, iar maximele de interferenţă obţinute în urma difracţiei se formează pentru unghiuri 0 şi lungimi de undă X care satisfac legeaBragg şi sînt înregistrate pe o placă fotografica. Din distribuţia spaţială a acestora (fig. 302), se poate deduce tipul cristalografie căruia îi aparţine substanţa cercetată. In cazul celei de a doua metode (metoda cristalului rotitor), cristalul asupra căruia cade un fascicul monocromatic de radiaţii X este rotit în jurul unei axe; reflexia acestora se va produce numai pentru poziţii ale cristalului care satisfac legea Bragg. în metoda Debye-Scherrer (sau a pulberilor), proba conţin înd substanţa (pulberea) policristalină este de formă cilindrică şi aşezată pe axul unei camere cilindrice (fig. 303), iar asupra ei este trimis un fascicul monocromatic de radiaţii X. Printre cristalele pulberii, se găsesc cristale a căror orientare satisface legea Bragg. în urma difracţiei razelor X, pe o 384 385 peliculă fotografică fixată pe pereţii camerei cilindrice, se vor obţine maxime de interferenţă (sub formă de linii), din distribuţia cărora se poate determina constanta reţelei cristaline a substanţei cercetate. radiere, luminanţă energetică. radioactivitate, proprietate a nucleelor de a se dezintegra spontan prin emisia unor radiaţii de tip alfa, beta sau gama. Ca urmare a procesului radioactiv, nucleul iniţial se transformă într-un nucleu final (v. transmutaţie), iar atomul rezultat îşi schimbă poziţia în sistemul periodic al elementelor potrivit unor reguli de deplasare (v.). Radioactivitatea naturală a fost descoperită în 1896 de H. Bccquerel, în urma studiului unor minereuri de uraniu. Radioactivitatea artificială este aceea >rovocată în laborator, prin bom-)ardarea unor nuclee stabile cu neutroni sau cu particule accelerate; a fost descoperită în 1933 de soţii Joliot-Curie, care au observat că, la bombardarea aluminiului cu particule alfa, acesta prezintă o dezintegrare pozitronică şi după îndepărtarea sursei de radiaţii oc. rariiofizică, capitol al fizicii care se ocupă cu studiul oscilaţiilor electromagnetice de înaltă frecvenţă, precum şi al producerii şi propagării undelor radio. rad io izotop, izotop (instabil) care prezintă radioactivitate. radiometru acustic, aparat pentru măsurarea presiunii de radiaţie acustică, constituit dintr-o ba-Innţă de torsiune. Cuprinde o mică vergea orizontală, suspendată cu un fir de cuarţ, ce are fixată pe el 25 — Dicţionar de fizică RANDAMENT o mică oglindă. Vergeaua are la un capăt un disc foarte uşor, pe care se trimite fasciculul acustic de studiat, iar la celălalt capăt—o mică contragreutate. Pentru evitarea curenţilor de aer, balanţa este aşezată într-o cutie de protecţie. Aparatul indică presiunea acustică prin deviaţia spotului luminos format în urma reflexiei pe oglindă a unui fascicul de lumină provenit de la o lampă de proiecţie. radiomctru optic, aparat pentru măsurarea presiunii de radiaţie electromagnetică, alcătuit dintr-o vergea orizontală foarte uşoară avînd la capete două foiţe înnegrite pe cîte una din feţe, suspendată de un fir sau sprijinită e un suport cu frecare neglija-ilă în punctul de sprijin. Ilu-minînd sistemul, aerul din vecinătatea feţelor înnegrite (care absorb mai puternic radiaţia) se încălzeşte mai mult, ceea ce dă naştere la o presiune mai mare a aerului pe aceste feţe, iar sistemul se roteşte în sens invers celui datorat presiunii luminii (dacă dispozitivul s-ar afla în vid). radionucleu, nucleu (instabil) care prezintă radioactivitate. radionuclid, nuclid radioactiv. Raman, Chandrasekhara Venkata (1888—1970), fizician indian. Merr-bru al Academiei Indiene de Ştiinţe. Cercetări în domeniile, opticii, acusticii şi fizicii moleculare. Studiind difuzia luminii în lichide, a descoperit (1928) fenomenul de împrăştiere combinată (numit şi efect Raman). A cercetat difracţia luminii pe unde ultra-sonore. Premiul Nobel (1930). randament (73), mărime caracteristică sistemelor fizice în care are RAREFIERE loc o transformare de energie, definită prin raportul dintre energia utilă Wu, produsă de sistem, şi cea consumată Wc* sau cu raportul dintre puterea cedată (sau u-tilă Pu) Şi cea absorbită (sau cheltuită, />t): * wc i>,.' rarefiere, aducere a unui gaz la o presiune mai joasă decît presiunea atmosferică. Rayleigh [re iii], John William Strutt (1842—1919), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. în 1900 a stabilit o formulă pentru distribuţia energiei în spectrul corpului negru, valabilă doar în domeniul lungimilor de undă mari. Cercetînd împrăştierea luminii în atmosferă, a explicat culoarea albastră a cerului. Studiind propagarea undelor, a stabilit expresiile vitezei de grup şi presiunii de radiaţie. Premiul Nobel (1904). raza Bohr v. model atomic, constantă fizică universală. raza Debye v. plasmă. rază, fascicul de radiaţii sau cor-puscular extrem de îngust, a cărui secţiune este neglijabilă în raport cu dimensiunile sistemului în care se propagă. Realizarea practică a unei raze perfecte (cu secţiunea nulă) este imposibilă, diametrul fascicululuineputînd fi micşorat prin diafragmare sub o valoare comparabilă cu lungimea sa de undă, datorită fenomenului de difracţie. Raza de lumină este un concept idealizat al opticii geometrice, utilizat pentru explicarea m formării imaginilor în aparatele şi dispozitivele optice. rază extraordinari v. anizotropie. razi ordinară v. anizotropie. raze, radiaţie. răcire v. temperatură. răsucire v. deformaţie elastică. reactanţă electrică (X), mărime caracteristică circuitelor de curent alternativ, egală cu produsul dintre impedanţa Z şi sinusul unghiului 9 ae defazaj între tensiunea aplicată şi curentul care trece prin circuit: X — Z sin 9. în SI se măsoară în ohmi. Această mărime este condiţionată de prezenţa elementelor reactive (bobine şi condensatori), putînd fi pozitivă (sau inductivă, Xi,) ori, respectiv, negativă (sau capacitivâ Xc)y iar valoarea sa depinde de pulsaţia wa curentului alternativ; astfel Xl = iar-Xc = — 1/toC, L şiCfiind inductanţa şi, respectiv, capacitatea circuitului considerat. reactanţă mecanică v. oscilaţie forţată. reactor nuclear (sau pilă atomică), instalaţie complexă în care se realizează reacţia controlată de fisiune în lanţ a unor substanţe constituite din izotopii unor elemente grele radioactive, în scopul utilizării energiei degajate. Primul reactor nuclear a fost construit (1942) la Chicago de E. Fermi. Condiţia de menţinere a reacţiei în lanţ în reactor este ca producerea neutronilor prin fisiune să fie echilibra- 387 tă de pierderea lor prin absorbţie sau prin eliminare în exterior. Astfel, are loc reacţia în lan{ dirijată, în care factorul de amplificare a neutronilor este sensibil egal cu unitatea. Un reactor cuprinde cinci elemente principale: materialul fisionabil, moderatorul, reflectorul, sistemul de răcire şi sistemul de control şi protecţie. Materialul fisionabil (sau combustibilul nuclear) utilizat, aflat în zona activă (sau inima) reactorului, poate fi: uraniul natural (îmbogăţit cu 836U), uraniul pur aa5U, izotopii plutoniului 239P, 240P şi 241P, toriul 235Th sau un amestec al lor. După energia neutronilor care produc majoritatea fisiunilor, reacto-rii se împart în reactori (cu neutroni) termici, (cu neutroni) intermediari şi (cu neutroni) rapizi. în prezent majoritatea reactorilor sînt termici, foarte puţini rapizi şi extrem de rari intermediari. Moderatorul, substanţa al cărui rol (iste de a încetini neutronii pînă la energii pentru care secţiunea de fisiune este maximă, este alcătuit din elemente care au o secţiune de împrăştiere neelastică mare şi o secţiune de captură pentru neutroni* relativ mică; nucleele lor trebuie să fie de mase comparabile ou masa neutronilor, fapt care le limitează la elementele uşoare. De asemenea, moderatorii trebuie să fie cît mai stabili din punct de vedere chimic sub acţiunea fluxului de neutroni. Astfel de substanţe sînt: grafitul, beriliul, oxidul de beriliu, apa distilată (H20), apa grea (D20). După felul de aşezare a materialului fisionabil în zona activă, există reactori omogeni, în care acesta şi moderatorul sînt amestecaţi uniform, şi eterogeni, în care combustibilul nuclear este introdus sub formă de bare sau casete în moderator. Reactorii 25* REACTOR omogeni sînt în general mai puţin utilizaţi, exceptînd cei care folosesc moderatori lichizi; avantajul celor eterogeni este faptul că aceştia permit efectuarea operaţiilor de urmărire a reacţiei în lanţ. Substanţa care înconjoară zona activă este reflectorul, al cărui rol este de a readuce neutronii în inima reactorului, reducînd cît mai mult pierderea lor în exterior. Este constituit de obicei din grafit, iar în cazul reactorilor rapizi — din elemente grele. Sistemul de răcire este necesar în scopul preluării energiei termice eliberate în timpul reacţiei de fisiune şi constă,de obicei, dintr-un curent de gaze, apă, apă grea etc. ce trece prin zona activă a reactorului; prin intermediul acestuia, energia degajată este transferată mediului exterior. Sis temu l de con tro l şi pro tecţie as i-gură menţinerea reactorului la puterea nominală (în regim critic) şi reducerea dozei de radiaţie neutron ică şi gama sub un anumit nivel, pentru a împiedica iradierea personalului şi contaminarea aparaturii şi echipamentului auxiliar din apropierea reactorului. Cea mai raspîndită metodă de control este utilizarea unor substanţe care au o secţiune mare de captură a neutronilor, cum sînt cadmiul sau borul, care, sub formă de bare (de reglare şi de avarie), sînt introduse în inima reactorului. Protecţia contra radiaţiilor se realizează cu* ajutorul unui perete gros de beton şi plumb, ce absoarbe neutronii şi cuantele gama din zona care înconjoară reactorul. După destinaţia pe care o au, există reactori de cercetare, folosiţi ca sursă de neutroni şi de radiaţii gama pentru producerea radio-izotopilor, energetici, care produc energie (în centralele atomoelec-trice, submarinele atomice, navele REACŢIE cosmice etc.),şi reproducători, pentru producerea de combustibil nuclear, transformînd un material mai puţin fisionabil (ex. 238U) într-unul mult mai eficient (în 239Pu). reacţie nucleară, ansamblu de fenomene care se produc cînd se schimbă structura unui nucleu atomic în urma ciocnirii sale cu un alt nucleu, cu o particulă (ex. neutron, proton, particulă alfa etc.) sau cu un foton. Prima reacţie nucleară a fost realizată în 1919 de E. Rutherford prin bombardarea cu particule alfa a nucleelor de azot: + |He -> «O + ÎH; altă reacţie nucleară, din studiul căreia au fost descoperiţi neutronii, are loc la bombardarea beri-liului: ^Be 4- |He —► 4- on- O reacţie nucleară se produce la ciocnirea unei particule incidente a cu un nucleu A şi conduce la formarea unui nucleu B şi a particulei b: A + a -> B + b + Q sau, prescurtat: A (a, b)B. După semnul energiei de reacţie Q, reacţiile nucleare se împart în endoenergetice (Q<0) şi exoenergetice (Q>0). Reacţiile endoenergeti-ce pot avea loc numai dacă particula incidenţă are o anumită energie de prag a cărei valoare este dată de expresia: tXr Ma 4- Ma i ,11 Wprag = -------------- | Q |, Ma unde Ma este masa nucleului-ţintă (considerat în repaus), iar Ma — cea 888 a particulei incidente. In cazul reacţiilor exoenergetice, Wprriq — = 0, energia rezultată din reacţie fiind dată de relaţia Q = c2[(Ma + 4- Ma) — (Mb 4- Mb)]t unde c este viteza luminii în vid. Raportul dintre numărul de reacţii produse într-un anumit interval de timp şi numărul de particule incidente în acelaşi interval se numeşte randamentul reacţiei. Raportînd randamentul reacţiei la numărul de nuclee-ţintă aflate pe unitatea de suprafaţă pe care cade fluxul incident, se obţine secţiunea eficace de reacţie a. în reacţiile nucleare are k>c conservarea energiei, impulsului, momentului cinetic, sarcinii şi (în cazul în care energia cinetică a particulei nu depăşeşte valoarea celei necesare generării de perechi particulă-antiparticulă) numărului de particule. în cazul reacţiilor nucleare în care are loc captarea particulei de către nucleu, energia particulei incidente se repartizează între nucleoni, însă nici unul dintre ei nu are energia necesară pentru a ieşi din nucleu. Sistemul format din particula incidenţă şi nucleul-ţintă, care nu se dezintegrează într-un interval de timp ce depăşeşte cu mult timpul nuclear (IO"22 s), se numeşte nucleu compus; potrivit ipotezei emise de N. Bohr în 1936, reacţia nucleară are loc în două etape: A 4* a-+C->B 4~ bt unde C este nucleul compus; viaţa acestuia este de aprox. IO"18 s. O astfel de reacţie este: 4Be 4* fHe -* *6C —* sG 4~on, în care energia ce se degajă este Q = 5,6 MeV. Nucleului compus format îi corespund nivele energetice de lărgime finită F, care este legată de probabilitatea de dezintegrare în unitatea de timp w prin relaţia T = AW = /imunde m h= — »fcfiind constanta Pianck). 2k în cazul celor două procese ce ?ot avea loc — împrăştiere e.las-ică cu probabilitatea şi reacţie nucleară cu probabilitatea «v, lărgimea nivelelor energetice se poate, exprima sub forma: V — — rr *-j- rs, unde rs = rr = hwr. Cînd energia particulei incidente este mare, are loc o suprapunere a nivelelor şi, deci, descrierea comportării individuale a nucleonilor în cadrul reacţiei nu uro sens. în acest caz, se utili-y.ează o descriere statistică (promisă de L.D. Landau şi I.I. Fren-kel), particula incidenţă fiind con-«iderată ca o sursă de căldură ce ridică temperatura nucleului, iar particula rezultată — ca un fenomen de evaporare a substanţei nucleare. Pentru un nucleu izolat, secţiunea eficace cu formarea de nu-dou compus, pentru neutroni de masă ran, este dată de formula Hrcit-Wigner: 7T Ts Tr • ---------------------------f (W'- ^,P+|(r8 + rr)‘ 4 . 2mnW . ATjr. unde K2 —-----------> iar AW = k2 , a \v — WQ t) | He.Lipsabariereide potenţial pentru neutroni permite ca reacţia să aibă loc la o energie a particulei incidente mult mai mică decît în cazul particulelor încărcate, unde intervin forţele de respingere electrostatică. Neutronul care a pătruns în nucleu cedează acestuia o energie egală cu suma dintre energia cinetică şi energia sa de legătură (ultima fiind de aprox. 7—8 MeV). Aceste reacţii potf ide tipuri diferite: (n, y), (n, p), (n, oc),(n, 2n) sau (n, f). Cu neutronii incidenţi de energie mare pot avea loc reacţii de tipul (n, 2n), cum ar fi reacţia jBe (n,2n)jBe, a cărei energie de prag este de 1,8 MeV şi reacţia fjCu (n, 2n) ||Cu cu energia de prag de 12 MeV. Prin aceste reacţii se obţine o multipli- REACŢIE . care a neutronilor. Reacţiile produse de neutroni cu energii mici (termici) prezintă rezonanţe, tre-cînd prin stadiul de nucleu compus (v. fig. 304). O reacţie răspîn-dită a neutronilor este aceea cu protonii (nuclee de hidrogen), în care nucleul rezultat revine din starea excitată în starea fundamentală, prin emisia unei cuante gama. Reacţiile de tipul (n, P) nu au loc la energii mici, deoarece protonul rezultat trebuie să aibă energia necesară pentru a învinge bariera de potenţial la ieşirea dm nucleu. In cazul nucleelor uşoare există două reacţii ce se abat de la regulă: “N(n,p)«C *igCl(n,p)gs, ambele conducînd la izotopi @--ac-tivi. Reacţiile de tipul (n, a) cu neutroni lenţi au loc numai în cazul elementelor uşoare, deoarece bariera de potenţial pentru ieşirea particulei a este de două ori mai mare decît pentru proton; ex.: B (n,a)sLi. — reacţii nucleare produse de par- ticule încărcate accelerate, ca pro-toni: (p, y), (p, n), (p, d), (p, a), deuteroni: (d, n), (d, p), (d, a), (d, t), (d, 2n), particule a: (a, p), (a, n), (a, 2n), (a, pn) şi ioni multiplu ionizaţi ai diferitelor elemente chimice. Ex.: B(oc, n) ; fD (d. n) |He; gLi(p, a)*He. — reacţii nucleare produse de cuante gama: (y, n), (y, p), cunoscute sub denumirea de efect fotonuelear. Acest efect a fost observat mai tîrziu decît reacţiile nucleare produse de particule încărcate sau de neutroni (de J. Chadwick şi M. Gddhaber), la iradierea deute-riului cu cuantey (defrecvenţă v): |D *f hv —> j H -f Ju. 890 Reacţia fiind endoenergetică, energia cuantei y trebuie să fie mai mare decît energia de legătură a particulei ce părăseşte nucleul. Tipuri deosebite de reacţii nucleare sînt reacţiile de fuziune a nucleelor uşoare, precum şi cele de desprindere (stripping). reacţie stripping (sau de desprindere), reacţie nucleară de tip (d, p) sau (d,n),produsă la ciocnirea deu-, teronilor de energii mari (de ordi-, nul MeV-ilor), în urma căreia se. emit nucleoni. O astfel de reacţie poate fi interpretată ca o desprindere a unui proton sau neutron din componenţa deutonului, în urma; „agăţării“ acestuia de nucleul-ţintă ; particula care nu s-a „agăţat44 îşi continuă drumul în aceeaşi direcţie şi sens, avînd o energie egală cu jumătate din energia deuto-. nului incident. reacţiune v. dinamică. recombinare v. ion. recul, mişcare bruscă a sistemelor în care, la un moment dat, se declanşează un fenomen însoţit de generarea unui impuls îîitr-o direcţie oarecare. Se produce în sens contrar impulsului generat (pentru ca impulsul total să se conserve) ; ex.: reculul nucleelor, al armelor de foc etc. redresare, transformare a curentului electric alternativ în curent continuu, realizată cu ajutorul u-nui redresor (ex. dioda). referenţial, sistem de referinţă. reflectantă spectrală v. factor de reflexie. * reflexie, întoarcere (parţială), îij mediul din care au venit, a radia- m (iilor ondulatorii sau corpusculare care întîlnesc suprafaţa de separare a unui alt mediu. Poate fi difuză, în cazul unei suprafeţe care prezintă neregularităţi, sau regulată, dacă aceasta este netedă. Reflexia regulată, în urma căreia fasciculul reflectat păstrează caracterul celui incident, are loc potrivit următoarelor două legi: 1) raza incidenţă, normala la suprafaţa de reflexie în punctul de incidenţă şi raza reflectată so află în acelaşi plan; *2) unghiul de incidenţă este egal ou unghiul de reflexie, reflexie acustică, reflexie a undelor acustice. Este caracterizată de factorul de reflexie acustică R (raportul dintre presiunea acustică maximă pr a undei reflectate şi pt — cea a undei incidente), şi coeficientul de reflexie acustică p (raportul dintre fluxul de energie reliectat &r şi cel incident Dacă reflexia are loc fără disipare de energie la suprafaţa de separare a color două medii (fig. 305), atunci: Jţ _ p,■ ni cos 0; — cos 0t pi m cos 0j -f~ cos fy p = — [m cos ~cos <&i l/n cos 0j -f- cos oj în care m = (plf p2 fiind den-Pivi REFLEXIE âităţile celor două medii, iar vi Şi vz *“ vitezele de propagare ale undelor în aceste medii) reprezintă raportul rezistenţelor acustice a celor două medii, cu 0i» 0r şi 0/ notîndu-se unghiurile de incidenţă, reflexie şi transmisie. Dacă vi îl, unde sin it = — | > reflexia undelor acustice este \otala. reflexie optică, reflexie a undelor electromagnetice luminoase. Este rezultatul interacţiei cîmpului electromagnetic al undei incidente cu sarcinile libere şi legate din vecinătatea frontierei dintre cele două medii; cîmpul primar induce o mişcare oscilatorie a acestor sarcini care, la rîndul lor, radiază un cîmp secundar atît înapoi, în mediul undei incidente (reflexie), cît şi înainte, în celălalt mediu (transmisie). Pe oricare suprafaţă se produc reflexii difuze şi regulate ale luminii, dar în proporţii diferite. Astfel, o oglindă reflectă aproape în întregime lumina, în mod regulat, în timp ce, pe suprafaţa unui geam mat reflexia este, practic, difuză. Lumina obţinută prin reflexie pe suprafeţele dieîectrice bine şlefuite (ex. de sticlă) este polarizată; suprafeţele metalice nu polarizează lumina prin reflexie. La suprafaţa de separare faţă de un mediu cu indice de refracţie mai mic decît cel al mediului razei incidente, lum ina poate prezenta fenomenul de reflexie totala pentru unghiuri de incidenţă mai mari decît unghiul limită, u, definit prin relaţia: . . n2 sin u = — . ni unde n1 şi n2 sînt, respectiv, indicele de refracţie al mediului de unde provine raza incidenţă şi cel REFR AC TOMETRIE al mediului pe suprafaţa căruia se produce reflexia. refractometrte, capitol al opticii care se ocupă cu studiul metodelor de determinare a indicilor de refracţie ai substanţelor transparente, precum şi al proprietăţilor lor (ex. concentraţia, dispersia etc.) legate de valorile acestor indici. refractomctru, instrument optic utilizat pentru determinarea indicilor de refracţie ai substanţelor (în special lichide). După principiul lor de construcţie, se deosebesc re-fractometre cu reflexie totală (ex. Abbe), interferenţiale, cu deviaţie etc. refracţie, schimbare a direcţiei de propagare a unei unde la traversarea suprafeţei de separare a două medii diferite. In cazul unor medii omogene, fenomenul se produce potrivit următoarelor două legi: 1) raza incidenţă, normala la suprafaţa de separare în punctul de incidenţă şi raza refractată (transmisă) se află în acelaşi plan; 2) raportul dintre sinusurile unghiului de incidenţă şi celui de refracţie este constant şi egal cu raportul vitezelor undelor în cele două medii. refracţie acustică, refracţie a undelor acustice. Fenomenul este caracterizat de factorul de transmisie acustică T (raportul dintre presiunea acustică maximă a undei transmise pt şi cea a undei incidente pi) şi coeficientul de transmisie acustică t (raportul dintre fluxul de energie transmis şi cel incident O*). în cazul unei refracţii fără disipare de energie, 392 T = ^ = 2 m cos 6$ Pi m cos 0j + cos 0/ ^ 4 m cos 0i cos Of Oi (m cos 0i -f- cos 0*)a undem = £^ (pj şi p2 reprezen-?ivi tînd densităţile celor două medii, iar vx şi v2 — vitezele undelor în aceste medii), 0* şi 0* fiind unghiurile de incidenţă şi de transmisie ale celor două unde (v. fig. 305). refracţie optică, refracţie a undelor electromagnetice din domeniul vizibil. O undă refractată este formată prin suprapunerea undelor secundare, induse la frontiera celor două medii de către cîmpul electromagnetic al undei incidente. Refracţia nu este aceeaşi pentru orice lungime de undă, mediile optice omogene prezentînd fenomenul de dispersie (v.). în mediile neomogene din punct de vedere optic, în care există un gradient al indicelui de refracţie (v.), au loc refracţii succesive ale razei de lumină, în urma cărora aceasta se curbează (ex.: refracţia astronomică, mirajul); în mediile optice anizotrope are loc fenomenul de dublă refracţie (v. anizotropie). refracţie specifică (sau masică, r), mărime utilizată în teoria dispersiei luminii definită prin relaţia: 1 n2 — 1 r = > P V + 2 unde n şi p sînt indicele de refracţie şi, respectiv, densitatea mediului optic. în primă aproximaţie această mărime este aditivă, adică 398 refracţia specifică a unui amestec de n substanţe este: în care Pi este procentul în amestec al componentului de refracţie Hpecifică ri. Produsul dintre masa atomică şi refracţia specifică ale unei substanţe se numeşte refracţie atomică, iar produsul dintre mânu molară şi refracţia specifică se numeşte refracţie molară. refringenţă (n — 1), mărime folo-«ilă în teoria dispersiei în medii optice izotrope, egală cu diferenţa dintre indicele de refracţie n al unui mediu şi indicele de refracţie al vidului (egal cu unitatea). regim Poiseuille v. numărul Reynolds. . regim Venturi v. numărul Reynolds. * regula burghiului v. cîmp magnetic. regula Fleming v. inducţie electromagnetică. regula paralelogramului v. forţă. regula poligonului v. forţă. regula Stokes: energia fotonului finis în timpul luminescenţei este inferioară celei a fotonului absorbit. în consecinţă, liniile spectrale corespunzătoare sint deplasate spre lungimi de undă mai mari. regulator centrifugal, dispozitiv ataşat de obicei maşinilor cu abur, ce permite reglarea automată a admisiei aburului în cilindrul unei maşini termice. Este alcătuit (fig. BEGULI Fig. 306 306) dintr-o bară verticală AB, de care în capătului sînt fixate articulat două tije de lungime egală lt la capetele cărora se află două bile Ci şi C2, de greutate egală G. De ACi şi AC2 sînt articulate alte două tije, care susţin mufa S legată direct de mecanismul ce reglează admis ia vaporilor în cilin drul maşinii. Variaţia vitezei unghiulare o a tijei AB atrage după sine modificarea unghiului a, potrivit relaţiei: cos a = (g fiind acceleraţia gravitaţională), deci şi a poziţiei mufei S, corec-tînd automat viteza de rotaţie şi aducînd astfel maşina la turaţia prestabilită. reguli de cuantificare v. cuantificare, model atomic. reguli (sau legi) de deplasare, reguli valabile în cazul proceselor radioactive naturale sau artificiale, în concordanţă cu legile de conservare a masei şi sarcinii ra-dionuclizilor. Acestea sînt: 1) la o dezintegrare a numărul atomic Z al unui radionuclid se REGULI micşorează cu două unităţi, iar numărul de masă A — cu patru unităţi. Astfel, nuclidul derivat este deplasat în sistemul periodic al elementelor cu două căsuţe la stînga faţă de cel iniţial: zX z ~ 2^ -f 2«; 2) în cazul dezintegrării p+, numărul atomic al radionuclidului se micşorează cu o unitate, iar numărul de masă rămîne neschimbat. Nuclidul derivat este deplasat cu o căsuţă la stînga (trecînd în izobarul anterior): iX-+x±iY + e+; 3) dezintegrarea duce la creşterea cu o unitate a numărului atomic al radionuclidului, numărul de masă rămînînd acelaşi. Nuclidul derivat este deplasat cu o căsuţă la dreapta (trecînd în izobarul imediat următor): ix-* zilY + e-; 4) în cazul emisiei y, nu are loc transmutaţia elementului respectiv (adică numărul atomic şi cel de masă rămîn aceleaşi), schimb îndu-se numai energia internă a radionuclidului: ZX-»£X + Av. V. dezintegrare, radioactivitate. reguli de selecţie, condiţii care precizează tranziţiile permise In realitate, dintre toate tranziţiile virtual posibile din punct de vedere energetic, ale unui sistem cuantic. Se exprimă prin anumite relaţii matematice pe care trebuie să le îndeplinească numerele cuantice caracteristice sistemului înainte şi după tranziţie. Astfel, în cazul unui oscilator armonic liniar, numărul cuantic de vibraţie poate varia numai conform rela- 394 ţiei An — ±4; în cazul rotatoru-lui, numărul cuantic principal poate varia după regula An = ±1, iar numărul cuantic azimutal Al, după regula Al = ±1 (aceasta exclude echivalenţa traiectoriilor eliptice); numărul cuantic magnetic se supune regulii de selecţie Am/ = ± 1 sau 0, iar cel de spin, regulii As = ± 1 sau 0 etc, V. model atomic. relativitate v. teoria relativităţii. relaţia Boltzmann v. entropie. relaţii de nedeterminare (de imprecizie sau de incertitudine) Hei-senberg, relaţii ce leagă impreciziile în determinarea simultană a două coordonate conjugate (coordonate de poziţie x, y, z — impulsuri generalizate pXy pv, pz; energie E — viaţă med ie t etc.), stabilind o valoare minimă pentru produsul lor: Ax Apx ^ h Ay Apy > h Az Apz > h AE At > ht în care h este constanta Planck. Aceste relaţii, stabilite în 1927 de W. Heisenberg, arată că mărimea preciziei de determinare a uneia dintre coordonatele conjugate, sub o anumită limită, duce la micşorarea preciziei în determinarea celeilalte. Aceste condiţii, de limitare teoretică a posibilităţii de determinare experimentală* a caracteristicilor unei micro-particule, derivă din caracterul ei dualist (corpuscular-ondulatoriu). în consecinţă, reprezentările mecanicii clasice îşi pierd sensul şi nu reuşesc să descrie în mod satis- m fileu tor o microparticulă. Evoluţia microparticulelor poate fi caracterizată cauzal cu metodele mecanicii cuantice, proprietăţile corespondente celor din mecanica v. las ic. a avînd, în acest caz, un aspect probabilistic. relaxată, proces ireversibil de restabilire a regimului de echilibru termodinamic al unui sistem, după încetarea unei perturbaţii exterioare. Dacă, de exemplu, se dereglează local regimul de echilibru al nnei plasme prin introducerea unei sonde ce poate extrage electronii roi mai rapizi dintr-o anumită regiune din jurul ei, echilibrul se restabileşte după un anumit timp, uumil timp de relaxare. Distanţa faţă de sondă, pînă la care se manifestă . influenţa perturbatoare a acesteia, se numeşte distanţă de relaxare; în afara acestei distanţe, plasma îşi păstrează echilibrul statistic, distribuţia particulelor sale după viteze fiind aceeaşi, ca şi în absenţa sondei. Dacă un fascicul do electroni pătrunde din afară într-un volum de plasmă (sau trece <1 intr-o regiune a unei descărcări electrice în gaze în alta), ca urmare a interacţiunii lor cu particulele plasmei (electroni, ioni, atomi neutri, fotoni etc.), aceştia capătă treptat o distribuţie a vitezelor corespunzătoare condiţiilor din regiunea respectivă. Timpul cît durează această redistribuire a vitezelor electronilor din fascicul este timpul de relaxare, iar drumul par-«■urs în acest timp se numeşte drum de relaxare. reluctanţă (i?mK raportul dintre tensiunea magnetică Um dintr-o porţiune de circuit magnetic şi fluxul magnetic ce-1 străbate: REST Este mărimea inversă permeanţei magnetice. In SI se măsoară în unu pe henry. reluctanţă specifică, reluctivitate. reluctiyitatc (sau reluctanţă specifică, yj), reluctanţa dintre două feţe opuse ale unui cub. avînd muchia egală cu unitatea, dintr-o substanţă. Este mărimea inversă permeabilităţii (magnetice absolute) jx a substanţei respective: 1 >3 = — • U- în SI se măsoară în metri pe henry. rem v. dozimetrie. remanenţă electrică, stare de polarizare electrică a unui corp fero-electric, caracterizată de o polarizaţie diferită de zero în absenţa vreunui cîmp electric exterior. remanenţă magnetică, stare de magnetizare a unui corp feromagnetic, caracterizată de o magnetizaţie diferită de zero în absenţa vreunui cîmp magnetic exterior. reologie, f arte a mecanicii care se ocupă cu studiul curgerii şi al de-formaţiei în timp ale materialelor considerate ca medii continue, sub acţiunea forţelor exterioare. Mecanica corpurilor plastice şi mecanica fluidelor sînt capitole ale reologie i. reostricţiune, efect pinch. repaus (relativ), stare a unui punct material sau a unui corp care nu-şi modifică poziţia în raport cu un sistem de referinţă. rest atomic, ansamblu format dintr-un nucleu atomic şi electro- REŢEA m nii de pe păturile închise (mai puţin electronii de valenţă). Din punct de vedere electric, restul atomic al unui element alcalin se comportă la distanţe mari la fel cu un nucleu de hidrogen, ca o sarcină punctiformă pozitivă. reţea cristalina v. cristal. reţea de difracţie, dispozitiv optic constînd dintr-un număr mare de linii (trăsături) foarte apropiate între ele, paralele şi echidistante. Reţelele pot fi realizate prin transmisie sau prin reflexie, după cum liniile sînt trasate pe suprafaţa unui mediu transparent (ex. sticlă) sau opac. în ambele cazuri, fantele de difracţie a luminii sînt reprezentate de intervalele dintre trăsături. Reţelele prin transmisie sînt, de regulă, plane; cele prin reflexie pot fi şi curbe (ex. concave), servind în acelaşi timp la focalizarea fasciculelor difractate. Reţelele prin reflexie sînt utilizate pentru difracţia radiaţiilor ultraviolete şi iiifraroşii, ce sînt absorbite de sticla din care sînt confecţionate de obicei reţelele prin transmisie. Distanţa dintre două trăsături succe- sive se numeşte constanta reţelei d = 1 /m, unde m este numărul de trăsături pe unitatea de lungime. Dacă pe distanţa L sînt N trăsături, atunci m = iV/Z, iar d = = L/N. în fig. 307 este reprezentată o reţea R prin transmisie, în planul focal E al lentilei Lz se formează maxime de difracţie pentru acele direcţii a ale razelor de lumină emise de sursa S (aflată în planul focal al lentilei Z,i) pentru care este satisfăcută condiţia: (n2sin a — nxsin i)d = k\, unde k = 0, 1, 2, .... Pentru incidenţă normală (i — 0), unghiuri de difracţie oc mici (sinaia) şi n1~n2~ 1, maximele se află la distanţele xk date de relaţia: 1 xk = — klf — mkXfy d unde X este lungimea de undă a radiaţiei monocromatice folosite, în centrul 0(x = 0) se află franja centrală sau albă (/c = 0). Distanţa dintre două franje succesive (in-terfranja) este i — xk+1 — xk = X//d = mX/. Fig. 307 897 REZISTENTA Reţeaua bidimensională este alcătuită din deschideri echidistante aşezate după două direcţii; atomii situaţi in nodurile unei reţele cristaline formează o reţea tridi-mensională. Reţelele bid imensionale şi tridimensionale sînt de mare importanţă pentru studiul difracţiei radiaţiei X şi a electronilor (v. experienţa Davisson-Germer). reverberaţie, fenomen de persistenţă a unui sunet într-un spaţiu închis (după ce sursa încetează să emită), datorită reflexiilor multiple suferite pe pereţii încăperii înainte de absorbţia sa totală. Timpul în care densitatea energiei sonore se micşorează de 10® ori se numeşte durată de reverberaţie, a cărei valoare depinde de volumul încăperii (fig. 308). Ea se poate calcula cu ajutorul legii de variaţie în timp a densităţii de energie sonoră: w — wae âSv t 4V în care w0 şi w sînt densităţile de energie sonoră la momentul iniţial şi, respectiv, la momentul t; »V este suprafaţa totală a pereţilor (£ — v$j), V — volumul încăperii, v; — viteza de propagare a sunetului, t— timpul, iar a — coeficientul mediu de absorbţie al pereţilor pentru undele sonore: în această relaţie Si este suprafaţa peretelui i, iar a* — coeficientul de absorbţie corespunzător, egal cu raportul dintre fluxul de energie sonoră absorbit şi cel Fig. 308 incident. Durata de reverberaţie devine astfel: T = 0,161 — , ccS relaţie cunoscută sub numele de formula Sabine. rezilienţă (Kn), mărime fizică egală cu raportul dintre lucrul mecanic L necesar ruperii dintr-o singură lovitură a unei bare şi aria A a secţiunii acesteia: K -L An — — • A în SI se măsoară 111 jouli pe metru pătrat. rezistenţă acustică specifică (Ra)> mărime acustică egală cu produsul dintre densitatea p a unui mediu şi viteza de propagare v a undelor acustice în acest mediu: Ra = pw. în SI se măsoară în kilograme pe metru pătrat-secundă. Permite rea* lizarea unei similitudini între relaţiile acustice şi cele electrice: dacă se consideră presiunea sono* ră maximă pm — mărimea corespondentă tensiunii electrice, şi viteza maximă a particulelor mediu REZISTENTA 398 lui — corespunzînd intensităţii curentului, atunci, între aceste mărimi, există o relaţie numită „legea Ohm din acustică": Ra = P-^- Um. rezistenţă admisibilă, valoarea limită convenţională a efortului unitar, reprezentînd o fracţiune din rezistenţa de rupere. V. coeficient de siguranţă. rezistenţă (sau torţă) aerodinamică (R), forţă ce se opune mişcării relative a unui corp solid într-un mediu gazos. Depinde de forma corpului, de natura fluidului şi de viteza relativă de mişcare. După cum mişcarea se face în regim laminar sau turbionar (v. numărul Reynolds), rezistenţa este sau nu dependentă de viscozitatea fluidului. în primul caz, rezistenţa este dată de o relaţie de forma: R = kSf(v)% în care k este coeficientul de rezistenţă în regim laminar si depinde de natura (viscozitatea) fluidului, de profilul corpului, de starea suprafeţei sale; S — secţiunea transversală a corpului, normală pe direcţia de deplasare, iar f\v) — o funcţie de viteza relativă v, care la viteze mici este egală cu v (v. legea Stokcs), iar la viteze mari, cu v2 sau cu vz. La mişcarea în regim turbionar unde kx este coeficientul de rezistenţă în regim turbionar, iar p — densitatea fluidului. rezistenţă de rupere (ar), valoarea maximă pe care o poate atinge efortul unitar dintr-un material solid sub acţiunea unei solicitări simple (întindere, compresiune, forfecare etc.), raportată la aria secţiunii transversale a materialului. Este o caracteristică principală de material şi depinde de nitura şi forma acestuia, de tipul şt durata solicitării, de modul prelucrării anterioare etc. rezistenţă electrică (sau ohmică, R* .*•). mărime ce caracterizează rezistenţa pe care o opune trecerea curentului electric printr-un conductor. în SI se măsoară în ohmi. în curent continuu, este egală cu raportul dintre tensiunea electrică U aplicată unui conductor, care nu este sediul unor forţe electromotoare, şi intensitatea / a curentului electric care îl străbate: Pentru un conductor omogen, valoarea sa depinde numai de temperatură, de natura materialului din care este confecţionat, precum şi de forma şi dimensiunile acestuia potrivit relaţiei: R= pi, & unde p este rezist ivita tea conductorului, S — secţiunea, iar l — lungimea sa. în cazul legării în serie a trei rezistenţe Ru R2y R3 (fig. 309), între capetele exterioare ale circuitului aplicîndu-se diferenţa de potenţial U — Va — % V-C—3-C==>-<----------ry VA VB Fig. 309 m REZONANŢA - VB, rezultă: U = I(Rx + R2 + -I- iî3) = IR. Deci, rezistenţa echivalentă a circuitului este egală cu suma tuturor rezistenţelor circuitului respectiv; în general, în cazul a n rezistenţe, h= 1 în cazul a trei rezistenţe jR1# R2 si R3 (fig. 310) legate in deriva-[ie (sau paralel), conform legilor Kirchhoff: U JL JL J? 111 + ^- + ^- R, (unde/^ /2 şi /3 sînt intensităţile curenţilor electrici prin cele trei rezistenţe), rezultă: I R Deci rezistenţa echivalentă a unui astfel de circuit, alcătuit din n rezistenţe, este dată de relaţia - = £-• Măsurarea rezistenţelor se poate face cu ajutorul punţii simple (v.). In curent alternativ, expresia rezistenţei unui conductor electric este: R = Zsintp, » unde Z este impedanţa, iar — unghiul de defazaj între intensitatea curentului electric şi tensiunea aplicată. rezistenţă electrică specifică, rezist ivit ate. rezistenţă mecanică v. oscilaţie amortizată. rezistivitate (sau rezistenţă electrică specifică, p), mărime caracteristică materialelor egală cu rezistenţa electrică a unui cub din materialul respectiv, cu latura egală cu unitatea. în SI se măsoară în ohm-metri. rezistivitate termică v. conducti-bilitate termică. rezoluţie v. putere separatoare. rezonanţă 1. Fenomenul de oscilaţie a unui sistem fizic în raport cu una dintre mărimile sale de stare, pe seama energiei primite (în mod direct sau prin intermediul unor unde) de la un alt sistem fizic care oscilează cu o frecvenţă apropiată de cea a oscilaţiilor proprii ale primului sistem. Amplitudinea oscilaţiilor induse este maximă în cazul egalităţii acestor frecvenţe şi ar tinde către infinit dacă nu ar exista factori exteriori de genul frecării. După natura mărimilor care oscilează pot exista: rezonantă mecanică (v. cuplaj elastic), rezonanţă acustică (v. rezonator Helmholtz), rezonanţă e-lectrică (v. circuit electric) etc. Fenomenul prezintă aplicaţii la kezonanţA instrumentele muzicale (pentru timbrarea sunetelor), în radio tehnică (la acordarea circuitelor), în cercetările de fizica corpului solid (ex. rezonanţă paramagnetică) etc; Sn unele cazuri însă provoacă efecte dăunătoare (ex. trepidaţii), astfel încît trebuie luate măsuri pentru evitarea ei. 2. V. particulă elementară. rezonanţă paramagnetică, fenomen de absorbţie, la rezonanţă, a energiei unui cîmp magnetic de înaltă frecvenţă de către particulele (molecule, atomi sau ioni) unei substanţe paramagnetice aflate într-un alt cîmp magnetic constant (de obicei perpendicular pe primul). Se datoreşte tranziţiilor induse de cîmpul magnetic alternativ între subnivelele Zeeman ale sistemelor cuantice aflate în cîmp magnetic constant (v. efect Zeeman). în cazul în care cîmpul magnetic constant este suficient de intens pentru a desface spinul nuclear de sub influenţa electronilor orbitali, la rezonanţa paramagnetică participă numai momentele magnetice nucleare, iar fenomenul poartă numele de rezonanţă magnetică nucleară (RMN). Dacă la rezonanţa paramagnetică participă momentele magnetice datorate mişcării orbitale şi de spin a electronilor, aceasta se numeşte electronică; în particular, dacă contribuţia mişcării orbitale a electronilor este nulă, fenomenul se numeşte rezonanţă electronică de spin (RES). Rezonanţa paramagnetică stă la baza unor metode moderne de cercetare în fizica nucleară, fizica corpului solid, biofizica etc., permiţînd determinarea cu mare exactitate a momentelor magnetice şi electrice nucleare, investigarea structurii atomilor şi moleculelor, stabilizarea cîmpu-rilor magnetice, studiul proprie- 400 tăţilor corpurilor lichide şi solide, al cuplajului spin-spin şi spin-or-bită etc. Principiul de construcţie al maserilor se bazează pe rezonanţa paramagnetică electronică. rezonator, sistem fizic capabil să intre în oscilaţie prin rezonanţă, cînd este excitat cu oscilaţii de frecvenţă egală cu frecvenţa sa proprie. rezonator Helmholtz, rezonator ce oscilează sub influenţa undelor acustice de o anumită frecvenţă. Este alcătuit dintr-o cavitate cu pereţi rigizi care, prin intermediul unui tub îngust numit gîtul rezonatorului (fig. 311), se află în contact cu mediul înconju- rător. Frecvenţa sa proprie de oscilaţie este: V° ~ 2tt |f lejV 1 unde v este viteza sunetului în aer, S — secţiunea gîtului rezonatorului, V — volumul cavităţii, iar l,*r — lungimea efectivă a gîtului, calculabilă cu relaţia: hf = l + 0,62 r, în care l este lungimea geometrică şi r — raza secţiunii gîtului rezonatorului. Rezonatorii Helmholtz sînt folosiţi ca absorbanţi selectivi de sunet, în scopul unor corecţii acustice a încăperilor. rezonator Hertz, rezonator ce intră în oscilaţie sub influenţa undelor 401 uîeetromagnetice de o anumită frecvenţă. Constă dintr-o vergea de cupru curbată în formă de cerc. prevăzută cu un mic eclator cu două sfere la cele două capete; între sferele acestuia, la rezonanţă, apar scîntei. A fost construit-şi utilizat pentru punerea iu evidenţă a undelor electromagnetice de H. Hertz. tvzultantâ (R), forţă obţinută prin compunerea (însumarea vectorială) tuturor forţelor care acţionează asupra unui corp. în anumite situaţii, este echivalentă cu sistemul forţelor considerate. rigiditate, proprietate a corpurilor solide de a nu se deforma sub acţiunea forţelor ce acţionează asupra lor. Nici un corp solid real nu eslo perfect rigid. rigiditate dielectrică, mărime ce caracterizează rezistenţa unui material izolant la trecerea curentului electric, exprimată prin valoarea minimă a intensităţii cîmpului electric care poate produce străpungerea electrică a acestuia, în anumite condiţii. rontgen v. dozimetrie. Rontgen [rontgen], Wilhelm Con- i. d (1845—1923), fizician german. Studiind descărcările electrice în RUTHERFORD tuburi vidate, a descoperit (1895) emisia unor radiaţii penetrante, pe care le-a numit radiaţii X. Premiul Nobel (1901). rontgenoluminescenţă v. lumines-cenţă. rotaţie v. mişcare mecanică. rotor v. generator electric, motor electric. rutherîord (Rd), unitate de măsură folosită în exprimarea activităţii unei surse radioactive, egală cu IO6 dezintegrări pe secundă. Rutherford [râflaf @d], Eraest (1871 —1937), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. A descoperit radiaţiile nucleare a şi p emise de substanţele radioactive şi a stabilit că prin dezintegrarea a a radiului se formează un gaz radioactiv, radonul, pe care a reuşit să-l lichefieze. Studiind împrăştierea particulelora în foiţe subţiri de substanţă, a stabilit existenta nucleului atomic şi, astfel, apus bazele (1911) modelului atomic planetar. în 1919 a obţinut transmutaţia azotului în oxigen prin iradiere cu particule a. iniţiind astfel cercetarea reacţiilor nucleare controlate. Premiul Nobel pentru chimie (1908). Sanielevici, Alexandru' 1890-1969), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. M. coresp. al Acad. Cercetări în domeniul fizicii nucleare şi radioactivităţii. sarcină electrică (cantitatc de electricitate sau electricitate, q sau Q}> mărime ce caracterizează proprietatea corpurilor de a crea în jurul lor un cîmp electric şi de a fi acţionate cînd sînt introduse în cîmpul electric al altor corpuri. Produsul acestei mărimi cu intensitatea cîmpului electric exterior E este egal cu forţa electrică F care se exercită asupra corpului respectiv: F = #E. Se măsoară în coulombi (în SI) şi în franklini (în sistemul CGSs0). Poate fi pozitivă (în cazul unei lipse de electroni în corp) sau negativă (în cazul unui exces de electroni); sarcinile de acelaşi semn se resping, iar cele de semn contrar se atrag. Valoarea absolută a sarcinii electrice a electronului se numeşte sarcină elementară (v. constantă fizică universală). sarcini electrică volumică, densitate de sarcină. sarcină elementară v. sarcină e-lectrică. sarcină magnetică ( reali- 2 zîndu-se astfel o economie de forţă. Scripetele compus este un sistem de mai mulţi scripeţi ficşi şi mobili, cuplaţi în diferite moduri. Astfel, mufla este constituită din mai mulţi scripeţi fixaţi pe aceeaşi furcă. Fixarea se poate face pe acelaşi ax (cînd diametrele scripeţilor sînt egale) sau pe axe paralele (cînd diametrele lor diferă). Palanul este alcătuit din două mufle identice (fig. 313, a şi fc); forţa rezistentă se aplică la furca muflei inferioare, realizîndu-se ast- o b Fig. 313 404 fel o economie de forţă, conform relaţiei: F= —, în care n este 2 n numărul de scripeţi (mobili) ai unei mufle. Scripetele exponenţial conţine un scripete fix şi n scripeţi mobili şi realizează o economie de forţă, potrivit reia- . • • rţ R tiei: F = — * 2n secţiune eficace (a), mărime ce caracterizează eficacitatea diferitelor procese (ex.: împrăştiere, absorbţie, ionizare, fisiune, recombinare, captură, excitare etc.) care se produc la interacţia unui flux de particule cu substanţa. Este definită ca raportul dintre numărul ni al proceselor de un anumit tip i, care au loc la interacţia dintre fluxul incident şi o particulă-ţin-tă, şi numărul n de particule-proiectil, care străbat în unitatea de timp o suprafaţă (trecînd prin ţinta considerată în poziţia iniţială) perpendiculară pe direcţia fasciculului, cu aria egală cu o unitate: n Reprezintă aria atribuită unei par-ticule-ţintă, astfel încît numărul proceselor să fie egal cu numărul de particule care pătrund într-o sferă a cărei secţiune diametrală este egală cu această arie. Se măsoară în centimetri pătraţi sau, de obicei, în barni. în cazul proceselor elastice, 200 sînt radioactive, formînd trei serii radioactive naturale a căror denumire provine de la elementul radioactiv iniţial: a uraniului (292U), a toriului (2|oTh), a N-Z 52 50 *8 *6 Vi" 'miF, o m o ' /1sTA3 ThX TAA 7fiâ ŢhC” \T/>C'Ap6 Seria 4-n !32n Fig. aa 232 228 22b 220 216 2/2 208A Fig. 322 2U237 233 229 225 22/ 2t7 213 209A N-Z 54- 52 50 48- 46 44- 42 W~x. O—* \az fia fin fia A UE Ser/a bn+2 238ampi RaB fiaC —~iRaC" RaH RaC' RaE 7af' Fig. 323 238 234 230 226 222 218 214 2/0 206 A N-Z_ 51 Fig. 324 43 47 45 43 ~AcO UV Ac Ac/C %4cX An Ac A Ac3 fief Ac Sena bn+3 P95u mpA AcC" Pb 235 231 227 223 219 215 211 257 A SERIE actiniului (2f»Ac)şioserie radioactivă artificială compusă din elemente sintetice, a americiuhii (295Am). în general, numărul de masă al acestor serii se poate exprima cu ajutorul relaţiei A — = 4rt + a, unde n este un număr întreg, iar a = 0 — pentru seria tor iu lui, a = 1 — pentru seria americiu lui, a — 2 — pentru seria uraniului, şi a = 3 — pentru seria actiniului. Pentru seria tor iu lui, elementul final stabil este plumbul (2gfPb), pentru a americiu-lui — bismutul (^iBi), pentru a uraniului — plumbul (2g|pb)> şi pentru a actiniului — plumbul (282Pb)- Cele patru serii radioactive sînt cuprinse în figurile 321, 322, 323 şi 324, reprezentîndu-se pe ordonată diferenţa dintre numărul neutronilor N şi numărul atomic Z al elementelor şi pe abscisă — numărul lor de masă A; pe direcţia orizontală este indicat, prin săgeţi, procesul de dezintegrare a, iar pe verticală — procesul de dezintegrare p. în cadrul fiecărui proces radioactiv sînt respectate regulile de deplasare (v.). în prezent sînt cunoscute 13 elemente transuraniene (cu Z> 92); acestea nu există în stare naturală, ele fiind obţinute pe cale artificială. Cu creşterea numărului atomic viaţa medie a elementelor scade foarte repede, iar numărul lor de masă este determinat numai orientativ. Cu cît numărul N de neutroni al unui izotop transuranian este mai mic, cu atît el este mai stabil. Elementele transuraniene sînt, în general, instabile în raport cu fisiunea spontană şi cu dezintegrarea a. serie spectrală, ansamblul liniilor spectrale corespunzătoare tranziţiilor unui atom sau ale unei molecule de la o singură stare energetică (spectru de absorbţie) sau 41# către aceeaşi stare energetică (spectru de emisie). Seriile spectrale ale hidrogenului atomic sînt denumite: Lyman, Balmer, Paschen, Brackett, Pfund, Humphry. Seria Lyman aparţine domeniului ultraviolet, corespunzând tranziţiilor din sau către nivelul fundamental. Numerele de undă ale liniilor spectrale se calculează cu ajutorul relaţiei: unde n = 2, 3, 4, iar R = = 1,0973731(3)* 107m~1 este constanta Rydberg. D in seria Lyman se cunosc 15 linii cu lungimile de undă între 1 215,4 şi 915,3 A. Seria Balmer este cuprinsă în domeniul vizibil şi ultraviolet şi corespunde tranziţiilor din (sau către) primul nivel excitat; pentru calculul lungimilor deundăale liniilor, Balmer a stabilit relaţia empirică : , 3 645,6 n2 Mn , X =--------»----. io-» cm (n* - 4) (formula Balmer), unde n = = 3,4,5,6...... Lungimile de undă ale seriei Balmer sînt cuprinse între 6 563,04 şi 3 645,6 Â. Modi-ficînd relaţia corespunzătoare seriei Lyman, Rydberg a găsit pentru numerele de undă expresia: [ 22 n2) unde n = 3, 4, 5, .... Seria Paschen din domeniul infraroşu conţine linii spectrale emise sau absorbite în tranziţii la care participă al doilea nivel excitat, ale căror numere de undă se calculează cu ajutorul relaţiei: 411 SERIE unde n = 4, 5, 6, ... Lungimile de undă ale seriei Paschen sînt cuprinse între 18 751,3 şi 12 817,5A. Seria Brackett aparţine domeniu Iui infraroşu, corespunzînd celui de al treilea nivel excitat; numerele de undă ale liniilor sale sînt date de expresia: 14* «2J unde n = 5, 6, 7.........Seria Pfund este cuprinsă în domeniul infraroşu, fiind compusă din linii emise sau absorbite la tranziţii către al patrulea nivel excitat; numerele de undă ale acestor linii verifică relaţia: 152 n*J unde n = 6, 7, 8, .... Seria Hum-phry din domeniul infraroşu conţine linii cu numere de undă ce se calculează cu ajutorul relaţiei: \62 n‘1 ■=r{1---------L_j l/i'* n'V dată ionizat satisfac relaţia generală: U,a n"*) unde *v este numărul de unde corespunzător liniei, Z — numărul atomic (în cazul de faţă Z = 2), n'— numărul cuantic principal al stării de energie inferioară, n" — cel al stării de energie superioară. Dintre aceste serii, cele pentru care n' = 2 şi n' = 4 prezintă un interes deosebit. Cînd n' = 2, s© obţine: 1 ^ = 1.2* = 3, 4, 5, sau unde n — 7, 8, 9, ....Aceste relaţii sînt forme particulare ale relaţiei: (unde n" — n' + 1, n' + 2, n' + + 3, ...), care se stabileşte pe cale teoretică cu ajutorul modelului atomic Bohr. Heliul neutru (Hei) este caracterizat de linii spectrale care pot fi interpretate cu ajutorul mecanicii cuantice, în timp ce spectrul heliului o dată ionizat (Hell) cu^ prinde linii spectrale care pot fi explicate, pe baza modelului atomic Bohr. Potrivit acestui model, seriile spectrale ale heliului o unde Această relaţie arată că liniile seriei pentru n" par sînt suprapuse peste liniile seriei Lyman a hidrogenului şi pentru n" impar — sînt dispuse între acestea. Cînd n' ~ 4, se obţine seria Pickering caracterizată prin: / 1 1 'v = R / —----------- 22 n" unde n" = 5, 6, 7, .... Se observă că pentru n" par, liniile acestei serii se suprapun peste liniile seriei Balmer a hidrogenului, iar cînd n" este impar — se află între aceste linii. Seria Pickering a fost atribuită iniţial hidrogenului şi, abia după elaborarea modelului atomic Bohr, s-a clarificat faptul că ea aparţine heliului o dată ionizat (ceea ce a constituit o confirmare a acestui model). Suprapunerile menţionate se produc SERIE numai în primă aproximaţie căci, dacă se ţine seamă de masa finită a nucleului, se constată o uşoară deplasare spre ultraviolet a liniilor spectrale ale heliului. în cazul metalelor alcaline, la formarea seriilor spectrale ia parte electronul de valenţă (optic) al atomilor metalelor alcaline. Aceştia conţin pături electronice complete şi o pătură periferică incompletă, cu un singur electron. De aceea, modelul atomic al metalelor alcaline seamănă cu cel al atomului de hidrogen, electronul optic fiind suficient de departe de restul atomic pentru ca acesta să interac-ţioneze cu el ca o sarcină pozitivă (întrucît acţiunea celorlalte sarcini pozitive ale nucleului este neutralizată de acţiunea sarcinilor negative — electronii — de pe păturile complete). La tranziţiile electronului optic de pe stări de energie superioară pe stări de energie inferioară (sau invers), atomilor metalelor alcaline le corespund spectre de emisie (sau de absorbţie) constituite din serii spectrale formate din linii ale căror numere de undă se calculează cu ajutorul relaţiei: l(*' + *i)2 K + c2)V unde R este constanta Rydberg, n' şi n" — numerele cuantice principale ale stărilor de energie inferioară şi, respectiv, superioară, iar cx şi c3 — constante caracteristice unei anumite serii. Seria fină ia naştere atunci cînd n' = 3, »" === 4, 5, 6, iar ct — — 1,35, c2 — — 0,87. Seria principală se formează cînd n' — = 3, n" = 3, 4, 5, ..., iar = = — 0,87, c2 = — 1,35. Seria difuză corespunde numerelor n' = 3, 412 n" = 3, 4, 5, ..., iar cx = — 0,01, ct = — 0,87. Seria fundamentală se caracterizează prin n' — 3, n" = 4, 5,-6 ..., iar cx ~ 0,00, c2 = 0,01. Se observă că, uneori, serii spectrale diferite corespund tranziţiei electronului între stări cu acelaşi număr cuantic principal; acest lucru este posibil deoarece stările respective sînt caracterizate de numere cuantice orbitale (deci de energii) diferite, ceea ce se reflectă în valorile constantelor cx şi cz. Unele linii spectrale se prezintă sub formă de dublet, acesta datorîndu-se mişcării de spin a electronului. Seriile spectrale produse de atomi diferiţi (ex. de hidrogen neutru, de heliu simplu ionizat, de litiu dublu ionizat etc.), dar care au acelaşi număr de electroni se numesc izoelectronice. Lungimile de undă ale liniilor acestora pot fi calculate după formule de tip Balmer. Datorită diferenţei dintre masele nucleare, constanta Rydberg diferă întrucîtva de la un ion la altul; astfel, spre deosebire de constanta Rydberg pentru hidrogen (v. constantă fizică universală), /?Li = l,097286‘107m“1 şi iÎBe = 1,097305- IO7 nr1. sferă fotometrică v. fotometru. siemens (S), unitate de măsură a conductanţei în SI. Reprezintă con-ductanţa unui conductor a cărui rezistenţă electrică este de un ohm. Sin. mho (Q-1). simbol v. sistem de unităţi. simetrie, proprietate a funcţiei de undă asociată unui sistem de particule de a rămîne neschimbată la permutarea1 coordonatelor unei perechi de particule. 413 simultaneitate, proprietate a unor evenimente sau fenomene de a se produce în acelaşi moment. V. transformări Lorentz. sincrociclotron, fazotron. sinerofazotron (consmotron, beva-tron sau sincrotron de protoni), accelerator ciclic rezonant utilizat pentru obţinerea particulelor grele, încărcate electric (ex. protoni) şi de energie foarte mare, al cărui principiu de funcţionare se aseamănă cu cel al microtronului şi al fazotronului. Este un sincrotron de rază mărită, la care tensiunea de accelerare aplicată pe o cavitate rezonantă are frecvenţă variabilă. Traiectoria particulelor este curbată cu ajutorul unor elec-tromagneţi plasaţi în lungul tunelului circular, în interiorul căruia are loc accelerarea. Scăderea frecvenţei tensiunii de accelerare (ca la fazotron), aplicate pe una sau mai multe porţiuni de pe traiectorie, are loc simultan cu mărirea intensităţii cîmpului magnetic (ca la micro tron), astfel asi-gurîndu-se sincronismul cu mişcarea particulelor. După accelerarea pînă la energia maximă, intensitatea fasciculului de particule accelerate cu energii înalte scade brusc, deoarece cîmpul magnetic şi frecvenţa generatorului revin la valoarea iniţială pentru începerea unui nou ciclu de accelerare (a unui alt grup de particule). în sincrofa-zotroanele mari, un ciclu de accelerare se repetă la cîteva secunde. Creşterea frecvenţei tensiunii de accelerare trebuie controlată continuu, iar valoarea intensităţii cîmpului magnetic trebuie să corespundă unei anumite energii a particulelor; altfel, ciocnindu-se de pereţii camerei vidate, acestea şi-ar pierde din energia acumulată. Injecţia SINCROTRON particulelor în sinerofazotron se face de la un accelerator preliminar (liniar rezonant Van de Graaff, ciclotron etc.), energia acestora avînd iniţial valori cuprinse între 4 şi 20 MeV. în prezent, energia maximă a protonilor acceleraţi cu ajutorul sincrofazotronului este de 70 GeV, valoare ce depăşeşte de aprox. 3 000 de ori valoarea energiei acestora atinsă în ciclotron. sincronism, proprietate a unor fenomene periodice asemănătoare de a se desfăşura simultan, în mod paralel. sincrotron, accelerator ciclic rezonant folosit pentru obţinerea electronilor de mare energie, superioară celei obţinute în beta tron, în care se realizează un sincronism între mişcarea de rotaţie a electronilor şi variaţia tensiunii acceleratoare. în sincrotron este utilizat un cîmp magnetic crescător în timp, concentrat în vecinătatea orbitei de echilibru care corespunde variaţiei frecvenţei de rotaţie a electronilor datorită creşterii masei cu viteza. Tensiunea de accelerare aplicată rezonatorului are frecvenţa constantă. în expresia frecvenţei W este energia totală, iar m0c2 (<ÎT) — energia de repaus a £ electronilor; deci / =---------Frec- 27xr venţa f de mişcare a electronilor pe orbita de accelerare şi raza r a orbitei sînt constante. Cavitatea (saucavităţile) rezonantă(e) pe care este aplicată tensiunea de accele- SINCROTRON rare, de frecvenţă egală cu frecvenţa de rotaţie a particulelor, se află pe traiectoria acestora. Energia acumulată de electroni, după străbaterea spaţiului de accelerare, este AW = eVQ cos 9, unde V0 este amplitudinea maximă a diferenţei de potenţial aplicată rezonatorului, iar 9 — faza cîmpului în momentul trecerii electronilor; în afara acestui spaţiu, electronii se mişcă cu viteză constantă. Accelerarea sincrotronică este posibilă atunci cînd energia electronului este de 2—3 MeV, altfel nu ar exista o orbită de accelerare cu rază constantă; pentru atingerea ei, sincrotronul lucrează la început în regim de betatron (v.), după care are loc aplicarea tensiunii de înaltă frecvenţă la rezonator şi intrarea în regim de sincrotron. Cu ajutorul sin-crotronului se obţin electroni cu energii de cca. 5—7 GeV, între-cînd cu un ordin de mărime energia limită obţinută în cazul beta tronului; ca şrbe ta tronul, poate fi utilizat la producerea unor radiaţii y foarte dure. sincrotron de protoni, sincrofazo-tron. singlet v. multiplet. sintonie, acord. sistem cristalografie v. cristal. Sistem de referinţă (sau referenţial), ansamblu de elemente geometrice (puncte, linii, suprafeţe) sau corpuri considerate fixe, faţă de care se consideră poziţia şi mişcarea unui corp. Sistemul de referinţă, fix sau aflat în mişcare rectilinie şi uniformă, în care este valabil principiul inerţiei se numeşte inerţial. Exprimarea legii de mişcare a unui corp faţă de 414 două sisteme inerţiale distincte se face prin ecuaţii similare. Prin nici o experienţă fizică, efectuată în interiorul unui sistem de referinţă inerţial, nu se poate stabili dacă el este în repaus sau în mişcare rectilinie şi uniformă. V. teoria relativităţii. sistem de unităţi, ansamblu de unităţi de măsură constituit dintr-un număr restrîns de unităţi fundamentale din care se pot obţine, pe baza unor legi fizice, unităţile derivate. Dacă se măsoară o mărime fizică cu două unităţi diferite, (y4j] şi [A2], se obţin valori numerice diferite, ax şi, respectiv, a?, al căror raport este egal cu inversul raportului unităţilor de măsură: «1 _ OM _ a2 1/^1 ] Această egalitate numită teorema fundamentală a uni ăţilor de măsură poate fi uşor demonstrată plecînd de la relaţiile: A . A flj - ŞI dn = • MiJ M,] Există o deosebire fundamentală între formula matematică, în care intră numai mărimi, şi formula fizică corespunzătoare/ care cuprinde numai valori măsurate. De exemplu, formula matematică a vitezei unui corp în mişcare rectilinie şi uniformă este: T care poate fi scrisă: t [rj 415 de unde se obţine formula fizică: * s v — k — t t r ci unde k = ——— poartă numele [V] [Ty de coeficient parazit şi este în general diferit de 1, deoarece unităţile [£], [T], [V] au fost alese în mod cu totul arbitrar. Rezultă că formula fizică care se foloseşte în practică diferă de formula matematică prin coeficientul parazit k. Sistemul unităţilor alese arbitrar (k =£ 1) constituie un sistem incoerent. Dacă se egalează expresia coeficientului parazit k cu unitatea, formula fizică obţinută nu conţine coeficientul parazit şi poartă numele de relaţie de condiţie. Astfel, dacă se egalează coeficientul parazit k din formula vitezei cu unitatea: JL W = * [F] [T\ relaţia de condiţie capătă forma: _ s t Astfel, formula fizică în care intervin direct valorile măsurate devine identică cu lormula matematică. Din expresia lui k se observă că, în acest scop, pot fi alese arbitrar doar două din unităţi, cea de a treia urmînd să fie aleasă în funcţie de primele două. Egalînd coeficienţii paraziţi din formulele fizice cu unitatea, numărul unităţilor alese arbitrar se reduce mult, ele constituind unităţile fundamentale; celelalte unităţi, a căror alegere nu mai este arbitrară ci definirea lor se face cu ajutorul unităţilor fundamentale, sînt unităţi derivate. Sistemele de unităţi astfel constituite poartă numele de SISTEM sisteme coerente de unităţi. Formulele fizice specifice sistemelor coerente de unităţi nu conţin coeficientul parazit. Aceste sisteme sînt caracterizate prin natura şi mărimea unităţilor fundamentale, iar denumirea lor derivă, în general, de la denumirile unităţilor fundamentale (ex. sistemele centi-metru-gram-secundă: CGS; metru-kilogram-secundă: MKS etc.). Sistemul Internaţional de Unităţi este primul sistem coerent al cărui simbol (SI) nu mai derivă de la denumirile unităţilor fundamentale. Unitatea de măsură [A] a unei mărimi fizice oarecare este în funcţie de unităţile fundamentale, care stau la baza sistemului LTMX% unde L este unitatea de lungime, T — unitatea de timp, M — unitatea de masă, iar X — unitatea caracteristică sistemului considerat. Se poate scrie: [A] = /(L,7\M,X),1 unde f are forma: f(L,M,T,X) = L«'1® AF Xs. Formula ui] = L*M?"r(xs indică felul în care unitatea de măsură a unei mărimi derivate depinde de unităţile fundamentale ale sistemului LMTX şi poartă numele de ecuaţia unităţii derivate. Exponenţii a, p, y» & se numesc dimensiunile (şau gradele de omogenitate) ale unităţii derivate: a este dimensiunea în raport cu unitatea de lungime Ly (î — în raport cu unitatea de masă M, Y — în raport cu unitatea de timp T, iar 8 — în raport cu cea de a patra unitate, X. în cazul unei formule matematice, este respectată condiţia de omogenitate, potrivit căreia ambii membri ai săi au aceleaşi dimensiuni în raport SISTEM cu unităţile fundamentale. Dacă o unitate derivată nu depinde de vreuna dintre unităţile fundamentale, atunci dimensiunea sa în raport cu acea unitate este zero. Spre exemplificare, unitatea derivată de energie din Sistemul Internaţional, joule-ul (J), se poate exprima în funcţie de unităţile fundamentale: metru (m), kilo- gram (kg) şi secundă (s), ecuaţia sa dimensionala fiind: J =■ m-kgs~2. Au fost elaborate mai multe sisteme de unităţi, dintre care mai cunoscute sînt: — CGS (centimetru-gram-secundă), folosit în mecanică; —CGSe0 (cent imetru-gram-secundă-permitivitatea vidului, fără dimensiuni şi egală cu 1), folosit în electricitate; — CGS^o (centimetru-gram-secun-dă-permeabilitatea vidului, fără dimensiuni şi egală cu 1), folosit în magnetism (ultimele două sisteme constituie împreună sistemul Gauss); — MKfS (metru-kilogram forţă-se-cundă), folosit în mecanică. Toate sistemele amintite, deşi încă folosite, sînt sisteme tolerate. în prezent, singurul sistem de unităţi considerat legal este Sistemul Internaţional (SI), adoptat în anul 1960 de cea de a Xl-a Conferinţă Generală de Măsuri şi Greutăţi. Legiferat în ţara noastră în august 1961, acesta conţine un număr de şase unităţi fundamentale, două unităţi suplimentare şi un mare număr de unităţi derivate. Unităţi fundamentale ale SI sînt: — metrul (m) — lungimea egală cu 1 650 763,73 lungimi de undă, în vid, ale radiaţiei emisă de atomul de kripton 86 la tranziţia între nivelele 5d5 şi 2p10; — kilogramul (kg) — masa „kilogra-mu lu i in ternaţ ional“—pro to t ipu 1 de 416 platină iridiată, păstrat la Biroul Internaţional de Măsuri şi Greutăţi de la Sevres, în Franţa; — secunda (s) — intervalul de timp egal cu 9192 631 770 perioade de oscilaţie ale radiaţiei emise la tranziţia între două nivele hiper-fine (F = 4, Mp =0 şi F = 3, Mp — 0) ale stării fundamentale 3^i/2 a atomu^ui de cesiu 133; — amperul (A) — intensitatea unui curent electric constant care, menţinut în doi conductori rectilinii şi paraleli, de lungime infinită şi secţiune neglijabilă, aflaţi în vid la distanţa de un metru unul de altul, produce între aceştia o forţă de 2 • 10“7 N pe fiecare metru de lungime; — kelvinul (K) — unitatea de măsură în scara termodinamică de temperatură în care pentru punctul triplu al apei se alege valoarea 273,16 K; — candela (cd) — intensitatea luminoasă în direcţia normală a unei \ suprafeţe cu aria de----------- m* a 600 000 unui corp negru aflat la temperatura de solidificare a platinei, la presiune atmosferică normală. Unităţile suplimentare ale SI sînt: — radianul (rad) — unghiul plan care subîntinde un arc de cerc egal cu raza (1 rad = 57°17'45"); — steradianul (sr)—unghiul solid sub care se vede din centrul unei sfere suprafaţa sferică egală cu R2. Tabelul 23 conţine unităţile Sistemului Internaţional adoptate pînă în prezent de Conferinţa Generală de Măsuri şi Greutăţi (din 1967). Multiplii şi submultiplii cu denumire specială ai unităţilor de măsură din SI, Care au fost recunoscuţi pînă în prezent de Conferinţa Generală de Măsuri şi Greutăţi, sînt cuprinşi în tabelul 24. 417 SISTEM Tabelul 23 Nr. il&rimea Unitatea de măsură Denumire I Simbol 1 lungime 2 masă 3 timp 4 intensitate a curentului electric 5 temperatură termodinamică intensitate luminoasă 1 unghi plan 2 unghi solid Mărimi geometrice şi mecanice 1 suprafaţă 2 volum 3 număr de undă 4 frecvenţă densitate (masă volumică) 6 viteză 7 viteză unghiulară 8 acceleraţie acceleraţie unghiulară 10 forţă 11 presiune, tensiune mecanică 12 viscozitate dinamică 13 viscozitate cinematică 14 lucru mecanic, energie, cantitate de căldură 15 putere Mărimi electrice şi magnetice 16 sarcină electrică (cantitate de electricitate) 17 tensiune electrică, diferenţă de potenţial, forţă (tensiune) electromotoare Unităţi fundamentale metru kilogram secundă amper kelvin candelă Unităţi suplimentare radian I steradian | Unităţi derivate metru pătrat metru cub unu pe metru hertz kilogram pe metru cub metru pe secundă unu pe secundă metru pe secundă la pătrat unu pe secundă la pătrat newton newton pe metru pătrat nowton-secundă pe metru pătrat metru pătrat pe secundă joule watt coulomb m kg s A K cd rad sr volt ma m3 l/m Hz, l/s kg/m3 m/s l/s m/s2 l/s2 N, kg -m/s3 N/m2 N • s/m2 m2/s J, N -m W, J/s C, A * s V, W/A 27 — Dicţionar de fizică SISTEM 418 18 intensitate a cîmpului electric volt pe metru V/m 19 rezistenţa electrică ohm a v/a 20 capacitate electrică farad K, A-s/V 21 fluxul inducţiei magnetice weber Wb, V-s 22 ind-uctanţă henry 11, V-s/A 23 inducţie magnetică tesla T, Wb/m2 24 intensitatea cîmpului magnetic amper pe metru A/m 25 forţă magnetomotoare Mărimi termice amper A 26 entropie joule pe kelvin J/K 27 căldură specifică joule pe kilogram-kelvin J/kg-K 28 conductivitate termică Mărimi optice watt pe metru-kelvin W/m-K 29 intensitate energetică watt pe steradian W/sr 30 flux luminos lumen lm, cd-sr 31 luminanţă candelă pe metru pătrat cd/m2 32 iluminare Mărimi nucleare lux lx,lm/m2 33 activitatea unui radionuclid sau a unei surse radioactive unu pe secundă l/s Tabelul 24 Nr. Mărime Multiplu sau submultiplu al unităţii din SI Denumire specială Simbol 1 volum, capacitate 10“3m3 litru 1 2 ma6ă 103kg tonă t 3 forţă, greutate 10-6N dină dyn 4 presiune 105N/m2 bar bar 5 lucru mecanic, energie, 10~7J erg erg cantitate de căldură 6 viscozitate dinamică 10"*1N ■ s/m2 poise P 419 în Sistemul Internaţional, mulţi-plii şi submultiplii zecimali ai unităţilor de măsură se alcătuiesc cu ajutorul prefixelor redate în tabelul 25. Tabelul 25 Factorul de multiplicare Prefixul Simbolul prefixului IO12 tera T IO9 giga Cr IO6 mega M IO3 kilo k IO2 hecto li 10 deca da IO-1 deci d 10-a cenţi c l0-3 mili m IO"6 micro V- 10-9 nano n IO-*!2 pico P 10*"15 i'emto f 1 io-18 1 atto a sistem optic apocromat v. acromatizare. sistem optic centrat, succesiune de suprafeţe sferice, care separa o serie de medii optice izotrope diferite, avînd centrele şi vîrfurile dioptrilor pe aceeaşi dreaptă, numită axa optică a sistemului. Elementele sale mai importante sînt: — focarele principale (Fx şi Fz)\ — planele focale — planele perpendiculare pe axă, în focare; — planele principale (IIx şi H2) — două plane conjugate, perpendiculare pe axa optică pentru care mărirea liniară este egală cu unitatea ; dacă din focarul-obiect izvorăşte o rază ce cade pe sistem după o direcţift care înţeapă planul principal-obiect II x la o distanţă h de axa optică, ca va părăsi sistemul după o direcţie (paralelă SISTEM cu axa) care înţeapă planul principal-imagine la aceeaşi distanţă h de axă; — punctele principale—obiect şi imagine (ttx şi tu2) — punctele în care axa optică înţeapă planele principale; — interstiţiul (A) — distanţa dintre planele principale; — punctele nodale (iVx şi iV2) — puncte situate pe axa optică, avînd proprietatea că o rază incidenţă ce trece prin punctul nodal-obiect Nlt făcînd un unghi a cu axa, părăseşte sistemul, trecînd prin punctul nodal-imagine Nz, sub acelaşi unghi a faţă de axă; — planele nodale — planele perpendiculare pe axa optică în punctele nodale. Planele şi punctele definite mai sus se numesc elementele cardinale ale sistemului optic centrat. Distanţele focale ft şi f2 ale sistemului se măsoară de la punctele principale. Sistemul optic centrat alcătuit din două sisteme optice S' şi S'\ pentru care focarul principal posterior (focarul-imagine) F2 al sistemului S' coincide cu focarul principal anterior (focarul-obiect) Fi al sistemului S", se numeşte a focal (sau telescopic); acest sistem are interstiţiul A egal cu suma distanţelor focale-obiect şi imagine ale sistemelor componente. Mărirea liniară y a sistemului afocal nu depinde de poziţia obiectului. Dacă sistemul se află în aer (sau dacă mediul este acelaşi de o parte şi de alta a sistemului), atunci : unde /' şi f" sînt distanţele focale ale sistemelor optice componentei 27* SISTEM 420 sistem termodinamic, porţiune din spaţiu de dimensiuni relativ mici, conţinînd un mare număr de molecule, a cărei stare este definită cu ajutorul unui grup de mărimi, numite parametri de stare (v.). Cînd parametrii de stare rămîn independenţi de timp, sistemele termodinamice sînt considerate în echilibru şi sînt studiate în termodinamica clasică. sistemul periodic al elementelor, sistem unitar ce prezintă elementele chimice într-o succesiune bazată pe modificarea numărului atomic şi pe anumite asemănări fizice (spectre, volume atomice etc.) şi chimice (valenţă, compuşi similari etc.). Propus, în forma iniţială, de D.I. Mendeleev în 1869 (tabloul Mendeleev)9 reprezenta o succesiune a elementelor după masa atomică şi asemănările chimice. în condiţiile în care se cunoşteau destul de inexact unele caracteristici a numai 63 de elemente, Întocmirea acestui tablou i-a permis lui Mendeleev să corecteze caracteristicile unor elemente (ulterior confirmate experimental) şi să prevadă existenţa altora (descoperite mai tîrziu). Asemănările fizice şi chimice ale unor elemente care explică poziţia acestora în sistemul periodic (v. tabelul 36 — pag. 500—501) rezidă în principal din aşezarea electronilor periferici în atomi pe nivele energetice, în conformitate cu principiul Pauli (tabelul 27, în care este indicat simbolul termenului spectral al stării fundamentale E0 şi energia de ionizare Ej a atomului). Numărul maxim N de electroni pe diferitele pături (cu diferite numere cuantice principale n) şi subpături (cu diferite numere cuantice azimutale l) este cel indicat în tabelul 26. în realitate, în sistemul periodic prima perioadă conţine 2 elemente, a 2-a—8, a 3-a —8, a 4-a— 18, a 5-a — 18, a 6-a — 32, iar a 7-a este numai parţial completată. Începînd cu perioada a treia numărul de elemente nu mai coincide cu valoarea cerută de principiul Pauli; aşa cum se vede în tabelul 27, perioada a 3-a este alcătuită din elemente ce au electroni numai pe nivelele Îs, 2s, 2pf 3s şi 3p, nivelul f6d fiind incomplet. Perioada a 4-a începe cu elemente ce au ultimii electroni pe nivelul 45, deşi nivelul 3d nu este completat etc. Aceasta se explică prin faptul că energia electronului pe substratul 4s este mai mică decît pe 3d. Aşa cum se observă în tabel, situaţii asemănătoare se întîlnesc şi mai departe în sistemul periodic al elementelor. 421 SISTEM Tabelul 27 Element K 18 L 2s2p M Ss 3p 3d N 4s \p 4d if 0 5s 5p 5d 5f P | R 1 Eo ■®2 H 1 He 2 1 2 ¥ 2 2 2 2 2 2 2 l’f1'2 so 13,539 24,45 Li 3 Be 4 B 5 C 6 N 7 0 8 F 9 Ne 10 1 2 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2S *1/2 S *p 1/2 % 4S 3/2 3f2 F3/2 X 5,37 9,48 8,4 11,217 14,47 13,56 18,6 21,5 Na 11 Mg 12 Al 13 Si 14 P 15 S 16 CI 17 Ar 18 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 1 2 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2q. ‘"'1/2 3Pl/2 P p* \pzn 5,12 7,61 5,96 7,39 10,3 10,31 12,96 15,69 K 19 Ca 20 Sc 21 Ti 22 V 23 Cr 24 Mn25 Fe 26 Co 27 Ni 28 Cu 29 Zn 30 Ga 31 Ge 32 As 33 Se 34 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 1 2 6 2 2 6 3 2 6 5 2 6 6 2 6 6 2 6 7 2 6 8 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 , 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 3 2 4 1 ^1/2 2 D3/2 % •s 3/2 X/2 2 ‘-1/2 1 .. 1'0 2P 1/2 *0 3^2 P 2 4,32 6,09 6,57 6,80 6,76 6.74 7,40 7,83 7,81 7,606 7,69 9,35 5,97 7,85 9,4 9.75 SISTEM 482 Tabelul 27 (continuare) Element L 2s2p M 3s Zp U N 4s 1 p 4 d 4/ O 5s bp odbf Ei Br 36 Kr 36 Rb 37 Sr 38 Y 39 Zr 40 Nb 41 Mo 42 Tc 43 Ru 44 Rh 45 Pd 46 Ag 47 Cd 48 In 49 Sn 50 Sb 51 Te 52 J 53 Xe 54 Cs 55 Ba 56 La 57 Ce 58 Pr 59 Nd 60 Pm 61 Sm 62 Eu 63 Gd 64 Tb 65 Dy 66 Ho 67 Er 68 6 2 6 2 6 6 6 6 6 6 6 6 2 6 2 6 10 2 6 10 2 5 2 6 6 10 6 10 6 10 10 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 1 2 4 5 G 7 8 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 7 2 6 10 9 2 6 10 10 2 G 10 11 2 G 10 12 1 2 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 G 2 6 2 6 2 6 1 2 6 2 G 2 6 2 6 2 G 2 G 2 6 1 2 G 2 G 2 G 2 G 3/2 11,80 13,940 2slf2 4,16 % 5,67 2 6,5 6,95 \lz 6,77 \ 7,35 7,45 7,7 4,’'3/2 7,7 8,5 2Sl/2 7,54 ^0 8,95 2Pl/2 5,76 3P0 7,37 4S3/2 8,5 3P2 8,89 2 PZ[2 10,44 ^0 12,078 ^1/2 3,88 O 5,19 D3lî 5,59 H4 6,54 5,76 '(%) 6,31 •*(%„) V(7a-4) 6,55 5,64 X 6,65 ^17/2) 6,74 MX) 6,82 M%0) m SISTEM Tabelul 27 (continuare) K L Af N 0 p R Element \s 2s2p 3.9 3;j3'i 48 4p &d 4 f 55 5 p 5 d 5 f Gs Cp 6d 78 Tu 69 2 2 6 2 6 10 2 6 10 13 2 6 2 MX/2) 7,06 Yb 70 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 MX) Lu 71 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 1 2 Xs Hf 72 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 262 2 V2 5,5 Ta 73 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 63 2 4f 6 W 74 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 264 2 3/2 7,18 Re 75 2 2 6 2 610 2 6 10 14 265 2 6/2 5d4 7,87 Os 76 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 266 2 8,7 Ir 77 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 7 2 4 V 9,2 Pt 78 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 8(9) 2(1) 9/2 ^3 8,96 Au 79 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 1 3*V2 9,20 Hg 80 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 2 10,39 TI 81 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 21 2P 1/2 6,08 Pb 82 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 22 3p ^0 7,39 Bi 83 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 23 4S 3/2 8,0 Po 84 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 4 •i», At 85 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 610 25 2p3/-2 O, * Rn 86 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 610 26 O 10,689 Fr 87 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 26 T 2S,,, Ra 88 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 2 6 2 1/2 X 5,21 Ac 89 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 610 261 2 2 Th 90 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 262 2 3/2 Pa 91 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 610 2 261 2 2 4J£ U 92 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 3 261 2 11/2 % Np 93 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 4(5) 2 6 1(0) 2 6M(‘ru/2) Pu 94 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 5(6) 2 6 1(0) 2 7*(V0) Am 95 2 2 6 2 610 2 6 10 14 2 6 10 6(7) 2 6 1(0) 2 8 unde p este presiunea şi Qv — debitul volumic. Această metodă de transmitere a energiei la distanţă prin unde elastice, imaginată pentru prima dată de inginerul român George Constantinescu, prezintă analogii formale cu transmiterea energiei electrice. sonoluminescenţă v. cavitaţie. 425 spat de Islanda v. anizotropie. spaţiu întunecos v. descărcare luminescentă. spaţiul fazelor, spaţiu cu 2/ dimensiuni, în care un punct este caracterizat de f coordonate generalizate şi f impulsuri generalizate. Un astfel de punct reprezintă starea unui sistem la un moment dat; f = 3n — k este numărul de coordonate generalizate independente ce caracterizează sistemul (n fiind numărulde particule al sistemului şi A: — numărul de legături). spectrofotometrie, metodă de determinare a intensităţiicomponente-lor monocromatice ale unui spectru, prin compararea acestuia cu un aft spectru de referinţă. După natura receptorului folosit, se distinge spectrofotometria vizuală, fo-toeîectricâ şi fotografică. Prezintă aplicaţii în astrofizică, la studiul spectrelor stelelor. spectrograf, aparat spectral destinat înregistrării fotografice a spectrelor. După natura sistemului opticfolosit şi a sensibilităţii emulsiei fotografice, spectrograful poate fi pentru: vizibil, infraroşu, ultraviolet sau radiaţii X. Sistemul optic este asemănător celui folosit la spectroscop, cu excepţia dispozitivului de recepţie: locul lunetei este luat de camera fotografică. Majoritatea spectrografelor pentru vizibil şi ultraviolet au prisma şi lentilele din cuarţ (care prezintă transparenţă pînă la aprox. 2 500Â). Spectrografele pentru infraroşu folosesc prisme speciale din fluoruri sau clorură de sodiu, iar cele pentru radiaţii X — cristale speciale din berilîu sau mică, ale căror reţele cristaline produc spectre de difracţie. SPECTROGRAF Spectrograful cu autocolimaţie are prisma metalizată po una din feţe; radiaţiile pro von ito de la fantă, care trec prin colimator, străbat prisma dus şi întors, apoi o părăsesc în aceeaşi direcţie, lentila * colimatorului avînd astfel şi rolul de obiectiv al camerei fotografice. Spectrograful cu reţea ar o drept sistem dispers iv o reţoa (plană sau concavă) prin transmisie sau prin reflexie. Spectrografelo cu reţele plane sînt stigmatico, în timp ce aparatele cu reţele concave dau linii spectrale puternic afectate de astigmatism. Reţelele prin reflexie se folosesc de obicei în cazurile în care nu există materiale suficient de transparente pentru domeniul spectral respectiv. spectrograf de mas&, aparat utilizat în scopul determinării şi se- Earării izotopilor unui element, azat pe deflexia diferenţiată a ionilor unui fascicul în cîmp electric şi magnetic, dependentă de masele lor. A fost construit de fizicianul englez F.W. Aston în 1905. Metoda (sau experienţa) Thomson permite determinarea maselor relative ale particulelor individuale ce alcătuiesc un fascicul de radiaţii canal (fig. 325). Deviaţiile lor, datorate cîmpului electric (pe direcţia Ox) şi celui magnetic (pe direcţia Oz)t depind în mod diferit de viteza v a particulelor: x = B —— şi Z — A — ; mv2 mv urmele particulelor sînt dispuse în planul xOzy în care este aşezată placa fotograficii, pe curbe diferite, de A2q ecuaţii: z2 ~ x —- im fiind masa Bm unei particule, iar q — sarcina ei), ce formează o familie de SPECTROGRAF m parabole MN şi PQ (fig. 326). Schimbînd sensul cîmpului magnetic, se pot obţine arcele de parabolă simetrice primelor faţă de axa Ox, M N' şi P'Q'. Pentru x — = const, masele izotopilor situate pe diferite arce de parabolă sînt invers proporţionale cu zz. Această metodă este dezavantajoasă prin faptul că cele două cîmpuri, electric şi magnetic, lărgesc fasciculul de ioni, iar parabolele obţinute sînt difuze. Pentru anumite valori ale cîmpurilor E şi II, se obţin spec- trografelede masă cu focalizare avînd o bună putere de rezoluţie. Cu ajutorul spectrografelor se determină în mod direct masele relative ale izotopilor. Pentru a-ceasta, se alege o masă cunoscută a unui izotop standard, după care se construieşte o curbă de etalonare cu distanţele D ale liniilor spectrale, măsurate de la un punct fix al plăcii fotografice pe abscisă, şi cu valorile corespunzătoare ale abundenţei izotopice M (în procente) pe ordonată (fig. 327). 427 spectrometru, aparat spectral folosind receptori fotoelectrici sau termici (celule fotoelectrice, pile termoelectrice, bolometreetc.), care măsoară intensitatea componentelor monocromatice ale spectrului radiaţiei electromagnetice. Construcţia sa nu se deosebeşte, în general, de cea a spectroscopului (v.), cu excepţia sistemului de recepţie, obiectivul lunetei fiind înlocuit cu un obiectiv de proiecţie a radiaţiei pe elementul fotosensibil. Aproape în mod exclusiv, spectrometrele folosesc prisme cu deviaţie constantă. In aceste montaje receptorul rămîne fix, iar fasciculele de diverse lungimi de undă părăsesc sistemul optic după aceeaşi direcţie; aceasta se realizează cu o prismă specială mobilă sau cu un sistem mobil de prisme şi oglinzi, care, prin rotire, păstrează neschimbat unghiul de deviaţie (ales ca fiind egal cu deviaţia minimă) dintre raza incidenţă şi razele emergente de diverse lungimi de undă. spectrometru de masă, aparat pentru obţinerea distribuţiei după energii (spectrului energetic sau de viteze) a diferitelor particule elementare emise de surse nucleare, aparţinînd fasciculelor de particule provenite din acceleratoare etc. Cu ajutorul spectrometrelor de masă se poate determina abundenţa izotopică a unui element, înregistrarea făcîndu-se pe cale electrică. în interiorul spectrometru lui de masă Dempster (fig. 328), ionii obţinuţi prin încălzirea unei sări a metalului studiat sînt acceleraţi la diferenţa de potenţial V (aplicată între anodul A şi catodul C) şi ajung prin St în cavităţile semicilindrice ale aparatului în care se aplică un cîmp magnetic transversal şi omogen, de intensitate H, care focalizează par- SPECTROSCOP ticulele în puncte diferite Mu M2y Af3, în funcţie de sarcina lor specifică q/m. Viteza particulelor fiind aceeaşi, razele r variază cu potenţialul de accelerare după legea r2 = 2V ~~~ • Alegînd potenţialul V astfel încît, pentru un q/m dat, raza de curbură să fie cea corespunzătoare fantei S2 prin care ionii pătrund în sistemul electric de înregistrare, aceştia ajung pe o placă colectoare P în-cărcînd-o la un anumit potenţial, care reprezintă o măsură a cantităţii de ioni de aceeaşi masă şi cu numărul atomic Z. Variaţia curentului electric /, astfel format, în funcţie de numărul de masă A este redată în fig. 329. Astfel, poate fi făcută analiza compoziţiei izotopice a oricărui element. Pentru focalizarea ionilor se pot folosi cîmpuri electrice şi magnetice, obţinîndu-se o mare putere de rezoluţie. spectroscop, aparat spectral cu prismă destinat observării directe a spectrelor, folosind ca receptor ochiul (fig. 330). Radiaţiile sursei studiate, incidente pe fanta F a colimatorului C, sînt transformate de acesta într-un fascicul paralel care cade pe prisma P la unghiul de deviaţie minimă, iar spectrul SPECTROSCOP 428 FUnt Crown Crown Fig. 331 format este observat cu o lunetă L acomodată pentru infinit. In scopul măsurării distanţelor dintre liniile spectrale, peste imaginea spectrului din cîmpul lunetei se poate suprapune imaginea unei rigle micrometrice M. Cele patru piese principale indicate în figură sînt montate pe un goniome-tru de precizie. Spectroscopul cu vedere directă are un sistem dispersiv alcătuit din trei prisme lipite (cea din mijloc din sticlă flint, iar cele laterale din sticlă crown) numit prismă Amici (fig. 331), aşezat astfel încît razele emergente sînt aproximativ în direcţia razei incidente. Puterea de rezoluţie cromatică a acestui aparat este mai mare decît cea a spec-troscopului cu o singură prismă. spectroscopie, ramură a fizicii care se ocupă cu studiul metodelor de obţinere a spectrelor, precum şi cu măsurarea şi interpretarea acestora. m Hpuctrul unei radiaţii electromagnetice compuse * se obţine prin descompunerea ei într-un aparat spectral (spectroscop, spec-trograf cu prismă, cu reţea etc.) ţi constă dintr-o succesiune de imagini ale fantei de intrare, formate de diferitele radiaţii monocroma tice ale luminii incidente. Pentru studiul spectrelor, spectroscopia foloseşte metode vizuale, fotografice şi fotoelectrice (v. analiză spectrală). în funcţie de domeniul spectral al undelor electromagnetice şi de aparatura folosită, există ramurile: spectroscopie optica (pentru domeniul vizibil, ultraviolet şi infraroşu), spectroscopia radiaţiei X, spectroscopia radiaţiei y, spectroscopia her-tziană (pentru undele hertziene şi milimetrice); spectroscopia alfa şi spectroscopia beta se ocupă cu s tuciul spectrelor energetice ale radiaţiilor a şi p. Dupjă natura sistemului cuantic emiţător (atom, moleculă, nucleu), spectroscopia se clasifică în spectroscopie atomică, moleculară şi nucleară. spectru 1. Ansamblu de imagini ale fantei de intrare a unui aparat spectral cu prismă sau cu reţea (numite lin ii spectrale), rezultate în urma descompunerii luminii albe. După cum aceste imagini corespund tranziţiilor electronilor între nivele energetice ale atomilor sau moleculelor, spectrele pot fi atomice sau moleculare» în cazul spectrelor continue, liniile spectrale sînt adiacente, iar în cazul celor discontinue (ex. Fraun-hofer), ele sînt distincte. în funcţie de energia antrenată la tranziţiile electronilor, există spectre de emisie sau de absorbţie. Spectrul de emisie cuprinde totalitatea tranziţiilor (radiative) de pe nivele energetice superioare ale atomilor sau moleculelor unei substanţe SPECTRU pe nivele inferioare. Este generat de elemente în condiţii potrivire de excitare, fiind caracteristic unui anumit element, şi poate servi astfel la identificarea acestuia (în stare pură sau în aliaje). Analiza spectrală este posibilă chiar pentru cantităţi mici, aflate mult sub limita de sensibilitate a metodelor chimice de analiză. Spectrul de absorbţie corespunde tranziţiilor (radiative) de pe nivele inferioare pe nivele superioare ale atomilor sau moleculelor. Poate fi obţinut la trecerea unui fascicul de radiaţii electromagnetice cu spectru continuu prin substanţa cercetată. în urma excitării electronilor substanţei, în fasciculul emergent vor fi absorbite anumite radiaţii, iar intensitatea liniilor sau benzilor spectrale corespunzătoare se va micşora, uneori pînă la zero. Liniile sau benzile absorbite sînt caracteristice fiecărei substanţe şi corespund aceluiaşi domeniu spectral ca cele emise de acesta, în condiţii potrivite de excitare; de aceea, spectrele de absorbţie prezintă aplicaţii în analiza spectrală a substanţelor în amestec. Spectrul de linii al unui element în stare atomică, în diferite condiţii de excitare, se numeşte spec-tru atomict Pentru elementele simple ca: hidrogen, heliu, metale alcaline etc., aceste linii pot fi grupate în serii spectrale (v.), iar numerele lor de undă pot fi calculate cu ajutorul unei relaţii simple. Complet diferite de spectrele emise separat de atomii componenţi, spectrele moleculare (de emisie sau de absorbţie) sînt spectre de bandă. Ele se caracterizează prin gruparea în benzi a liniilor spectrale, aranjarea în grup a benzilor şi prezenţa în spectru a cîtorva astfel de grupe; liniile devin din ce în ce mai apropiate la una din extremităţile fiecărei benzi, aceasta apărînd SPECTRU Crupa / Grapa 71 m 430 mit număr de undă. Pentru numărul cuantic J liind permisă numai variaţia AJ -l-l, valorile numărului de undă se pot calcula cu ajutorul relaţiei: Fig. 332 astfel netă la o extremitate şi difuză la cealaltă (fig. 332). Structura complexă a spectrelor moleculare se datoreşte faptului că energia moleculei pentru diverse nivele este dată nu numai de energia electronilor We, ci şi de cea de rotaţie a moleculei Wr şi de vibraţie Wv a nucleelor atomilor componenţi ai moleculei, faţă de poziţia de echilibru: W = We + wv + Wr, fiecare energie în parte fiind cuantificată. Această relaţie este scrisă într-o primă aproximaţie, deoarece cele trei energii nu sînt independente. Frecvenţa radiaţiei emise la dezexcitarea moleculei (egală cu cea absorbită la excitarea ei) este: A W = AWe + AWV A Wr h h h în care AWe >AWv>AWr. Astfel, în cazul unei molecule polare biatomice, asimilate cu un rotator rigid, expresia cuantificată a energiei de rotaţie este: wr - + *> , 87ţV^2 unde J este numărul cuantic de rotaţie, (j. — masa redusă a moleculei, r — distanţa dintre atomii acesteia, iar^ — constanta Planck. Trecerea dintr-o stare de energie inferioară într-o stare de energie superioară se produce cu absorbţia unei radiaţii infraroşii cu un anu- = 2 B(J + 1), unde B = h este constanta 8tc 2cl de rotaţie (c fiind viteza luminii în vid/ iar I = ^r2 — momentul de inerţie al moleculei). Conform acestei relaţii, spectrul de rotaţie prezintă maxime de absorbţie echidistante, distanţa dintre două maxime vecine fiind «gală cu 2B. într-adevăr, în domeniul infraroşu îndepărtat se constată existenţa unui astfel de spectru al moleculelor polare (spectrul moleculelor de acid dorhidric în intervalul 45—65(i). în primă aproximaţie, molecula biatomică poate fi asimilată cu un oscilator armonic liniar; în acest caz, expresia cuantificată a energiei de vibraţie a moleculei este: --0Î(•+-!)’ unde v este numărul cuantic de vibraţie, iar k — o constantă de elasticitate. Spectrul de vibraţie în cazul absorbţiei (A*> = -f 1) prezintă un singur maxim cores-punzînd numărului de undă: v = _L 1 A ® 2nc |/ (i Maximele spectrului de roto-vi-braţie, obţinute considerînd mo lecu-la un roto-vibra tor de energie egală cu suma celor două energii, de vibraţie şi de rotaţie, se distribuie în două şiruri: un şir cu valori mai mari decît care formează aşa-numita ramură B a spectrului, «I SPECTRU ţj MU şir «'-ii valori mai mici decît vM rnn» formează ramura P a )iii. Numerele de unda ale lllii* liiii'lnr din ramura R se cal-Mlloiuli «mi ajutorul relaţiei: ^ v i îîw;,+ (3B;-B'v)j + l (//; - B'v)j\ undo Hu,, />,, sînt constantele de mljiţln stările moleculei mp» dll'i'ra între ele prin AJ = | I. Numerele de undă ale ma-nliiM'luf din ramura P se calcu-IruAfl i ii njulorul relaţiei: V,, - - V„ (/y- - B')J + (Bl -- Bl) J\ 11011 Ini A,/ —1. Pentru ilus- Iriirr», în fig. 333 este redat spec-IIMII do absorbţie al moleculei de Mt'ld rlnrhidric. La wrliimbarea masei izotopice a nlnmllnr componenţi se produce th'ltfnmtmi izo topică a spectrelor lim lom lnr<\ adică modificarea frec-spec I re lor de vibraţie şi do ruhiţio. Depinzînd de masa re-iluml ii um Ioni lei, aceste frecvenţe Mnt In funcţie de compoziţia ei Unlupica ; la creşterea masei redu-m» do la n la \l' — (x + Afjt, frec- venţa de vibraţie se modifică cu valoarea: A 1 ^ Avt = — v0---i- , 2 \i iar frecvenţa de rotaţie cu: a Au = — vr — . în fig. 334 se poate observa că, în structura benzii de roto-vibra-ţie a moleculei de HC135 şi HC137, toate liniile spectrale sînt duble. 2. Mulţime de valori, discretă sau continuă, pe care le poate avea o anumită mărime In condiţii determinate ; ex.: energia (sau viteza) particulelor unui fascicul de radiaţii, nivelele energetice ale unui atom, componentele monocroma-tice ale unei radiaţii complexe etc. 0. Reprezentare intuitivă a liniilor unui cîmp magnetic,, electric, de forţe, gravitaţional etc. | i +9 + 8 +7 +6 +5 +10 aJWIiU IlU +3 +2 lAJ 47 Â((c) Fig. 334 SPIN spin (Ps, s, o) moment cinetic asociat mişcării de rotaţie a unei particule elementare în jurul axei proprii. în mecanica cuantică, a-cestei mărimi îi corespunde un număr cuantic de spin s, astfel încît modulul său este dat de expresia: IPsI = ][s(s + 1) A , 2n unde h este constanta Planck. Majoritatea particulelor elementare au numărul cuantic de spin (denumit şi spin) semiîntreg — fiind descrise de statistica Fermi-Dirac (sînt ferm ioni), iar numai un număr mic (fotonul, pionii şi kaonii) au spin întreg, supunîn-du-se statisticii Bose-Einstein (sînt bosoni). Spinul unei particule generează apariţia unui moment magnetic propriu (jl = — ys, Y fiind factorul giromagnetic. Ipoteza spinului electronic a fost e-misă în 1925 de J. Uhlenbeck şi S. Goudsmidt şi a permis explicarea efectului Zeeman şi a structurii de multipleţi a spectrelor. Spinul nuclear (J) este momentul cinetic al nucleului, rezultat din compunerea spinilor nucleonilor cu momentele lor cinetice orbitale. Modulul acestuia este: |j| = yj(j + i) 2n unde J este numărul cuantic de spin al nucleului, ce poate avea valori pozitive, întregi sau semi-întregi. Spinul nucleelor cu număr de masă par este întreg, iar al celor cu număr de masă impar este semiîntreg. în cazul unui cuplaj spin-orbită [L, 5] sau Russel-San-derst spinul nuclear se poate calcula prin însumarea vectorială: J - L + >S, 482 A undeL = lj este momentul or-1 bital total al celor A nucleoni de momente orbitale 1;, iar S = A = ^ 8i ~ momentul cinetic to-î tal, egal cu suma A spin ilor s*. ai celor A nucleoni. în cazul unui cuplaj [j, j], spinul nuclear este: J = X> i=i unde j# = lj -f Sj. Spinul J este o constantă a mişcării nucleonilor; în cazul unei interacţii spin-orbită, L şi S sînt, la rîndul lor, constante ale mişcării. spin izobaric (sau izotopic) v. particulă elementară. stabilitate, proprietate a unui sistem fizic de a reveni la starea iniţială, după ce una dintre mărimile sale a variat suficient de puţin sub acţiunea unui factor exterior. V. echilibru. stalagmometru, aparat cu ajutorul căruia se determină tensiunea superficială a lichidelor, prin determinarea numărului de picături care se formează la curgerea unui anumit volum de lichid printr-un tub cu orificiu capilar. Poate fi utilizat şi pentru măsurarea concentraţiei soluţiilor (tensiunea superficială a lor depinzînd de valoarea acesteia). Stamati, Teodor (1812—1852), profesor de fizică şi istorie naturală la Acad. Mihăileană. Lucrări în fizica elementară, mineralogie şi botanică. Popularizator al ştiinţei. şţare amorfă, stare în care ordi- 488 urni de aşezare spaţială a atomilor iml.o încălcată la distanţe relativ mici (de ordinul a cîtorva zeci de constante ale reţelei cristaline). «ture cristalină v. cristal. Hture critică v. gaz real. Htarc de agregare, stare sub care so poate prezenta o substanţă, definită prin proprietăţi mecanice, lor mice, electrice etc. Se cunosc patru astfel de stări: gazoasă, li-r.hidă, solidă şi de plasmă (v.). Substanţele aflate în stare gazoasă se caracterizează prin: -- forma şi volumul vasului în care se găsesc; — concentraţie mică a moleculelor, de cca. 2,68719 * IO25 molecule pe metru cub, şi densitate de ordinul 1 kg/m8, în condiţii fizice normale; — interacţii slabe, uneori neglijabile, între molecule (acestea a-flîndu-se la distanţe relativ mari unele faţă de altele), care devin puternice în momentul ciocnirii lor; — compresibilitate mare. Substanţele aflate în stare lichidă prezintă: — forma vasului în care se găsesc şi volum propriu; — densitate de ordinul IO3 kg/m3 (în condiţii fizice normale); — interacţii suficient de puternice între molecule, pentru a se forma complexe moleculare de masă variabilă ; — incompresibilitate, cînd sînt supuse unor presiuni relativ mici, de cîteva atmosfere. Substanţele în stare solidă sînt caracterizate de: — formă şi volum propriu, forma lor rămînînd neschimbată doar atîta timp cît valoarea forţelor exterioare nu depăşeşte o anumită limită; 2$ STATISTICA — interacţii foarte puternice între molecule (atomi sau ioni), între care se stabilesc legături chimice stabile; — structură diferită, în funcţie de starea (amorfă sau cristalină) în care se află. stare de saturaţie v. higrometrie. stare de umiditate v. higrometrie. stare degenerată, stare energetică a unui electron într-un atom, căreia îi corespund mai multe orbite posibile. Toate stările energetice corespunzătoare unui număr cuantic principal n>l sînt degenerate. V. model atomic, nivel energetic. stare higrometrică v. higrometrie. stare staţionară v. model atomic. starter v. tub electronic. statică, parte a mecanicii care se ocupă cu studiul echilibrului forţelor care, aplicate corpurilor, nu Ie produc deformaţii. Cuprinde statica solidelor şi statica fluidelor, aceasta din urmă avînd la rîndul ei capitolele: aerostatică (statica gazelor) şi hidrostatică (statica li-chidelor). statistică, teorie care se ocupă cu studiul sistemelor constituite dintr-un număr foarte mare de particule, utilizînd metode de calcul al probabilităţilor. Scopul acestei teorii este găsirea probabilităţii (termodinamice) ca particulele unui sistem aflat în echilibru termodinamic să aibă o anumită energie, adică a funcţiei de distribuţie a particulelor pe diferite stări energetice posibile. Dacă un astfel de sistem este caracterizat de o anumită macrosiars (determinată de valorile parametrilor săi: presiune, volum şi temperatură), particulele sale pot ocupa locuri diferite în STATISTICA 404 spaţiu şi avea energii diferite; fiecare dintre aceste distribuţii posibile ale particulelor poartă numele de mieros tare. Cu ajutorul probabilităţii termodinamice se determină numărul de microstări corespunzătoare unei macrostări date. Pentru ilustrare, se consideră un sistem virtual, simplificat, de două particule care pot ocupa două stări energetice ^ şi e2 (fig. 335); numărul microstărilor sale depinde de faptul dacă se acordă sau nu individualitatea celor două particule, precum şi dacă acestea pot ocupa sau nu una şi aceeaşi stare energetică. în statistica clasică (sau MaxwelbBoltz-mann), pe care se bazează legile mecanicii clasice, se acordă individualitate particulelor şi se acceptă ca într-o stare energetică să se găsească una sau ambele particule. De aceea pot să existe următoarele patru situaţii: cele două particule — în prima stare de energie (fig. 335, a); ambele particule — în a doua stare (fig. 335, b)\ prima particulă — în prima, iar cea de a doua particulă — în a doua stare (fig. 335, c); prima particulă — în a doua stare, iar cea de a doua în prima stare (fig. 335, d). Dacă, prin generalizare, se consideră un sistem alcătuit dintr-un număr N foarte mare de particule, dintre care se află în starea de energie e1} w2 în starea e2, ...? ni în starea ei, legea de distribuţie a particulelor după energie este de forma : hT unde k este constanta Boltzmann, T — temperatura absolută a sistemului, iar A = -----------------. £i £e w i O formă particulară a acestei legi o constituie legea de distribuţie a Statistica Maxweff-Boltzmann -uţ,ie a particulelor după mieriii este: H — n e kT + 1 111111c z, este gradul de degenerescenta al stării ei, iar [i — energia nivelului Fermi, care depinde de temperatura la care se află sistemul (v. semiconductor). •Statistica Bose-Einstein este o sta- I ini ic a cuantică, ce consideră I>11 rI ic,u lele identice şi fiecare stare ciici'kH ic,a ocupată de oricîte parti-ru In (nu se supun principiului excluziunii); se aplică sistemelor lurnia|o din particule cu spin Intre# (hosoni), în cazul sistemului Curmal din două particule, pot apare următoarele situaţii: ambele purlicule în prima stare (fig. f)\ ambele particule în cea da a doua stare (fig. 335, g); una 28* STICLA din particule în prima stare, cealaltă în starea a doua (fig. 335, h). Legea de distribuţie a particulelor după energii într-un sistem format din JV particule este de forma: Şl - tx kT e — 1 stator v. generator electric, motor electric. stelarator v. capcană magnetică. sten (sn), unitate tolerată (rar utilizată), de măsură a forţei. Legătura cu unitatea din SI este exprimată prin relaţia: 1 sn = IO3 N. steradian v. sistem de unităţi. stereoscop v. stereoscopie. stereoscopie, procedeu optic de înregistrare şi redare a imaginilor în relief ale obiectelor. înregistrarea se realizează cu o cameră fotografică cu două obiective; se obţin astfel două fotografii ale aceluiaşi obiect din două unghiuri diferite. Cele două fotografii sînt privite apoi cu ajutorul stereoscopului, care conţine două oculare. Imaginile virtuale ale celor două fotografii date de fiecare ocular se suprapun; ochiul priveşte imaginea comună din două unghiuri diferite, obţinînd astfel senzaţia de relief. stereosonicitate v. sonicitate. sticlă optică, sticlă cu compoziţie şi proprietăţi speciale, avînd un înalt grad de puritate şi omogenitate, utilizată la confecţionarea lentilelor, prismelor şi altor piese STIGMATISM 486 pentru instrumentele optice. Sînt cunoscute două categorii de sticlă optică — crown şi flint. Sticlele crown, pe lîngă oxizii de siliciu (Si02), de calciu (GaO) şi de sodiu (Na20) ce intră în compoziţia sticlei obişnuite, mai conţin şi alţi oxizi sau fluoruri (BaO, ALO3, P?0, NaF, KF, La203, GdO) în diferite proporţii; ele au indici de refracţie mici şi puteri disper-sive mari. Sticlele flint conţin foarte mult plumb (pînă la 70%), precum şi alţi oxizi ai metalelor grele (Ti02, GdO, BiOa etc.): ele au indici de refracţie mari şi puteri dispersive mici. Calităţile sticlei optice se îmbunătăţesc prin folosirea oxiz ilor de lantan, toriu, tantal, cadmiu, zirconiu şi a altor compuşi mai puţin obişnuiţi. Tehnica modernă realizează sticle optice cu calităţi superioare pentru domeniul infraroşu (ex. sticle din sulfuri, selenuri şi telururi ale arseniului) şi ultraviolet (ex. sticle fosfat ice). stigmatism, proprietate a unui sistem optic de a realiza o corespondenţă biunivocă între punctele obiectului şi punctele imaginii. Dacă fiecărui punct al obiectului nu-i corespunde un singur punct în imagine, sistemul optic nu realizează imagini stigmatice, acestea prezentînd aberaţii. Suprafaţa reflectătoare a unui elipsoid de rotaţie (fig. 336) este stigmatică numai pentru cele două focare ale sale Mx şi M2. Oglinda parabolică (fig. 337) este stigmatică pentru infinit Mx-+oo şi focarul ei M2. Oglinda sferică (fig. 338) este stigmatică numai pentru centrul ei; obiectul şi imaginea sa stigmatică se află în centrul sferei, iar oricare alt punct Mt va avea, deci, o imagine astigmatică M2i afectată de aberaţii de sfericitate. Oglinda plană (fig. 339) este stigmatică Flfi. 336 Fig. 338 m |i«uitru ioate punctele Mlt Mi, Mi#... alo spaţiului (care au Imnului!'! Mo, M unde pQ este presiunea atmosferică Şi Pv — presiunea actuală a vaporilor. în lichide, viteza sunetului este: unde este coeficientul de compresibil ita te adiabatică al lichidului şi p — densitatea lui. In solide, sunetul se propagă atît sub formă de unde longitudinale, cît şi sub formă de unde transversale. Pentru un mediu infinit, în cazul undelor transversale iar în cel al undelor longitudinale, ][JZ (unde a este coeficientul Poisson). V. şi praguri auditive. sunet compus v. timbru. sunet fundamental v. timbru. sunet muzical, sunet care, fiind emis in diferite succesiuni sau i an ifo re m/ fo sol la si do ixzLJ * 4______ _____3 3_ ~ 2 ~T Fig. 341 combinaţii, produce asupra urechii omului o senzaţie auditivă plani tă. Sunetele muzicale sînt împărţite în opt game muzicale, fiecare dintre acestea fiind alcătuită din cîte şapte sunete (note muzicale) de frecvenţe precise, ce se află între ele în anumite rapoarte. Notele unei game sînt do, re, mi, fa, sol, la, si, iar frecvenţele lor sînt crescătoare (fig. 341). După cum se vede, prima notă a gamei următoare este tot do şi are frecvenţa de două ori mai mare decît a notei do din gama precedentă; între ele există un interval numit octavă. Prima gamă este gama —2 şi începe cu nota do, caracterizată de frecvenţa 16,31 Hz. Krecvenţa oricărei note dintr-o gamă se poate calcula diri figură. SUFRACONDUCTIBILITATE De exemplu, la3 (nota la din gama -|-3) are frecvenţa: la3 = 24 • — -do_2 = 435 Hz. 3 sunet normal, sunet cu frecvenţa de 1000 Hz, pentru care urechea omului prezintă sensibilitate maximă şi aproximativ constantă. sunet simplu v. timbru. superpoziţie v. principiul superpo-ziţiei. supraconductibilitate, stare atinsă la temperaturi joase de către unele substanţe (numite supraconductori), caracterizate prin anularea rezisti-vităţii lor sub o anumită temperatură (critică). Fenomenul a fost descoperit în 1911 de fizicianul olandez H. Kamerling Onnes, la un conductor de mercur. Se cunosc pînă în prezent cîteva sute de supraconductori, printre care figurează metale, aliaje metalice, precum şi cîteva combinaţii semiconductoare. Cîţiva dintre aceştia sînt cuprinşi în tabelul 28. Toţi supra- Tabelul 28 Substanţa Tc, in K Substanţa Tc, în K Substanţa Tc,în K Al 1,17 Ru 0,47 Hg 4,15 Ti 0,40 Rh 1,70 TI 1,37 V 5,30 Cd 0,56 Pb 7,2 Zn 0,88 In 3,37 La 5,8 Ga 1,1 Sn 3,7 Th 1,40 Zr 0,75 Ilf 0,37 Nb3Sn 1,82 Nb 9,5 Ta 4,48 Pb2Au 7 Mo 1 Re 1,7 NbN 14,7 Tc 11,2 Os 0,71 Mo Te 14 Ir 0,14 V,si 17 SUPRACONDUCTIBIUTATE conductorii au temperatura critică Tc sub 20 K, iar majoritatea lor sub 5K; oricare dintre aceste temperaturi nu poate fi atinsă decît cu ajutorul heliu lui lichid, în fig. 342 este redată variaţia cu temperatura a rezistivitătii unui astfel de supraconductor—lantanul (la valori foarte joase). Se observă că, la temperatura critică de 5,8 K, rezist ivita tea sa scade brusc la zero (conductivitatea crescînd de cca. IO17 ori). Studiul teoretic al supra-conductibilităţii l-a condus pe B.D. Josephson la previziunea efectelor care îi poartă numele, observate ulterior şi experimental (v. efecte Josephson). în ultimul deceniu, s-au preconizat aplicaţii tehnice ale supraconductibilităţii. Astfel, j>rin folosirea supraconductibi-lităţii în transportul energiei electrice s-ar putea înlătura pierderile prin efect Joule-Lenz. Există chiar soluţii tehnice pentru realizarea transformatoarelor de tensiune confecţionate din supraconductori menţinuţi la temperaturi foarte joase, cu ajutorul heliului lichid. O parte din cercetările actuale sînt orientate spre obţinerea de conductori care să atingă starea de supraconductibilitate la temperatura de 100 K, care ar putea fi atins& cu ajutorul azotului lichid. 440 Supraconductor v. supraconductibilitate. suprafaţă de audibilitate v. praguri auditive. suprafaţă de undă (sau echifază), locul geometric al punctelor atinse în acelaşi moment de undă, care oscilează în fază. Suprafaţa de undă cea mai depărtată de sursa de unde reprezintă frontul de undă. suprafaţă echipotenţială v. potenţial. suprafaţă izocromatică v. curbă izocromatică. suprafluiditate, stare deosebită a heliului lichid la temperaturi joase, caracterizată în special prin valoarea extrem de mică a viscozi-tăţii. A fost descoperită (1936) de P.L. Kapiţa. în stare lichidă (sub temperatura de 4,216 K), izotopul greu al heliului |He prezintă o serie de proprietăţi deosebite. Astfel, în punctul triplu, la tem- 441 iimilimi de 2,186 K şi presiunea de Torr era de aşteptat să existe tinli» ln*i faze: gazoasă, lichidă şi miIhlA. în locul acestora apare însă n fu/.ă lichidă cu proprietăţi spe-i'inI»', notată simbolic prin He II, iur lomperatura corespunzătoare IriMMTii fazei lichide He I în He II ii fost denumită punct Iamb da (X). IInliul aflat în această fază curge fflrA frecări prin capilare, prin deschideri foarte mici etc. Această proprietate poate fi pusă în evidentă studiind dependenta de temperatură a vitezei de curgere (debitului) a(l) heliului lichid prin-tr-un tub îngust (fig. 343). aupratuziune, subrăcire a unei substanţe care a rămas în stare da agregare lichidă la o temperatură mai joasă decît temperatura de solidificare. Sin. supratopire. supraîncălzire, stare metastabilă a unei substanţe încălzite la o temperatură superioară trecerii într-o nouă stare de agregare (la presiunea considerată). suprapunere v. principiul super- poziţiei. suprar&eire v. subrăcire. supratopire, suprafuziune. susceptanţă. (electrică, B), raportul dintre reactanţa electrică (inductivă sau capacitivă) X şi pătratul impedanţei Z ale unui circuit de curent electric alternativ: SUSTENTAŢIE Este egală cu produsul dintre admitanţă şi sinusul unghiului de defazaj dintre tensiunea aplicată şi intensitatea curentului care trece prin circuit. După cum circuitul electric este inductiv sau capacitiv, poate lua valori pozitive sau negative. Unitatea sa de măsură în SI este siemensul. susceptibilitate (sau susceptivitate) electrică (xe). raportul dintre mărimea polarizaţiei electrice (P) a unui material şi cea a intensităţii cîmpului electric (E) care a produs această polarizaţie: susceptibilitate (sau susceptivitate( magnetică (*m)> raportul dintre mărimea magnetizaţiei (M) a unui mediu şi cea a intensităţii cîmpului magnetic (if) ce a produs această magnetizaţie: sustentaţie, menţinerea unu'i corp cufundat într-un fluid la un anumit nivel, prin mijloace adecvate. In cazul corpurilor cu densitate (medie) mai mică decît a mediului, sus tentaţia este statică (în repaus), realizîndu-se conform legii Arhi-mede (ex.: la nave, aerostate etc.): La corpurile cu densitate mai mare decît a fluidului, sustentaţia este dinamică, adică poate fi obţinută numai printr-o mişcare relativă ; se obţine cu ajutorul unui consum de energie, pentru realizarea portanţei (ex.: la avioane, helicoptere etc.). şoc v. undă balistică. şurub, dispozitiv din categoria maşinilor simple cu ajutorul căruia se realizează o economie de forţă (fig. 344). Aplicînd legea conservării energiei prin egalarea lucrului mecanic activ (al forţei F) cu cel rezistent (al rezistenţei R), rezultă: 2 n (l + r) în care h este pasul şurubului, r — raza sa şi l — lungimea unei pîrghii sau a unei chei C de înşurubat (care, uneori, poate lipsi). tabloul Mendeleev v. sistemul perio-«IIr al elementelor. Inhlon, particulă elementară ipo-tol.lr.il, neidentificată experimentul, a cărui viteză ar fi superioară rrIoi a luminii. Titnitn, Igor E vghcnievici (1895 — 1 '.170), fizician sovietic. Membru ii I Academiei de Ştiinţe a U.R.S.S. Contribuţii în domeniile teoriei nu-rlrului atomic, corpului solid,radiaţiei electromagnetice. împreuna cu f.M.Frank a dezvoltat (1937) lroria matematică a efectului Ge-rrnkov. Premiul Nobel (1958). hmlocronism, proprietate a unui punct, material, care se mişcă pe o mrhă (numită tautocronă) în plan voi tical, de a ajunge în acelaşi interval de timp în punctul de rriergie potenţială minimă, indife-ront depoziţia sa iniţială.Un exemplu de curbă tautocronă este ci-cloida cu axa verticală şi conca- vi latea în sus, pe care se depla* «oază un punct material greu. taric (sau intensitate auditivă, N)> mărime acustică psiho-fizică care arată de cîte ori un sunet este apreciat de un ascultător otologic normal ca fiind mai intens decît un sunet normal de 40 fon. Se măsoară în soni. V. nivel de tărie. tclcmetru 1. Instrument optic folosit la măsurarea distanţelor pînă la puncte îndepărtate sau inaccesibile, bazat pe principiul vederii binoculare, stereoscopice. Este alcătuit din două obiective montate la capetele unui tub aşezat perpendicular pe direcţia de observaţie şi două oculare situate la jumătatea tubului. De la punctul vizat, prin capetele tubului pătrund în aparat două raze de lumină (dirijate spre obiective şi apoi spre oculare, cu ajutorul unor prisme de reflexie totală). Măsu-rînd unghiurile dintre aceste raze şi axul aparatului, se poate determina distanţa pînă la un punct îndepărtat. Deseori, instrumentul este etalonat pentru citirea directă a distanţei. 2. Dispozitiv optic ataşat unor aparate fotografice, care permite punerea la punct a imaginii dată de obiectiv în planul emulsiei fotografice. telescop (catoptric), instrument optic folosit la observarea corpurilor foarte îndepărtate (astronomice), al cărui obiectiv este o oglindă concavă (sferică sau parabolică). A fost inventat de I. Newton în 1668. Avantajul său asupra lunetelor constă în faptul că diametrul obiectivului poate fi mult mărit; în timp ce la lunete acesta este de maximum 1 m, obiectivele cu oglinzi pot atinge un diametru de 5 —5,5 m. Mărirea diametrului obiectivului constituie calea TELESCOP principală de creştere a puterii separatoare, grosismentului şi luminozităţii instrumentelor astronomice. Există două tipuri principale de telescoape: telescopul cu vizare laterală, de tip Newton şi telescopul cu vizare directă, de tip Cassegrain. telescop dioptrie, lunetă. temperatură (!T, 0, t)y parametru ce caracterizează starea de încălzire a unui sistem fizic. Valoarea ei depinde de scara termometrică în care este exprimată (v. termometrie). Determinarea temperaturii corpurilor se bazează pe variaţia unor mărimi fizice (ex. volum, rezistenţă electrică, forţă termo-electromotoare etc.) cu starea de încălzire a corpului termometrie al unui termometru aflat în contact termic cu sistemul fizic respectiv, în tehnica obţinerii temperaturilor inalte, de pînă la 1 600°C, sînt utilizate cuptoarele electrice. Temperaturi mai ridicate se obţin în flăcările produse prin reacţii chimice de oxidare; arzînd în aer oxidul de carbon poate produce temperatura de 2 090°C, iar în oxigen — temperatura de 2 825°C; prin ardere în aer, acetilena poate produce temperatura de 2 220°C, iar în oxigen —■ de 3 100°C. în suflătorul Langmuir, prin arderea hidrogenului atomic într-un arc voltaic cu electrozi de tungsten, se atinge temperatura de 3 370°C (temperatura de topire a tungste-nului). Temperaturi mai ridicate, de la 5 000 pînă la 50 000°C, se obţin în descărcările electrice în gaze; plasma neizotermă astfel obţinută este folosită pentru tăierea şi sudarea metalelor (v. plas-matron). în plasma fierbinte a reacţiilor termonucleare s-au obţinut temperaturi pînă la 80 000 000°G ; aceste reacţii produc 444 temperaturile de zeci de milioane de grade din stele (temperatura periferică a acestora este însă numai la cîteva mii de grade; ex. 6 000°C pe suprafaţa Soarelui). Temperaturile joase se pot obţine cu ajutorul amestecurilor râcitoare (sau refrigerente) ca: 100 g gheaţă şi 31 g clorură de sodiu (NaCl): — 21°C; 100 g gheaţă şi 143 g clorură de calciu (CaCl*): — 55°C; bioxid de carbon (C02) solid şialcool etilic (CaH5OH): - 78°C. Coborîrea temperaturii se datoreşte absorbţiei căldurii în procesul (endotermic al) dizolvării. Temperaturi mai cobo-rîte se obţin prin răcirea cu ajutorul metodei ciclurilor care constă în comprimarea gazelor urmată de lichefiere directă sau prin efect Joule-Kelvin, după care lichidul este evaporat în vid. Comprimată la 5 atm, clorurade metil se lichefiază la temperatura camerei; prin evaporarea lichidului în vid se atinge temperatura de — 70°C. Răcită pînă la această temperatură, etilena comprimată la 5 atm se lichefiază, apoi, prin evaporarea sa în vid, se obţine o temperatură de — 150°C. Răcit la -150°C, oxigenul aflat la presiunea de io atm se lichefiază, iar prin evaporare în vid se atinge temperatura de —200°C. După răcirea pînă la —200°C la o presiune de 180 atm, hidrogenul este lichefiat prin destindere, iar, apoi, prin evaporare în vid se solidifică, atingîndu-se —259°C. Prin comprimarea heliului la această temperatură şi lichefierea sa prin destindere urmată de evaporare în vid, se atinge temperatura de —272,2°C (0,9 K). Sub 0,9 K pînă la 0,001 K, temperatura poate fi coborîtă prin demagnetizarea adiabatică a unor săruri paramagnetice (răcire magnetică) ; metoda aceasta se numeşte şi metoda dezorientării momentelor magnetice atomice (iniţial orien- 445 tale în cîmpuri magnetice). Bacă perturbarea orientării momentelor magnetice atomice este urmată li'iiijHTnl-iira pe care trebuie să o A corpul negru pentru a avea unM'a.şi strălucire spectrală pentru rmliajiu monocromatică cu lungimea fd*=> Jo B Ul Ulf T 2R R ’ obţinîndu-se astfel Uef = Vz tensiune electrică de ardere, tensiune electrică aplicată între electrozii unei descărcări electrice staţionare care, datorită căderilor de tensiune pe circuitul exterior tubului de descărcare, este întotdeauna mai mică decît potenţialul de aprindere. înainte de străpungere, tensiunea de la bornele tubului este egală cu forţa elec- tromotoare E a sursei de alimentare. După străpungere tensiunea U la borne scaae, tinzind către o valoare dependentă de intensitatea 1 a curentului de descărcare, care trebuie să satisfacă anumite criterii de stabilitate a descărcării. Ca urmare a ionizărilor îa TENSIUNE 448 avalanşă, după străpungere curentul are tendinţa să* crească oricît de mult, intensitatea sa fiind limitată numai de parametrii circuitului exterior tubului de descărcare. Notînd cu Ry L şi C — rezistenţa, inductanţa şi, respectiv, capacitatea circuitului, condiţia necesară şi suficientă pentru stabilitatea descărcării este satisfacerea simultană a inegalităţilor: d£7 dl R> 0, prin efecte termoelectrice, fotoelectrice, fotomagnetoelectrice etc. tensiune interfacială, forţă tangenţială care se exercită la suprafaţa de contact a două lichide nemiscibile, sau la cea dintre un lichid şi un solid. în cazul unei picături de lichid 2 care stă în echilibru pe suprafaţa altui lichid -1 (fig. 345), tensiunile superficiale dl RC O descărcare cu caracteristica U(I) crescătoare, adică dU/dI>0 (ex. descărcarea luminescentă anormală), este totdeauna stabilă, pentru orice valoare a tensiunii de ardere. O descărcare cu caracteristica U(I) descrescătoare, adică dU/dlCO (ex. descărcarea în arc), este stabilă numai dacă: Uf I c In cazul unui arc în curent continuu aflat într-un circuit de capacitate neglijabilă, condiţia de ardere stabilă este: U(I)>E - RI. tensiune (sau forţfi.) electromotoare (E, e)y mărime egală cu tensiunea electrică la bornele unui generator electric în circuit deschis (la mersul în gol). Are acelaşi sens cu curentul ce străbate circuitul la închidere, spre deosebire de tensiunea contrae lectromo toare — care se opune sensului normal al curentului. Poate fi produsă prin inducţie electromagnetică (la generatoarele electrice), prin procese electrochi-mice (la elementele galvanice), ale celor două lichide în contact cu aerul fiind şi a2, tensiunea interfacială este dată~de relaţia: ct12 = 0! — o2; această relaţie este valabilă pentru valori mici ale unghiului p, situaţie apropiată de cea reală. tensiune magnetică (Um), mărime scalară def inităprin integrala curbilinie a intensităţii cîmpului magnetic H de-a lungul unei curbe închise sau deschise C: Um = ^Hdl, în care dl este elementul de arc orientat al curbei C. în SI se măsoară în amperi (sau amper-spire). tensiune (sau forţă,) magnetomo-toare (Umm), tensiunea magnetică considerată pe o curbă închisă, egală cu tensiunea părţii soleno-idale a intensităţii cîmpului mag- 440 teorema iiii|1<\ In cazul existenţei unor nirenţi electrici de conducţie, este iitimtmc egală cu solenaţia (v.). iPtinlune mecanică (sau efort unitar), forţa raportată la aria suprafeţei pe oare acţionează. Poate fi normală (cr) pe suprafaţa corpului mii ii tangenţială (?) la aceasta. în HI no măsoară în newtoni pe metru p/Urul. ftiwlune superficială (a), mărime numeric egală cu rezultanta forţelor tangenţiale care se exercită pe unitatea de lungime, la suprafaţa unei membrane de lichid. Moleculele tlin stratul superficial al lichidului nInI atrase de moleculele din interior şi, astfel, acest strat se manifesta macroscopic ca o membrană elastică ce are tendinţa să se micşoreze cît mai mult. Fenomenul poale fi pus în evidenţă cu un cadru dreptunghiular format din rin» metalice pe care se întinde o peliculă de lichid. Dacă una din lai urile dreptunghiului este mo- li ilă, atunci, pentru ca aria peliculei să rămînă constantă, trebuie ca pe această latură să acţioneze o forţă orientată în sens contrar micşorării membranei (fig. 346). Fig. 346 Întrucît pelicula conţine două membrane superficiale, tensiunea superficială se va calcula cu ajutorul relaţiei: F c = — , 21 unde F este forţa care acţionează asupra laturii mobile, iar / — lungimea ei. în SI unitatea de măsură este newtonul pe metru. teorema Beraoulli, legea Ber-noulli. teorema Camot v. ciclu Carnot. teorema fundamentală a unităţilor v. sistem de unităţi. teorema Gauss: fluxul electric total T (al inducţiei electrice D) printr-o suprafaţă închisă S, de formă arbitrară, este direct pro- * porţional cu suma algebrică a sarcinilor electrice existente în interiorul acesteia şi nu depinde de sarcinile situate în exteriorul ei: = q, unde q este sarcina totală cuprinsă în interiorul suprafeţei (iar dA ==nd^4, n fiind versorul normalei la elementul de arie AA al suprafeţei £). Această teoremă permite calculul cîmpului electric pentru diferite distribuţii de sarcină. V. ecuaţii Maxwell. teorema impulsului v. impuls al forţei. teorema Malus-Dupin: între doua fronturi de undă ale unui fascicul (fig. 347), înainte (front incident, F.i.) şi după trecerea lui (front emergent, F.e.) printr-un 29 — Dicţionar de fizică TEOftlfi 450 Fit 347 sistem optic, sau prin orice alt mediu neomogen, drumurile optice străbătute de fiecare rază de lumină sînt egale: 71 ^2^2 ^"3^3 ""l- ^4^4 ' = nj'i -f n2Ji + nsfa -f nji = .... teoria cinetică a gazelor, teorie care stabileşte relaţii tntre proprietăţile gazelor, pornind de la premisa că acestea sînt formate din particule (atomi sau molecule) aflate în mişcare haotică continuă (numită agitaţie termică); aceste particule se ciocnesc elastic între ele şi cu pereţii vasului, iar energia lor cinetică este proporţională cu temperatura gazului. Intre două ciocniri succesive, particulele (de obicei, molecule) unui gaz ideal străbat drumuri diferite Xlf X2, ..., de lungimi şi direcţii diferite (fig. 348); valoarea medie a acestora, numită drum liber mediu9 poate fi calculată studiind mişcarea unei singure molecule {celelalte molecule fiind presupuse în repaus). Potrivit fig. 349, o moleculă se va ciocni iu timp de o secundă cu toate moleculele din cilindrul de generatoare e^ală cu viteza medie v a moleculei şi cu aria bazei egală cu 4nr*. Frecvenţa de ciocnire va fi dată de relaţia: vc = facr&Bn, unde n este concentraţia moleculelor, iar r — raza de acţiune moleculară. Dacă se ia in considerare mişcarea tuturor moleculelor gazului, numărul mediu de ciocniri capătă expresia: v< = yi incert. Frecvenţa de ciocnire fiind egală cu numărul mediu de drumuri libere pe secundă, drumul liber mediu este: - = Jî__ g____________________1 vc V2 4ttr^Vn )f 2 n (sfn unde a este diametrul eficace al moleculelor (o= 2r). Conform aces-- 1 tei relaţii X~— (deoarece p~nQ). P In cazul aenriui, valorile experimentale ale lui X în funcţie de p sînt redate în tabelul âtt. 461 Tabelul 32 p, în Torr X, în cm 760 7-IO"6 1 5-IO-8 io-6 5-103 TEORIE Tabelul 33 Gazul X, în cm o, în era Ho 1,123-IO-6 2,3-IO-8 0, 0,647-10“6 2,9-IO-8 He 0,666-IO-5 3,6.IO-9 lu realitate, X depinde şi de temperatura absolută Ty potrivit relaţiei: - - T X= X» -------, C+ T unde X» este drumul liber mediu din formula de mai sus, iar C — constanta Sutherland. Determinînd experimental, prin metoda fasciculelor moleculare, valoarea drumului liber mediu X, se poate calcula diametrul eficace al moleculelor. Valorile lui X şi cele ale lui c pentru cîteva gaze sînt redate în tabelul 33. Moleculele gazului ideal au viteze diferite, care se abat de la valoarea medie. Cînd gazul se găseşte în stare de echilibru, aceste viteze se supun statisticii Maxwell-Boltzmann. Numărul de molecule dn cu vitezele cuprinse în intervalul (1v, v + dw) se calculează conform relaţiei: drc = 47Tn f——v*e ^hT dv, 12nkT J unde m este masa unei molecule, iar k — constanta Boltzmann; rezultă: mv* ndv [2nkT) Această relaţie permite calculul fracţiei de molecule cu vitezele cuprinse în intervalul unitate de viteze din unitatea de volum. Mărimea din membrul stîng poate fi interpretată ca o densitate de probabilitate, cu ajutorul ei pu-tîndu-se calcula probabilitatea ca o moleculă să aibă viteza în intervalul unitate de viteze din vecinătatea vitezei v. Funcţia mv* f(r) = 47gf- m —1 ' v*e '2 00 2hT dv, h*=y 3/fT. /n Expresia vitezei (celei mai) probabile (adică viteza pe care o au cele mai multe din moleculele gazului) se obţine din condiţia de maxim al funcţiei f(v): 452 După derivare, rezolvîndu-se ecuaţia respectivă, rezultă: V vnf(v)dv — —-----------= ( vf(v)dv. n Jo Substituind expresia funcţiei de distribuţie se poate scrie: mv* v 47T ( m - | C V3e 2kT dv, \2T:kT) Jo de unde rezultă: • «l/IîT. (/ 7x m Calculul vitezei pătratice medii (media pătratelor vitezelor tuturor moleculelor dintr-un gaz) sc efecluează cu ajutorul relaţiei: (°° v*dn S* = ------------ [°°v2f(v)dv ; n JO după substituirea expresiei lui M- între cele trei viteze există relaţiile: y»* = 1,090 = 1,22 vp. V. gaz ideal. teoria electronilor „liberi", teorie la baza căreia stă ipoteza că electronii dintr-un metal pot fi consideraţi la fel cu particulele unui gaz ideal. A fost elaborată de P. Drude şi H.A. Lorentz la începutul secolului 20. Potrivit acestei teorii, între electroni nu au loc interac-ţii; ei se deplasează independent într-o groapă de potenţial constant, supunîndu-se statisticii Max-well-Boltzmann. în absenţa unui cîmp electric exterior, electronii din metal au o mişcare de agitaţie termică dezordonată. Drumul lor liber mediu este presupus egal cu distanţa dintre nodurile reţelei cristaline metalice, iar viteza medie este dată de aceeaşi relaţie ca şi în cazul gazului ideal (v. teoria cinetică a gazelor). Cînd metalul se află într-un cîmp electric exterior, peste mişcarea dezordonată de agitaţie termică a electronilor se suprapune mişcarea ordonată a lor, sub acţiunea cîmpului aplicat. Viteza electronilor este egală cu suma vitezei de agitaţie termică şi a vitezei cîştigate în cîmpul electric (numită şi viteză de drift). în teoria electronică, expresia conductivităţii electrice din legea Ohm este: m Im « aro e este sarcina elementară, n concentraţia electronilor, m masa, X — drumul lor liber nurliu, iar vr — viteza medie. Din pnluţ.io se observă că, pe măsură rn huuperatura creşte, viteza v(> m nlrdronilor devenind mai mare, rmiduef ivitatea metalului scade. i ioiirludivilalea termică a metalului are expresia: 1-1 K — — ceî)Ae — ” nktie'hef 3 2 undo c,> este căldura specifică a oIim1 I i'onilor, iar k — constanta Mnll./mann. Făcînd raportul dintre rrdo două relaţii şi ţinînd seama iwi ouergia cinetică a electronilor 2 o N1I,. "'pi =± w (T fiind tem- |u«ralura absoluta), se obţine legea IV irdcmann -Franz; -* = T. o e% Teoria electronilor liberi stabileşte iiA metalul este caracterizat, pe Itu^ă căldura atomică a reţelei, OK«lă cu —R, şi de căldura ato- 2 3 mică a electronilor, egală cu — R 2 (unde R este constanta universală « gazelor). Valoarea totală de ţl Jt este în contradicţie cu va- *2 Joaroa iîj dată de regula Dulong-Petit. Această neconcor-d.in^a este explicată în cadrul unei teorii cuantice a electronilor din metal, pe baza statisticii l’orrni-Dirac. teoria relativităţii, teorie care stabileşte interdependenţa între spa- TEORIE ţiu, timp şi materia în mişcare, aplicabilă atît în cazul vitezelor relativ mici de deplasare ale corpurilor, cît şi, ceea ce îi este caracteristic, în cazul vitezelor relativ foarte mari, comparabile cu viteza luminii. Această teorie a revoluţionat concepţia ştiinţifică despre lumea fizică, stabilind relaţia dintre masa şi energia unui corp (v. formula Einstein). A fost elaborată de A. Einstein în două etape, între anii 1905 şi 1916. Teoria relativităţii rtstrînse, formulată ki 1905, se referă la fenomenele mecanice şi electromagnetice care se produc în sistemele de referinţă inerţiale. La baza ei stau următoarele două principii: Primul principiu fsau principiul special al relativităţii), reprezentând o generalizare a principiului mecanic al relativităţii formulat de G. Galilei, afirmă că toate sistemele de referinţă inerţiale sînt echivalente în raport cu legile fizicii (prin sistem de referinţă inerţial înţelegîndu-se un sistem a cărui mişcare rectilinie şi uniformă nu poate fi pusă în evidenţă prin nici o experienţă fizică). Principiul relativităţii clasice arată că, din punct de vedere matematic, legile mecanicii se formulează la fel în oricare sistem, trecerea de la un sistem inerţial la altul fiind realizată cu ajutorul transformărilor Galilei (v.). Spre deosebire de principiul Galilei, principiul Einstein afirmă invarianţa tuturor legilor fizicii la trecerea de la un sistem inerţial la altul (trecere efectuată cu ajutorul transformărilor Lorentz). Al doilea principiu susţine că viteza luminii în vid are aceeaşi valoare în toate sistemele inerţiale. La baza acestui principiu au stat experienţa Michelson, care a dovedit falsitatea ipotezei existenţei eterului» şi rezultatele fizi- tborie cii teoretice, care au demonstrat neaplicabilitatea regulii de compunere a vitezelor din mecanica clasică în cazul interacţiilor de natură electromagnetică. Teoria relativităţii restrînse susţine oă interacţiile de orice natură nu se pot propaga cu viteze mai mari decît viteza luminii în vid, ceea ce este în contradicţie cu propagarea cu viteză infinită a interacţiilor, susţinută în mecanica clasică. Legile mecanicii, puse sub o formă invariantă în raport cu transformările Lorentz, devin legi ale mecanicii relativiste. Principiul al doilea al dinamicii are următoarea formă invariantă în raport cu transformările Lorentz: 454 _d d* m0v V 1 - = F. y este masa de mişcare a corpului, care depinde de viteza V a corpului. In mecanica relativistă, impulsul are expresia: J2*L v A V VX : v'x -f u 1 + Vxulc2 Vy : 1 + Vxu/c2 1 + v'xulc* unde m0 este masa de repaus a corpului, iar mărimea iar teorema compunerii vitezelor, în cazul a două sisteme inerţiale de coordonate xs y, % şi x\ yz' aflate în mişcare relativă cu viteza u (în direcţia axei x), capătă următoarea formă matematică: vz = unde vx% vVi vz şi t£, Vy, vu sînt componentele vitezeipunctului material în sistemele sd, y, z şi, respectiv, x\ y\ z\ Teoria relativităţii generalizate, formulată în 1908—1916, cuprinde şi fenomenele gravitaţionale şi nu impune nici o restricţie sistemelor de referinţă. în cadrul acestei teorii, forma generală a legilor fizicii este invariantă la trecerea de la un sistem de referinţă la altul care, în raport cu primul, se aflâ în mişcare accelerată. Potrivit acestor consideraţii, mişcarea unui corp într-un sistem de referinţă accelerat este echivalentă cu mişcarea lui într-un cîmp gravitaţional ; astfel, s-a putut explica egalitatea dintre masa inertă şi masa gravitaţională, problemă pe care mecanica clasică nu a putut-o elucida. Teoria a obţinut o serie de rezultate remarcabile privind interacţia corpurilor şi a cîmpuri-lor. O confirmare a sa a constituit-o constatarea devierii razelor de lumină în apropierea maselor mari, observată în apropierea Soarelui cu ocazia eclipsei din 1919. Teoria relativităţii a fost verificată practic prin: avansul continuu al periheliului planetei Mercur, curbarea razelor de lumină ale aştrilor în vecinătatea Soarelui, deplasarea spre roşu a liniilor spectrale emiăe de pe o masă gravnicâ mare, creşterea masei particulelor rapide în acceleratoare, creşterea timpului de viaţă al mezonilor rapizi în raport cu cel al mezonilor lenţi etc. teoria vfaeoeUfttfe& v. atenuare. termen «pectral/T1») 1- Raportul dintre energia JSn corespunzătoare stării cuantica a unui atom sau a unei molecule şi produsul între constanta Planck h şi viteza c a luminii ia vid, considerat cu semnul minus: Este invers proporţional cu pătratul numărului cuantic principal n al stării respective. Diferenţa a doi termeni spectrali 7V şi Tnn reprezintă numărul de undă al unei linii din spectrul (de emisie sau absorbţie al) atomului dat {principiul de combinare Rydberg-Ritz, formulat în 1908): v = Tn* — Tn*• 2. V. nivel energetic. termie (th), unitate de măsură tolerată a cantităţii de căldură, egală cu o megacalorie: 1 th = IO4 cal. termkmieă, capitol al fizicii care studiază emisia electronilor sau a ionilor de cătT« corpurile aflate la temperaturi înalte. termistor* semiconductor a cărui rezistenţă variază între anumite limite după o leţge exponenţială cu temperatura, folosit drept termometru cu rezistenţă de mare sensibilitate. Materialele semiconductoare des folosite sînt: Mn304, CuO, NiO, UOt, AgaS sau amestecuri de două sau trei substanţe semiconductoare cum sînt: CuO + + MnsOă, Mn804 -f NiO, Mn304-i-+ NiO -f C03O4, în ultima vreme folosindu-tfe amestecurile oxizi lor de fier cu substanţele MnCO^Q*, CuMn204, MnAl204, MgCr204, ZnaTi04. Variaţia rezistenţei elec- trice R a două dintre substanţele amintite cu temperatura teste redată în fig. 351. Tehnologia preparării termîstorilor este următoarea: substanţele semiconductoare sub formă de praf sînt presate şi, apoi, 6interizate la o temperatură care depinde de natura lor. Terni istorii pot fi construiţi în formă de disc, cilindru etc. €u ajutorul lor poate fi decelată o variaţie a temperaturii de 0,0005°C. termocuplu (sau ier woe temeni), dispozitiv constituit din două fire conductoare {sau semiconductoare) diferite, sudate la capete. Dacă temperaturile celor două contacte conductive sînt diferite, termocuplul poate fi folosit ea traduc tor termoelectric la măsurarea diferenţelor de temperatură, determinîadu-se forţa termoejec-tromotoare care ia naştere prin transformarea energiei termice în energie electrică (v. pirometru electric). Alt tip de termocuplu, utilizat la măsurarea puterii electrice a curentului alternativ de frecvenţă joasă sau înaltă, este constituit din două fire (ex. din fier şi constantan) puse în cruoe TERMOELEMENT şi sudate în punctul de contact; două dintre cele patru capete ale sale sînt legate la sursa de curent, iar celelalte două — la un ga Manometru etalonat în mod cores- Î>unzător. Pentru mărirea efectu-ui termoelectric se pot lega în serie mai multe termocuple; un astfel de montaj funcţionează c?» un generator de curent electric continuu, purtînd numele de pilă termoelectrică. In scopul obţinerii unor parametri superiori de stabilitate şi sensibilitate, termoele-mentele sînt montate în vid. Un exemplu de astfel de pilă este cea formată din benzi foarte subţiri de constantan şi manganină, fixate la două bare masive de cupru; în cazul acesteia, la o energie absorbită de cîteva sutimi de mi-crojoule pe secundă corespunde o forţa termoelectromotoare de un microvolt. Un număr mare de termocuple unite între ele formează o baterie de termocuple. care poate furniza un curent termoelectric cu intensitatea de cîtiva amperi. V. efecte termoelectrice. termoelement9 termocuplu. termodifuzie, difuzie a moleculelor unei substanţe în care există un gradient de temperatură, de la regiunea mai caldă spre cea mai rece. termodinamică, ramură a fizicii care studiază mişcarea termică a materiei, precum şi trecerea acesteia în alte forme de mişcare; se ocupă în special de stările de echilibru ale sistemelor fizico-chimice, precum şi de procesele care conduc ia atingerea acestor stări. în scopul caracterizării acestor procese se foloseşte un parametru de stare specific, temperatura, şi o serie de mărimi de stare ca: entropia, potenţialele termodinamice etc.; acestea sînt mărimi macroscopice 460 cărora le corespund, la scară microscopică, valorile medii ale unor mărimi fluctuante de natură mecanică, electromagnetică etc., obţinute cu ajutorul metodelor fizicii matematice (teoria probabilităţilor, statistica etc.) aplicate unui colectiv de particule. Din punct de vedere fenomenologic, termodinamica se bazează pe trei principii obţinute pe cale inductivă, prin generalizarea unui mare număr de date experimentale, în urma interacţiilor cu mediul exterior, un sistem termodinamic considerat într-o stare de energie Uj poate trece în starea de energie Un; variaţia energiei sale interne este: AV - Vn -VX~ J2ALi, unde AjLi sînt lucrurile mecanice echivalente. Relaţia de mai sus reprezintă expresia matematică a primului principiu al termodinamicii. Acest principiu constituie o exprimare matematică a legii conservării energiei, arătînd că: la trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare în alta, variaţia energiei interne este egală cu suma dintre lucrurile mecanice echivalente tuturor acţiunilor externe (mecanice, termice, electrice, magnetice etc.), care au concurat la schimbarea stării. Rezultă că energia internă a sistemului este o func{ie de stare, iar diferenţiala sa — o diferenţială totală exactă, în cazul unei transformări ciclice, această sumă se anulează, deci energia internă finală este aceeaşi cu cea iniţială. Dacă între sistem şi mediul exterior au loc doar schimbări de lucru mecanic AL şi de cantităţi de căldură AQ, primul principiu are următoarea expresie matematică : AU * AL + AQ. 467 într-o transformare ciclică (ex.: în cazul unei maşini termice) această relaţie devine: A L+ AQ = 0, exprimînd astfel imposibilitatea ca un sistem termodinamic să furnizeze lucru mecanic mediului exterior, fără să primească energie (sub formă de căldură). Un astfel de sistem poartă numele de perpe-tuum mobile de speţa întîi, primul principiu putîndu-se formula „este imposibil să se construiască un perpetuum mobile de speţa întîi4*. Un sistem termodinamic simplu îl constituie gazul ideal, ai cărui parametri de stare sînt presiunea p, volumul V şi temperatura T. Lucrul mecanic elementar schimbat de gazul ideal cu mediul exterior se exprimă prin: d L = pdV. Potrivit convenţiei ca semnul lucrurilor mecanice (sau cantităţilor de căldură) schimbate cu exteriorul să fie plus sau minus, după cum sistemul le primeşte sau le cedează, lucrul mecanic elementar capătă expresia: dZ, = - pdV. Sau, în cazul unei variaţii finite a volumului (de la Vx la V2), AX, = - ppdP- în cazul unei transformări elementare oarecare a gazului ideal, expresia matematică a primului principiu este: dU = dQ - pdV. Dacă această transformare este izocoră, relaţia devine dU = dQt TERMODINAMICA adică variaţia energiei interne se face doar pe seama schimbului de căldură cu mediul exterior. Dacă transformarea este adiabatică, se obţine dU ~ — pdV, adică poate avea loc doar un schimb de lucru mecanic cu mediul exterior. Principiul al doilea al termodinamicii se formulează astfel: toate maşinile termice care funcţionează între aceleaşi temperaturi 7\ şi T2 au randamentul maxim egal cu randamentul ciclului Carnot: Acest principiu are o seric de formulări echivalente. Potrivit lui, este imposibilă construirea unui perpetuum mobile de speţa a douaf adică a unei maşini termice care să furnizeze lucru mecanic func-ţionînd ciclic, în contact cu un singur izvor de căldură. în relaţia de mai sus se observă că, dacă To — 0, o astfel de maşină ar lucra ciclic fiind în contact doar cu sursa de căldură cu temperatura Tlt şi ar avea randamentul egal cu 1. O altă formulare a celui dfc al doilea principiu, analogă celei de mai sus, aparţine lui Kelvin şi susţine imposibilitatea transformării neîntrerupte a căldurii izvorului cald în lucru mecanic, fără transportul unei cantităţi de căldură de la izvorul cald la cel rece (postulatul Kelvin). Postulatul Clausius constituie o altă exprimare a acestui principiu. Potrivit lui, urmînd parcurgerea ciclului Carnot în sens invers (în cazul unei maşini frigorifice), transportul neîntrerupt de căldură de la izvorul rece către izvorul cald fără cheltuirea unui lucru mecanic pentru acest transport este imposibil. Principiul al treilea al termodinamicii fnumit şi principiul Nernst)t TERMOELECTBICITATE arată că în vecinătatea Iui zero absolut entropia e&te constantă, adică: lim = 0. r-o Formulat de M. Pianck, principiul al treilea afirmă că entropia tinde către zero atunci cînd temperatura absolută a sistemului tînde către zero. Matematic aceasta se exprimă prin relaţia: lim S =s 0, T—0 care precizează valoarea constantei aditive, nedefinită în formularea lui Nernst, ca fiind egală cu zero. Acest principiu arată imposibilitatea atingerii temperaturii de zero absolut. termoclectrieitate, capitol al electricităţii care studiază efectele termoelectrice în conductori sau semiconductori. termoluminescenţă, luminescenţă prezentată de unele substanţe (ex. fluorina), produsă pe seama energiei termice absorbite de acestea la o încălzire moderată. termometrie, ramură a fizicii experimentale al cărei obiect de studiu îl constituie metodele de determinare a temperaturii cor- ? uri lor. Scările termametrice uti-izate în prezent pentru determinarea valorii temperaturii sînt: scara Kelvin, în care temperatura finetului triplu al apei este 73,16 K, 0 K constituind temperatura stării speciale a corpurilor numită zero absolut (temperatura se notează T}\ scara Cetsiusr in care 0*C este temperatura de topire a ghejii, iar 100°C — temperatura de fierbere a apei la presiune normală (temperatura se notează cu «); scara Fahrenheit, pentru care temperatura gheţii care se topeşte este de 32°F, iar a apei 4&8 Tabelul 34 Puncte de rfrper (determinate la presiune n«rmal&) T, în K de bază: Punctul triplu al apei 273,16 primare: Punctul de topire al gheţii Punctul de fierbere aJ apei Punctul de fierbere al sulfului Punctul de topire al argintului Punctul de topire al aurului 273.15 373.15 717,75 1233,95 1 336,15 secundare: Punctul de fierbere al heliului Punctul de fierbere al hidrogenului Punetul de topire al 9taniului 1 Punetul de topire al eadmiului 4,22 20,37 606,00 594,05 care fierbe 212°F; scara Rankine în care temperatura de topire a gheţii este 492° R, iar cea de fierbere a apei 672° R. Ultimele două scări sînt încă larg folosite în Anglia, S.U.A. şi Canada. în fig. 352 sînt reprezentate cele patru scări termometrice în intervalul de temperatură dintre zero absolut şi punctul de fierbere a apei, în afară de kelvin — unitate fundamentală în SI, pentru măsurarea temperaturii se folosesc gradele de temperatură: Cel-sius (°C), Fahrenheit (°F), Rankine (°R), între care există relaţiile: IK « l°C = 1,8°F = l,8°Iţ9 a ape/ Punctai de topire a gbeţii ficare a b/oxfdulul de carbon Punctul de fierberi a oxigenului Zero absolut l37$JS , wo° 212° JOOKtou’C i T l80°FsauR i i ■0° 1 Z73J5 32* 1 Să 0 1 -700* - -90 1 Co 0 1 —297* - 0 -273,15° - —- 432° Kelvin Celsius Fig. 352 Fabrenfiert Pankine în scopul etalonării termometrelor, se utilizează un tabel de temperaturi fixe (de reper) uşor reproduc-tibile, purtînd numele de scării practică internaţională. în tabelul 34 sînt redate cîteva puncte ale acestei scări în grade Kelvin. între valorile indicate în tabel, termometrele pot fi etalonate prin extrapolare. în intervalul de temperaturi cuprinse între —190°C şi 0°C, extrapolarea se face cu ajutorul termo-metrului cu rezistenţă de platină, pentru care dependenţa rezistenţei electrice de temperatură are expresia: Rt = Rq [1 -f- At -f- Bt2 + + c(t - 100)t2], unde R0> A, B, C sînt constante, determinate prin măsurarea rezistenţei termometrului în punctul de topire al gheţii si cele de fierbere ale apei, sulfului şi oxigenului. De lţ 0°G pînă la 660°C, pentru extrapolare se foloseşte aceeaşi rezistenţă a cărei dependenţa de temperatură în acest interval are expresia: Rt = R0 {l Ai + Bt‘>). în intervalul de la 660°C pînă la 1 063°C, extrapolarea se face cu ajutorul termocuplului platină-platină rodiată, pentru care dependenţa de temperatură a forţei electromotoare are expresia: El — a bt -f- Ct^y unde constantele a, b şi c sînt determinate prin măsurarea forţelor electromotoare în punctul de fierbere al sulfului şi în cele de topire ale argintului şi aurului. Pentru temperaturi mai ridicate de 1 063°C, în scopul etalonării se foloseşte pirometrul optic (v.). termometru, instrument cu ajutorul căruia se determină temperatura corpurilor sau mediilor cu care vine în contact. Conţine un corp termometrie, caracterizat de o mărime fizică ce variază cu temperatura după o anumită lege fizică. Termometrul bazat pe variaţia volumului corpului termometrie, ce poate fi lichid (mercur, alcool) sau gaz, cînd temperatura acestuia se modifică, poartă numele de #r- rW -30 FI*. 353 mometru cu dilataţie. în fig. 353 este reprezentat un termometru cu mercur, format din: rezervorul cu mercur Rt scara gradată S şi capilarul C în legătură cu rezervorul aflat în contact termic cu corpul a cărui temperatură se determină. în tabelul 35 sînt cuprinse lichidele frecvent folosite drept corpuri termometrice. Tabelul 35 Lichidul Domeniul rle temperatura °C Mercur AlcooJ etilic Toluen Izopentan Propan — 30...+450 —110...+70 — 90...+110 —160...+25 —185...—40 Pentru determinarea temperaturilor mai joase de — 185°G se folosesc termometrele cu gaz, cum sînt cele cu hidrogen (pînă la — 250°C) şi cu heliu (pînă la — 269°C), iar între —269°C şi — 271°C se foloseşte termometrul cu vapori de heliu (bazat pe dependenţa de temperatură a presiunii vaporilor saturanţiai acestuia). Termometrul bazat pe variaţia rezistentei electrice a unui conductor sau semicon- ductor (v. termistor) cu temperatura se numeşte termometru cu rezistenţă. în domeniul temperaturilor înalte sînt utilizate pirome-trele (v.). termostat, dispozitiv experimental care asigură menţinerea unei temperaturi constante într-un volum determinat de gaz sau lichid. Funcţionează pe principiul echilibrării acţiunii a două surse de căldură, dintre care una este sursa caldă, alta — sursa rece. tesla (T), unitate de măsură a inducţiei magnetice în SI. Reprezintă inducţia unui cîmp magnetic omogen care exercită forţa de un newton asupra unei sarcini electrice de un coulomb, care se deplasează cu viteza constantă de un metru pe secundă în vid, pe o direcţie perpendiculară pe liniile de cîmp. tetrod&, tub electronic cu patru electrozi (fig. 354): catod, grilă directoare, grilă ecran şi anod. Avînd rolul de a amplifica curentul anod ic, grila ecran este legată la o tensiune constantă (egală cu 0,5—0,6 din tensiunea anodică); introducerea ei micşorează foarte mult valoarea capacităţii ce s-ar fi format între grila directoare şi anod, mărind factorul de amplificare al tubului electronic cu cî-teva ordine de mărime. în timpul funcţionării, din cauza efectului 4(11 dc dina tron (smulgerea electronilor din anod şi captarea acestora de r.iUre grila ecran), se poate întîmpla ca tensiunea anodică să devină mai mică decît cea aplicată pe "riJă, aceasta limitînd utilizările practice ale tetrodei. Thomson [tomsn], sîr Joseph John (1856 — 1940), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. A stabilit că razele catodice sînt alcătuite din electroni şi a determinat prin metoda deflexiei în cîmpuri electrice şi magnetice (v. experienţa Thomson) sarcina specifică a electronului [ — I . în \m) 1898 a elaborat unul din primele modele atomice. Premiul Nobel (1906). Thomson [tomsn], sir William, lord Kelvin (1824—1907), fizician englez. Membru al Societăţii Regale din Londra. Contribuţii importante în domeniile termodinamicii şi electromagnetismului. A dat una din formulările principiului al doilea al termodinamicii şi a stabilit scara de temperatură care îi poartă numele (v. termometrie). în 1852 a descoperit, împreună cu J.P. Joule, efectul Joule-Thomson, care şi-a găsit a-plicaţie la lichefierea gazelor. în 1856, a descoperit unul dintre efectele termoelectrice. A elaborat teoria circuitelor electrice rezonante şi a participat la realizarea primului cablu telegrafic transatlantic. timbru» proprietate a sunetelor, prin care se pot deosebi două sunete de aceeaşi intensitate şi înălţime datorită faptului că numărul şi intensitatea armonicelor care le însoţesc variază de la o sursă la alta. Sunetul de frecvenţă minimă TIMP 2* o»î? W 5* eo 7J 80 V C Zgomot Fig. 355 care, de obicei, are intensitatea maximă poartă numele de sunet fundamental. Sunetele alcătuite din unde de o singură frecvenţă se numesc sunete simple sau tonuri, iar cele formate prin suprapunerea unui sunet fundamental cu un număr finit de armonice superioare se numesc sunete compuse. Sunetul alcătuit prin suprapunerea unor sunete de frecvenţe continuu variabile se numeşte zgomot. în fig. 355 este redată comparativ amplitudinea armonicelor care compun diferite tipuri de sunete, în funcţie de frecvenţa v a sunetului fundamental. timp, formă de existenţă a materiei în mişcare care exprimă simultaneitatea şi succesiunea proceselor obiective. Constituie una dintre mărimile fizice fundamentale din SI. Unitatea de măsură fundamentală a timpului este secunda. în mecanica clasică, timpul este considerat un continuum unidimensional a cărui metrică este independentă de procesele fizice (v. transformări Galilei); tiMP în teoria relativităţii restrinse, timpul şi spaţiul formează un con-tinuum cuadridimensional, iar metrica timpului variază în raport cu diferite sisteme fizice inerţiale (v. transformări Lorentz). timp de înjum&t&ţire (perioadă de înjumăt&ţire sau radioactivă, 7'1/2, T), timpul mediu necesar pentru dezintegrarea a jumătate din nucleele unei cantităţi oarecare dintr-un izotop radioactiv. Relaţia dintre acest timp şi constanta de dezintegrare X este: Perioadele de înjumătăţire sînt variate (de la cîteva nanosecunde pînă la cîteva miliarde de ani). timp de relaxare v. oscilaţie amor» tizată, relaxare. timp de reverberaţie v. reverbe* raţie. ton v. timbru. tonă (t), unitate de măsură a masei, egală cu 1 000 kg. topire, transformare de fază de speţa întîi, din stare solidă în stare lichidă. tor goîrat v. descărcare în camera toro idală. torr (Torr), unitate de măsură tolerată a presiunii, egală cu presiunea hidrostatică a unei coloane de mercur cu înălţimea de un milimetru, la temperatura de 0°C. în SI valoarea sa este 1,33322 * 102N/m2. Sin. milimetru coloană de mercur (mm Hg). m Torricelii, Evauge lista (1608 — 1647), fizician şi matematician italian. în 1643, a stabilit că ridicarea mercurului în tuburile ba-rometrice se datoreşte presiunii atmosferice. A dedus legea de scurgere a unui lichid printr-un orificiu (v. legea Torricelii). torţă v. descărcare în torţă. traductor, dispozitiv ce stabileşte o corespondenţă univocă între valorile unei mărimi fizice de o anumită natură (mărime de intrare) şi valorile unei mărimi fizice de altă natură (mărime de ieşire); ex: termocuplu, cristal piezoelectric, traductor Hali (v. efect Hali) etc. traiectorie, curbă descrisă de un mobil sau de centrul lui de greutate în decursul mişcării sale. Este locul geometric al punctelor Succesive prin care acesta trece. transductor, dispozitiv format din două sisteme monoenergetice distincte. asociate, care permite transformarea unei forme de energie în altă formă, realizînd o corespondenţă perfectă între variaţiile unei mărimi caracteristice primului sistem şi variaţiile produse în cel de-al doilea sistem. După cum transformarea energiei este ireversibilă sau nu, transductorii pot fi reversibili sau ireversibili. Trans-ductorul, de cele mai multe ori reversibil, în care energia electrică este convertită în energie acustică, se numeşte electroacustic (v. difuzor). De obicei, o componentă principală a lui este o membrană vibrantă care, deşi are inerţia mecanică mare iar randamentul transformării e mic, prezintă rezonanţă pentru anumite frecvenţe. transfer, transmitere de energie, de căldură sau de particule {ex. TRANSFORM AR K electroni) de la un sistem fizic la ui tul. transfer de electron, proces elementar, constînd în transferul unui electron de la un atom neutru la un ion pozitiv, cînd acestea in- l.eracţionează. Dacă ionul pozitiv (*ste accelerat într-un cîmp electric, după transfer el va deveni atom neutru rapid, în timp (0 partenerul său neutru devine ion pozitiv, care începe o mişcare accelerată în cîmpul electric pînă la o nouă interacţie cu transfer dc electron. Probabilitatea procesului este foarte mare cînd cei doi parteneri sînt de acelaşi tip (de ex. H+ şi H ; He+ şi He etc.); în acest caz el se numeşte transfer rezonant de electron şi are loc fără vreo modificare a sumei energiilor ninetice ale celor două particule, înainte şi după interacţie. transformare adiabatică, transformare a unui sistem care are loc fără schimb de căldură cu mediul exterior (dQ = 0). într-o astfel de transformare primul principiu al termodinamicii se exprimă prin: d U = d L, adică lucrul mecanic dL este egal cu variaţia dC/ a energiei interne a sistemului. Expresia matematică a lucrului mecanic într-o transformare adiabatică a unui gaz ideal se poate obţine cu ajutorul ecuaţiei Poisson: pVY = const, unde p este presiunea, V — volumul, iar y — exponentul adhabatic, definit de raportul căldurilor molare la presiunea constantă C„ şi la volum constant Cy : r — • Expresia lucrului mecanic elementar este ; (jZ, = ~ pdF, AL Lucrul mecanic efcctuat la trecerea între două stări caracterizate de volumele Vx şi V2 (V2 > are eixpresia: ăL = - p pdV. Substituind presiunea p = pt în care p1 este presiunea iniţială a gazului» se obţine lucru! mecanic: mi Primul termen din paranteza dreaptă fiind subunitar (căci y ia valori între 1 şi 2), rezultă că AL < 0, adică sistemul cedează lucru mecanic exteriorului, deci are Ioc o micşorare a energiei interne a sistemului. în fig. 356 este reprezentată în planul p-V o transformare adiabatică (A*ri)» integrînd expresia de mai sus se poate scrie: AL = - Din ecuaţia de stare a gazului ideal, se obţine următoarea expresie a presiunii: RT P= v— , unde v este numărul de kilomoli ai gazului, jR — constanta universală a gazelor, iar T — temperatura gazului. Introducînd sub integTală expresia lui p, se obţine: = In Zî. . Cum F, 0, adică sistemul primeşte o cantitate de căldură din exterior. O transformare izotermă a gazului ideal în diagrama p-V se reprezintă printr-o hiperbolă echilateră (fig. 361); lucrul mecanic efectuat de gaz între Vx şi V2 este reprezentat prin suprafaţa haşurată. transformare polîtropă, transformare a unui sistem termodinamic, care se petrece cu variaţia si inul* tană a presiunii şi volumului sistemului. transformare reversibilă, transformare a unui sistem termodinamic ce poate avea loc în ambele sensuri; atît sistemul cît şi mediul exterior pot reveni In stările iniţiale, trecînd prin aceleaşi stări intermediare. Astfel, o transformare izotermă a gazului ideal este reversibilă dacă, fiind comprimat după ce a efectuat un lucru mecanic pe seama cantităţii de căldură primite din exterior, gazul cedează aceeaşi cantitate de căldură pe care a primit-o şi primeşte din exterior un lucru mecanic egal cu cel pe care îl efectuase, revenind la starea iniţială. Transformarea constă, de fapt, din două transformări cvasistatice care au loc în sensuri opuse şi care se reprezintă în planul p-V printr-o linie continuă, ce poate fi parcursă într-un sens (de la 1 la 2) sau în altul (de la 2 la 1); cele două transformări — directă şi inversă — alcătuiesc împreună transformarea reversibilă. Cînd are loc numai revenirea sistemului in starea iniţială, dar nu şi a mediului exterior, transformarea se numeşte ireversibila. transformator, instalaţie cu ajutorul căreia se obţine ridicarea sau coborîrea tensiunii electrice, cu scopul reglării acesteia în funcţie iu; «Ir nevoile consumatorului. Este format din două bobine situate i»r acelaşi miez de fier (fig. 362); l>ol>ina la bornele căreia se aplică Irus iunea exterioară pentru transformare poartă numele de primar, jur bobina de la capetele căreia ho culege tensiunea transformată hi» numeşte secundar. Raportul dintre numărul de spire n2 al se-mndarului şi cel al primarului — nx k<î numeşte raport de transformare. Jntrucît cele două bobine fac parte din acelaşi circuit magnetic, variaţia fluxului magnetic prin fiecare spiră este aceeaşi, iar raportul forţelor electromotoare din cele două bobine este (în razul transformatorului ideal) egal cu raportul de transformare: ^. Deci, acest raport J'\ *i arată de cîte ori forţa electromotoare în a doua bobină este mai mare decît în prima; dacă —>1 ni transformatorul se numeşte ridicător de tensiune, iar dacă — <1 nx transformatorul se numeşte cobori tor de tensiune. transformări Galilei, relaţii matematice cu ajutorul cărora se realizează trecerea coordonatelor spaţiale şi temporale ale unui punct transformări dintr-un sistem inerţial în altul. Acestca sînt: x = x' + vt y = y' z — z' t = r, unde x, y, z sînt coordonatele spaţiale, iar t — coordonata temporală a punctului în sistemul I, iar x', y\ z\ t' — aceleaşi coordonate în sistemul II (fig. 363), aflat în mişcare rectilinie şi uniformă cu viteza relativă v în raport cu I, pe direcţia axei Ox. Transformările Galilei sînt valabile în mecanica clasică, pentru v<^c (c fiind viteza luminii în vid). Din relaţiile respective, rezultă expresia matematică a teoremei compunerii vitezelor, folosită în mecanica clasică: x = x' + v, y = y\ z = z\ unde \ y, sînt proiecţiile pe axele sistemului I şi x\ y\ respectiv i', ale sistemului II ale vitezei punctului. Legile mecanicii clasice, ca şi intervalele spaţiale şi temporale, sînt invariante în raport cu transformările Galilei. transformări Lorentz, relaţii matematice cu ajutorul cărora se realizează trecerea de la coordonatele spaţio-temporale ale unui <10+ TRANSFORMĂRI 468 eveniment dintr-un sistem inerţial, la coordonatele spaţio-temporale ale aceluiaşi eveniment în-tr-un alt sistem inerţial. Stabilirea acestor relaţii se face pe baza celor două principii ale teoriei relativităţii restrînse. în cazul a două sisteme inerţiale I şi II aflate în mişcare relativă unul faţă de celălalt, rectilinie şi uniformă în direcţia axei Ox, relaţiile de transformare sînt: vt 'i~ y = y z' = Z t' = V t--------X c2 v 1— — c2 unde xy y, z, t sînt coordonatele spaţio-temporale ale evenimentului în sistemul I, x\ z\ t' — coordonatele acestuia în sistemul II, v — viteza relativă a unui sistem în raport cu celălalt, iar c — viteza luminii în vid. Forma matematică a legilor fizice în teoria relativităţii este invariantă la transformările Lorentz. Consi-derînd un interval spaţial pe direcţia axei Ox în sistemul II, x'2—x\, se poate stabili mărimea acestui interval spaţial în raport cu sistemul I: n,' ’ X2 Xţ x2 — Xi = —7====- • M ^anform acestei relaţii, dacă sistemul este mobil un interval spaţial al său pare contractat (în sistemul imobil I) pe direcţia axei de mişcare a sistemului mobil (x2 — xxt2 — t\). Astfel, se demonstrează în teoria relativităţii faptul că simultaneitatea evenimentelor este relativă. Acest rezultat teoretic a fost confirmat în fizica nucleară; în particular, în cazul mezonilor y. s-a constatat că viaţa lor medie este cu atît mai mare cu cît viteza lor este mai apropiată de viteza luminii în via. translaţie v. mişcare mecanică. transmitanţă spectrală v. factor de transmisie. transmutaţie, fenomen de transformare a unui element în altul, în urma unei dezintegrări radioactive sau a unei reacţii nucleare. tranzistor, dispozitiv electronic avind proprietăţile unei triode, format din trei domenii semiconductoare, dintre care: două de tip n şi unul de tip p, sau două de tip p şi unul de tip n (fig. 364). n p n l p n p I . Simbol ¥ Fig. 364 TRIADA Conectat într-un circuit ca în fig. 365, tranzistorul poate funcţiona ca amplificator; cei trei electrozi ai săi sînt denumiţi emi-tor et colector c şi bază b. Caracteristicile tranzistorului — dependenţa curentului prin colector I( de tensiunea Veb aplicată între emitor şi bază pentru diferiţi parametri — curenţi prin emitor Ie = const, sînt redate în fig. 366. Cei mai răspîndiţi sînt tranzisto-rii construiţi cu germaniu sau siliciu. în comparaţie cu triodele clasice, tranzistorii au un consum de energie mai mic, o durată de funcţionare de zece ori mai mare, dimensiuni mult mai reduse şi rezistenţă mărită la şocuri mecanice. tranziţie cuantică, trecere a unui sistem cuantic (ex. nucleu, atom, moleculă) dintr-o stare în alta, în mod spontan sau sub influenţa unei perturbaţii exterioare. Are drept consecinţă emisia sau absorbţia unei cuante egală cu diferenţa de energie a celor două nivele energetice. Numărul tranziţiilor unui sistem este limitat, In realitate producîndu-se doar o parte din numărul celor posibile din punct de vedere energetic. V. reguli de selecţie. tranziţie izomeră v. izomerie nu« cleară’. trasor radioactiv (sau atom marcat), izotop radioactiv cu ajutorul căruia se pot studia şi controla procese inaccesibile altor metode de investigare, prin detectarea radiaţiilor emise în timpul circulaţiei sale în sistemul cercetat. tren de unde v. viteză de grup. triadă v, izotopi. iHmGELECTRICITATE triboelecţricitate, electrizare produsă prin frecarea a două corpuri solide, dintre care cel puţin unul este dielectric. trlboluminescenţă v. luminescentă. tribometru v. frecare. triodă, tub electronic vidat avînd trei electrozi: anod, catod şi un electrod intermediar numit grilă de comandă (fig. 367). Variind tensiunea Ug aplicată grilei de comandă, se poate varia intensitatea curentului anod ic. Pentru Uq> 0, electronii care străbat spaţiul dintre anod şi catod sînt acceleraţi, iar în cazul Ug<0, ei sînt încetiniţi; dacă Ug = 0, prin tub trece un curent numit de repaus (sau de zero). Datorită prezenţei grilei, trioda poate fi folosită în curent alternativ ca amplificator, detector (redresor) sau oscilator (generator). Curba de variaţie a intensităţii curentului anodic Ja cu tensiunea U9i pentru o tensiune anodică Ua constantă, poartă numele de caracteristică de grilă a triodei (fig. 368). Tensiunea de grilă (corespunzătoare punctului C) pentru care curentul anodic este întrerupt se numeşte tensiune de blocaj. în domeniul tensiunilor Ug pozitive, o parte din electronii curentului anodic sînt reţinuţi de aceasta, formînd un curent de grilă care duce la micşorarea curentului anodic. Dacă tensiunea Ug este constantă iar tensiunea anodică variază, se poate obţine curba variaţiei intensităţii curentului Ia de tensiune Ua numită caracteristică anodică (fig. 369), a cărei formă depinde de valoarea tensiunii Ug aplicate pe grilă. Caracteristicile de grilă şi cele anodice permit determinarea parametrilor Fig. 369 471 TRIODA Fig. 371 triodei în orice regim de lucru. Aceştia sînt: panta caracteristicii de grilă S * j _ , factorul AU A const A Va de amplificare ţi = --------- AUg \Ia= const şi rezistenţa internă Ri = — —I . între mărimile A/tt const iîj, (jLşi S există relaţia de legătură y. — SRi. Con&iderînd că fn circuitul exterior se află introdusă o rezistenţă variabilă R? atunci, Ia variaţia curentului anodic I«, variază şi tensiunea anodică Un, iar parametrii corespunzători acestui regim se numesc dinamici. Porţiunea din caracteristica triodei între limitele căreia variază tensiunea de grilă şi curentul ano- dic este porţiunea de funcţionare (sau de lucru), iar punctul cuprins în această porţiune faţă de care se consideră oscilaţiile curentului electric se numeşte punct de funcţionare. Cînd tensiunea grilei este egală cu zero, curentul anodic se numeşte curent de repaus (sau de zero). Dacă porţiunea de lucru este cuprinsă în porţiunea rectilinie [AB ~ v. fig. 368) a caracteristicii, în care oscilaţiile curentului anodic In reproduc întocmai oscilaţiile tensiunii alternative Vg aplicate pe grila de comanda, regimul de funcţionare este de clasă A (trioda ^amplificator —fig. 370). După cum punctul de funcţionare se află înaintea punctului Ct în acest punct sau în porţiunea AC (v. fig. 368] de pe caracteristica triodei, regimul de funcţionare a acesteia este de clasă Cy B (trioda ca detector) sau, respectiv, AB. Trioda poate funcţiona ca amplificator într-un montaj cu rezistenţă R,i ca cel din fig. 371; în afara acestui tip de montaj există montaje de amplificare care, în locul rezistenţei Rq, au înseriate în circuitul anodic o bobină sau un transformator. De asemenea, trioda poate fi utilizată ca oscilator, transform înd curentul continuu în curent alternativ. în acest scop în circuitul de placă se poate monta TRIPLET un circuit oscilant paralel, format dintr-o capacitate variabilă C şi o bobină L cuplată inductiv cu o bobină Lg — legată cu unul din capete la grila triodei, iar cu celălalt capăt la circuitul de încălzire al filamentului (fig. 372). triplet v. multiplet. tritiu, izotop al hidrogenului, cu număr de masă 3. Este produs în timpul reacţiilor nucleare, fiind instabil, cu un timp de înjumătă-ţire T = 12,2 ani. A fost descoperit în 1934. triton (T, t), nucleu al atomului de tritiu, alcătuit din doi neutroni şi un proton. tub barometric v. barometru. tub capilar v. capilaritate. tub catodic, tub electronic utilizat pentru studiul fluctuaţiilor mărimilor electrice, cu ajutorul unui fascicul electronic dirijat, sau ca receptor în televiziune (v. cinescop, iconoscop). Este confecţionat dintr-un tub vidat de sticlă, în interiorul căruia sînt montaţi mai mulţi electrozi (fig. 373). Sursa de electroni A constă dintr-un tub electronic cilindric, închis la un capăt şi acoperit cu un strat dintr-o substanţă caracterizată de o emisie electronică intensă (ex. bariu), în interiorul căruia se află £ Fig. 373 472 un filament (ex. de tungsten) fn stare incandescentă. în faţa tunului se află grila G, al cărei potenţial poate modula intensitatea fasciculului de electroni, urmată de doi cilindri colimatori (anozii) şi C2 care delimitează secţiunea acestuia. După cilindrii acceleratori urmează plăcile deflectoare Px şi P2y care pot produce deflexia fasciculului de electroni după două direcţii perpendiculare între ele. Ecranul tubului E este acoperit pe partea interioară cu o substanţă fluorescentă (ex. sulfură de zinc sau anumiţi oxizi metalici); în contact cu aceasta, fasciculul de electroni incident va produce pe ecran un spot luminos. Pereţii laterali ai tubului sînt acoperiţi cu un strat de grafit aflat în legătură cu pămîntul, pentru scurgerea electronilor ajunşi pe ecran. Dacă pe plăcile deflectoare este aplicată o tensiune variabilă, spotul luminos va vizualiza variaţia acesteia pe ecranul fluorescent. tub de curent, porţiune a unui fluid aflat în mişcare laminară, delimitată de un grup de linii de curent care se sprijină pe o curbă închisă. Debitul (de masă sau de volum) unui fluid incompresibil este constant prin oricare secţiune transversală a tubului de curent. tub de raze X v. radiaţie X. tub electronic, tub de sticlă sau metalic, cu vid înaintat sau cu gaz rarefiat, ce conţine doi sau mai mulţi electrozi între care circulă un curent electric. Electrozii principali ai oricărui tub electronic sînt: catodul — care asigură formarea fluxului de electroni, şi anodul — căruia i se aplică o 478 TUB tensiune pozitivă faţă de catod. Restul de electrozi, numiţi grile, îndeplinesc diferite funcţiuni în raport cu specificul tubului electronic. Electrozii pot fi plani sau cilindrici, iar după numărul lor tuburile electronice se împart în diode, triode, tetrode, pentode, hexode, heptode, octode. tub fluorescent, tub de sticlă cu descărcări în gaze, folosit ca sursă de lumină în tehnica iluminatului. Conţine un gaz inert (de obicei, argon) la presiune joasă (2—4 Torr) şi o cantitate de cîteva miligrame de mercur. Peretele său interior este acoperit cu un strat de lumi-nofor, iar la capete are doi electrozi care, în majoritatea cazurilor, sînt două filamente activate cu stronţiu sau bariu; acestea sînt înseriate în circuitul exterior cu o bobină cu miez de fier, numită balast, şi cu un dispozitiv, numit starter\ starterul are rolul de a opri automat curentul de încălzire al filamentelor, după ce curentul de descărcare a crescut pînă la valoarea corespunzătoare descărcării autonome. Cînd tubul este alimentat la tensiunea de 220 V (sau, mai rar, la 110 V) filamentele se încălzesc, iar atomii de stronţiu sau bariu emit electroni care, fiind acceleraţi în cîmpul electric din tub, excifn atomii de mercur pe nivelul *îe rezonanţă; aceştia emit radiaţia ultravioletă (cu lungimea de undă X = 2 537 Â) care, ajungînd la pereţii tubului, excită atomii luminoforului provo-cînd radiaţia de fluorescenţă (v. luminescenţă) a lor. Pentru un iluminat optim, compoziţia spectrală a luminii emise trebuie să fie cît mai apropiată de cea a luminii solare la mijlocul zilei. tub Kimig, aparat simplu ce permite determinarea lungimii de Fig. 374 undă şi a vitezei de propagare a undelor sonore în gaze, bazat pe interferenţa acustică staţionară. Este format din două tuburi metalice A şi Bf îndoite în formă de U, care intră unul în altul (fig. 374). Dacă în pîlnia P se produce un sunet, undele sonore care se propagă prin coloana de aer din cele două tuburi interferă în O. Pentru anumite poziţii ale tubului mobil B, se obţin în O întăriri ale sunetului prin interferenţă. Diferenţa de drum 8 = ~- (X fiind lungimea de undă a undelor staţionare) între două poziţii succesive este egală cu 2d. Rezultă deci X = 4c?. Cunoscînd frecvenţa v a sunetului folosit, se poate determina viteza sa de propagare: v = Xv = 4 vef. tub Kundt, dispozitiv cu ajutorul căruia se determină viteza de propagare a undelor sonore într-un gaz sau într-o vergea solidă, pe baza interferenţei staţionare într-o ca-meră cu gaz de lungime reglabilă. Este alcătuit dintr-un tub de TUB m ti- ja Fig. 27$ £ L X^ ’ 7’ unde v şi V sînt vitezele de propagare a sunetului în aer, respectiv, In vergea. Cunosciad X sau v, prin măsurarea lui l şi L se poate calcula A sau V. tub Pitot, dispozitiv pentru măsurarea presiunii dinamice sau vitezei fluidelor. Este folosit in special ia măsurarea vitezei avioanelor. în acest ca*, în construcţia sa t unde 9 este faza undei armonice şi depinde de distanţa £ străbătută de undă, potrivit relaţiei: 9(5» 0 =*= « ^ "F -f 9o, co =* dy/dt reprezentînd viteza dq variaţie a fazei, ce poartă numele! 479 UNDA de pulsaţie a undei, iar 90 — faza iniţială a undei. Unda armonică poate fi sferică sau plană, funcţia de undă progresivă avînd formele: r 1 B2{rV) 1 r dr2 vl dt» = 0, respectiv: Cele mai multe procese ondulatorii sînt descrise suficient de bine de partea reală a funcţiei Tp*: u(l, t) = ReT^, = + tf cos j\a — -ij + j. Expresia JfTY*, unde T* este conjugata complexă a funcţiei, reprezintă amplitudinea undei care, în cazul undelor sferice scade cu distanţa r faţă de sursă — — a/r), iar In cazul undelor piane este constantă = -a). Func- ţiile undelor armonice posedă o dublă periodicitate — în raport cu timpul şi în raport cu poziţia. Astfel, 0j = = a cos(0, unde mărimea v are deci sensul de viteză de deplasare a suprafeţei de undă, fiind numită viteză de fază. Al doilea termen al func; = -fr 'iei T* )_ / \Vn - KJ («) oricărei microparticule în mişcare, cu lungimea de undă: X = A - h mv ~ V2m (E - V) ’ în care h este constanta Planck, m şi v — masa, respectiv, viteza microparticulei, iar E şi V — energia ei totală şi, respectiv, cea potenţială. Ideea existenţei acestei unde a fost emisă de L. de Broglie în 1924—1925 (ipoteza de Broglie) care, pornind de la teoria cuantelor a lui M. Planck şi A. Einstein şi de la analogia existentă între principiul minimei acţiuni din mecanică şi principiul Fermat din optică, a conferit şi microparticulelor o comportare dualistă, corpuscular-ondulatorie. Această ipoteză a fost ulterior confirmată experimental (v. experienţa Davisson-Germer) şi stă la baza mecanicii cuantice. Y. dualism undă-corpuscul. undă balistică (de şoc sau Mach), undă elastică formată într-un mediu în care se deplasează o sursă de unde cu o viteză u mai mare decît viteza c a undelor emise. Considerînd un proiectil ce se deplasează pe direcţia x cu viteză mai mare decît a undei de presiune formată în aer (fig. 381), în timpul t — în care proiectilul a parcurs spaţiul AB — unda de presiune produsă în A a ajuns în Dy cele produse în At şi A2 au ajuns în Dx şi Dz etc. Frontul undei balistice este, deci, un con undă acustică, undă elastică prin intermediul căreia se propagă în spaţiu un cîmp acustic. Dacă frecvenţa sa este cuprinsă între 16 şi 20 000 Hz, se numeşte undă sonoră. undă asociată (sau de Broglie), undă dc probabilitate, aferentă Fig. 381 481 UNDA cu vîrful în B; această undă nu este periodică şi se propaga în direcţie perpendiculară pe suprafaţa conului, cu viteza c, şi avlrid drept efect asupra corpurilor întâlnite în cale — un şoc. Ţinînd soamă de egalităţile: AD = ~ /ti? sin a, ^4Z>=const ş\AB=ut, valoarea unghiului a de deschidere a conului este dată de relaţia: sin a == c/u. undă de Broglie, undă asociată, undă de şoc, undă balistică. undă elastică, undă generată de o perturbaţie mecanică într-un mediu elastic. în mediul care este sediul de propagare a unor unde elastice, mişcarea particulelor componente din poziţia de echilibru este condiţionată de energia W (sub formă cinetică Wr şi potenţială IVp) primită de acestea de la unde. într-un mediu conservativ, energia undelor este egală cu energia primită de către mediu şi: W = Wf. + Wp. Dacă ecuaţia undei este: = a cos co K)' Energia cinetică a tuturor particulelor dintr-un volum V de masă m şi densitate p este, deci: Wc = — nm1az co2 sin2 = —ma£ co sin** 0-f)-(-7)- = -i- p F a* to2 sin2 unde n este numărul de particule din volumul considerat. Energia potenţială a acestor particule coincide cu energia de deformaţie a porţiunii de mediu respective: W p =1 E^V, 2 l unde E este modulul de elasticitate \oung, iar — = — este defor- l dx maţia relativă a mediului. Ţinînd * dH:* aco . ( ’ x\ seama că — == — sin col t------1 dx v \ v J şi v =YE/p, pentru energia poten- ţială se obţine expresia: Wr pV a2 co2sin2 co K) unde a este amplitudinea, oj — pulsaţia, v — viteza de fază, .r — distanţa, iar t — timpul, viteza particulelor mediului va fi: 3lF . ( u = — = *— a co sin co t.----------, dt l J iar energia cinetică a unei particule de masă mx la care ajunge unda este: Energia totală provenită de la sursa de unde W = p a2 co2 V sin2 co K) w, = 1 este, deci, proporţională cu pătratul amplitudinii oscilaţiilor, cu pătratul pulsaţiei, cu densitatea mediului şi cu volumul mediului vibrant considerat. Densitatea de energie a undei în med iul conside- t a2 co2 sin2 — — j . rat este w = pa2co2 sin2 co|j -- x j ( 31 — Dicţionar de fizică UNDA iar densitatea medie în timp de o perioada T are expresia: 1 CT tr - - \ Wdl = T Jo nndă electromagnetica, unda transversală produsă prin variaţia unui cîmp electromagnetic. A fost interpretată teoretic de J.C.Maxwell 482 în 1863 şi verificată experimental de H. Hertz (cu rezonatorul ce-i poartă numele) în 1887. în fiecare punct al spaţiului atins de o undă electromagnetică, vectorii in ten- Frecventa (iiz) 102} 10* 10* 10* 10” 10* 1015 10* 10* 10* 10" 10w 10s 10* 10 ]MHz-10* 10* 10♦ JkHz-103 - Raze ih/hrroşit Raze gama Fnergia j Dare Paze Riotaeo Mo/ Ultraviolet lam/nâ vizi6i/â 10s_________ 10*--------- IO3_________ 102 10 7/777:. 1 10' Unele scf/rfe Te/ev/z/u ne T 1/nde luna/ tn^t W7 10J--u -1âs 10' _________ tr* io” -// lungimea de a/u/a (Â) -\W3 10~* io-' 1 10—Im 102 103 104 -Îp 10* 10s -IO7 IO8 — 1 cm 70* 10*-Im n 10’* m» -Wm 10* Fig. 383 488 sitate a cîmpurilor electric E şi magnetic H oscilează în fază, în direcţii normale y şi z po direcţia de propagare x (fig. 382): E — E0sin (o>t — 9) H --- II0 sin (co* — 9). Unda reprezentată are pulsaţia to şi lungimea de undă X = v/v9 v = co/2tt fiind frecvenţa sa; viteza sa de propagare v este dată în teoria lui Maxwell de relaţia v = 1/ Ve[x = c! ftr jxr » în care g şi [x sînt permitivitatea şi permeabilitatea absolută ale mediului străbătut, iarerşifxr—aceleaşi mărimi relative, c fiind viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid. Lungimile lor de undă variază (fig. 383) între 103m (unde radio) şi 10*"13m (radiaţii gama). V. ecuaţii Maxwell, energie radiantă. undă Macii, undă balistică. undă purtătoare v. modulaţie. undă, sonoră v. undă acustică. undă staţionară v. interferenţă. URSU unghi Brewster v. legea Brewster. unghi de fază, fază (1). unitate astronomică (UA), unitate de măsură pentru distanţe utilizata în astronomie, egală cu soni iaxa mare a orbitei Pămîntului. în SI are valoarea 1,495*IO11 in. unitate atomică dc masă (u), unitate de măsură a masei, utilizată în fizica atomică şi nucleară, egala cu 1/12 din masa izotopului 12C. Valoarea sa în SI este 1,66044* •IO"27 kg. unitate de măsură v. sistem de unităţi. unitate X (UX), unitate de măsură a lungimilor, egală cu 10"13m. ureche v. praguri auditive. ţJrsu,Ioan (n.1928), fizician român, profesor la Universitatea Bucureşti. M. coresp. al Acad. Cercetări şi contribuţii în fizica corpului solid, la studiul rezonanţei electronice şi nucleare şi în domeniul materialelor nucleare. V vacanţa v. defect în cristal, vacuum, vid. vacuumetru v. manometru. valoare, număr asociat unei mărimi fizice în urma unei operaţii de măsurare, permiţînd compararea -ei cu alte mărimi de aceeaşi natură. vapori, substanţă aflată în stare gazoasă la o temperatură inferioară temperaturii critice, care poate fi lichefiată prin comprimare. Vaporii saturanţi (sau saturaţi) ai un cînd vaporizarea se petrece la o temperatură dată într-un vas închis, în prezenţa stării lichide (sau chiar a unui alt gaz). Vaporii aflaţi la o presiune superioară celei maxime pm corespunzătoare temperaturii respective se numesc suprasa taraţi. vaporizare, transformare a unui lichid în vapori. var (var), unitate de măsură în SI a puterii electrice reactive, •egală cu puterea reactivă a unui circuit în curent alternativ a cărui tensiune eficace este de un volt, intensitate eficace — de un amper, iar defazajul dintre tensiune şi intensitate — de — . 2 vase comunicante, sisteme de tuburi cu diametre şiforme diferite, deschise la partea superioara, ce comunică între ele la partea inferioară. în două sau mai multe vase comunicante nivelul unui lichid în repaus este acelaşi. V. paradox hidrostatic. Vavilov, Sergkei Ivanovici (1891 — 1951), fizician sovietic. Membru al Academiei de Ştiinţe aU.R.S.S. Contribuţii în domeniul lumines-cenţei şi al studiului structurii discontinue a luminii. vector, mărime caracterizată de patru elemente: modul (sau mărime), direcţie, sens, punct de aplicaţie, asociată unei anumite mărimi fizice (ex.: forţă, viteză, acceleraţie, intensitate a cîmpului electric etc.). Vectorii pot fi legaţi — dacă punctul de aplicaţie are o poziţie fixă, alunecători—dacă au o direcţie fixă, sau liberi— cînd punctul de aplicaţie poate avea orice poziţie, fără ca efectul să se schimbe. Ei se reprezintă grafic prin săgeţi, iar unitatea de măsură a lor — vectorul unitate — se numeşte versor. vector de undă v. număr de undă. m vector Poynting-Uinoy v. intensitate de radiaţie. vedere, proces fiziologic complex de percepere a luminii de către nchi. Ochiul omenesc poate fi considerat ca un ansamblu de dioptri, avînd scopul de a forma l>e retină o imagine reală a obiectelor exterioare luminoase sau lumi îate. în principiu, el constituie un sistem optic centrat, compus din trei medii transparente: umoarea apoasă (cu indicele de refracţie n = 1,336), separată de mediul înconjurător (aer cu n — 1) prin corneea transparentă, cristalinul (cu n = 1,406) şi umoarea sticloasă (cu n = 1,338) care umple spaţiul dintre cristalin şi retină. Cristalinul este o lentilă asimetric biconvexă, avînd o structură stratificată şi curbură variabilă datorită acţiunii muşchilor ciliari. în faţa lui se află o diafragmă numită iris, a cărei deschidere variabilă (pupila) are rolul de a regla fluxul luminos ce pătrunde în ochi. Lumina ce pătrunde prin cornee străbate umoarea apoasă, apoi cristalinul, după care, tre-cînd prin umoarea sticloasă, formează pe retină o imagine reală şi răsturnată a obiectului privit. Retina are o structură discontinuă, fiind formată din conuri, concentrate mai ales în partea cea mai sensibilă a retinei — pata galbenă (sau macula lutea), şi bastonaşe, dispuse în majoritate spre periferia retinei; conurile sînt mai puţin sensibile decît bastonaşele, dar pot da senzaţii diferenţiate pentru diferite culori. Din această cauză, vederea are două regimuri: regimul de vedere diurnă (sau foto-pică) — legată de excitarea conurilor la lumină destul de intensă (fiind caracterizată de o putere separatoare mare), şi regimul de VEDERE vedere crepusculară (sau scotopică) — asigurată de excitarea bastona-şelor la lumină slabă (fiind caracterizată de o putere separatoare mică). în raport cu conurile, bastonaşele au o capacitate foarte slabă de a distinge culorile; în schimb, sensibilitatea lor este mult mai mare decît a conurilor la fluxuri slabe, mai ales pentru radiaţii albastre şi violete. Astfel, dacă o suprafaţă roşie este mai strălucitoare decît una albastră la lumină puternică, la lumină foarte slabă cea albastră va apărea mai strălucitoare (efect Purkinje). Colorantul sau pigmentul care produce efectul vederii în bastonaşe este rhodopsina sau purpura vizuală, o proteină cu moleculă mare, conţinînd retinenă. Mecanismul vederii cu ajutorul bastona-şelor constă în deplasarea electronului Suplimentar al fiecărei duble legături din molecula de retinenă, sub acţiunea luminii. în teoria lui Young şi Helmholtz, vederea colorată (cu ajutorul conurilor) se realizează prin intermediul a trei pigmenţi avînd spectre de absorbţie diferite: unul, cu maximul de absorbţie în roşu, altul — în verde şi celălalt — în albastru-violet. Informaţiile asupra luminii incidente suferă mai întîi o prelucrare parţială în ochi, datorită acţiunii unor celule interconectate la nivelul retinei (care realizează o anumită combinare şi analiză a lor), iar apoi sînt transportate sub forma unor impulsuri (al căror număr în unitatea de timp variază în funcţie de intensitatea excitaţiei) prin intermediul axonilor, spre creier. Distanţa dintre două conuri fiind de aprox. 0,005 mm şi distanţa de la centrul optic al cristalinului pînă laretină— de aprox. 15 mm, puterea separatoare unghiulară a ochiului l/ea VEDERE este data de relaţia: ig £<* — = 0,005/15 = 0,00033, adică s0 = = 1'. Prin modificarea spontană (numită acomodare) a curburii cristalinului, ochiul îşi modifică distanţa focală astfel ca imaginea să apară clară pe retină. Un ochi normal vede clar, fără efort, între un punct aflat la distanţă infinită (punctul remotum,M) şi unul aflat la aprox. 25 cm. Vederea cu efort de acomodare se face între S = 25 cm (distanţa minimă de citire, sau de vedere distinctă) şi aprox. 15 cm (punctul pro-ximum, m). Cunoscînd e0 = 1', se poate obţine puterea separatoare liniară maximă l/d a ochiului dii car 3 rezultă d = 0,05 mm. Pentru ochiul hipermetrop, punctul M este virtual, iar m se află la 15 cm; la ochiul presbit, punctul proximum m este mai îndepărtat datorită scăderii cu vîr-sta a capacităţii de bombare a cristalinului. Sistemul optic fictiv alcătuit dintr-un singur dioptru sferic, al cărui indice de refracţie faţă de aer este egal cu cel'al apei (n = 4/3), poate înlocui în calcule ochiul real şi se numeşte ochi redus. Examinarea obiectelor cu amîndoi ochii (vedere binoculară) este importantă pentru aprecierea distanţei de la observator pînă la obiectul respectiv, iar aceasta creează posibilitatea observării obiectelor în relief, adică a vederii stereoscopice. Dacă ochii observatorului nu au orientarea corespunzătoare, obiectul se vede dublu. Unghiul de rotire a ochilor constituie informaţia care, tradusă în impuls nervos şi transmisă la creier, declanşează involuntar orientarea corectă a ochilor. Vederea stereoscopică este posibilă pentru unghiuri de paralaxă (dintre raza ce intră în ochi şi direcţia perpendiculară pe linia ochilor) mai mari decît aprox. 1'; aceasta în- 486 seamnă că efectul stereoscopic poate fi perceput pînă la distanţa de maximum 200—250 m. Vencov, Ştefan (1899-1955), fizician român, academician. Studii şi lucrări în fizica corpului solid, optică şi spectroscopie. ventm v. interferenţă. vergea vibranţii, bară vibrantă. versor v. vector. Vescan, Teofil (1913—1965), fizician român, profesor la Universitatea din Cluj şi din laşi. Studii în domeniile mecanicii raţionale şi teoriei relativităţii. : viaţă medie (t), durata medie de existenţă a particulelor instabile de acelaşi fel; în cazul elementelor radioactive, este egală cu timpul mediu după care un număr oarecare de nuclee se reduce de e.ori (e — 2,718281...). Este egală cu inversul constantei de dezintegrare X. în SI se măsoară în secunde. vibraţie, oscilaţie mecanică de anumită frecvenţă care se propagă în volumul unor corpuri solide (ex. coardă, membrană, bară, diapazon etc.), supuse (iniţial) unei perturbaţii exterioare. vid, stare rarefiată a unui gaz, caracterizată de o presiune mult mai mică decît presiunea normală (a cărei valoare este de 760 Torr). Starea de „vid absolut44, adică absenţa completă a substanţei, este imposibil de realizat pe cale experimentală, performanţa atinsă pînă în prezent, în laboratoare, fiind de 10“12 Torr. în funcţie de valoarea relativă a drumului liber mediu X al moleculelor gazului faţă de dimensiunile liniare d 487 VISCOZIiMETKU V ale incintei în care acesta se află, exista următoarele categorii de astfel de stări: vid slab (X, dz în care p este densitatea gazului, iar v, şi X — viteza medie şi, respectiv, drumul liber mediu al moleculelor. Din confruntarea celor două relaţii, rezultă: 1 -T 73 = — p v X. 3 unde 7)s şi 7j0 sînt viscozităţile dinamice ale lichidelor de studiat, şi, respectiv, de referinţă, Ps ŞÎ Po “ densităţile, iar şi tQ — timpii de scurgere a lichidelor. Dacă celelalte mărimi din relaţie sînt cunoscute, se poate calcula viscozitatea lichidului studiat yj8. Temperatura t a lichidului din aparat este menţinută constantă prin introducerea dispozitivului într-un ultra termos tat. viscozitate, mărime asociată vîsco-zităţii fluidelor. Cînd două stra- între acest coeficient şi coeficientul de difuzie D al gazului exista relaţia: 7) = pD. Cunoscînd dependenţa densităţii şi difuzivităţii de presiunea p, PJ rezultă că va- loarea lui 7) este independentă de presiune. în realitate, Ia presiuni sub 1 Torr se constată că rt depinde sensibil de presiune, depen- 489 VITEZA denţă ce stă Ia baza construirii unor manometre de vid mediu. Viscozitatea dinamică 73 se exprimă în unităţile newton-secundă pe metru pătrat (în SI) şi poise (în sistemul CGS). Raportul dintre 73 şi densitatea p a fluidului se numeşte (coeficient de) viscozitate cinematică, ale (cărui) cărei unităţi de măsură sînt: metrul pătrat pe secundă, numit şi decastokos (în SI), şi stokes-ul (însistemul CGS). viteză (liniară, y), mărime vectorială, numeric egală cu limita către care tinde raportul dintre variaţia vectorului de poziţie Ar al unui mobil şi intervalul de timp At corespunzător, cînd acesta din urmă tinde către zero: Ar dr lim — = — . d t se numeşte viteză medie şi este dată de raportul: Ar Vm = — . At viteză areolară (O), mărime fizică egală cu limita către care tinde raportul dintre aria AA măturată de raza vectoare ce caracterizează un punct material în mişcare pe o curbă plană şi timpul At corespunzător, cînd acesta din urmă tinde către zero: q r — r2<0 At->0 A* d* 2 în care AA este aria M1OM2 (fig. 388), r — raza vectoare, iar Este un vector tangent la traiectoria mobilului în fiecare punct al acesteia. în SI se măsoară în metri pe secundă. în cazul mişcării circulare, este egală cu produsul vectorial dintre viteza unghiulară 10 şi raza vectoare r (fig. 387): v = 10 x r. Viteza pe care ar avea-o un mobil aflat în mişcare uniformă dacă ar parcurge acelaşi spaţiu în acelaşi interval de timp cu mobilul dat, o — viteza unghiulară. în SI se măsoară în metri pătraţi pe secundă.. în cazul particular al unei mişcări circulare uniforme (de rază M), T în care T este perioada mişcării. Viteza areolară medie este numeric egală cu aria măturată de raza vectoare în unitatea de timp: _ AA n = —. A* viteză de driît v. teoria electronilor liberi. viteză de fază, viteza de deplasare a suprafeţei echifaze a unei unde. VITEZA 490 viteză de grup, viteză de propagare a unui grup de unde armonice în medii dispersive. Grupul (sau trenul) de unde este rezultat prin suprapunerea, unor unde armonice de frecvenţe şi amplitudini apropiate. Cînd mediul este dispers iv, viteza de grup diferă de vitezele de propagare ale undelor armonice componente. Pentru calculul ei, se consideră că un grup este alcătuit numai din două unde 1 şi 2 (fig. 389) de lungimi de undă apropiate X, respectiv X' = X+dX, şi viteze de fază v, respectiv v = dv , ^ = z;H-----dX. Daca se presupune dX că cele două unde sînt în fază în punctul A (fig. 1, a) la un moment dat, după un timp ^ undele vor fi iar în fază, dar în punctul B (fig. 389, b). Viteza de propagare u a acestui maxim este: * t a dx u — v---------(unde t =------------ = T v' — V = dX/dv) şi reprezintă viteza de grup; se obţine astfel: „ dv u — v —X — . dX Dacă mediul nu este dispersiv, — = 0, iar viteza de grup co-dX incide cu viteza de fază. viteza medie aritmetică v. teoria cinetică a gazelor. dX X , A. Fig. 389 viteza pătratică medie v. teoria cinetică a gazelor. viteză probabilă v. teoria cinetică a gazelor. viteză unghiulară (to), mărime vectorială avînd modulul egal cu limita raportului dintre unghiul orientat Aq>, descris de raza vectoare, şi intervalul de timp corespunzător At, cînd acest timp tinde că Lre zero. A£~*0 At dt Direcţia acestui vector coincide cu axa de rotaţie, iar sensul este dat de regula burghiului. In SI se măsoară în rad ian i pe secundă. viteze cosmice, viteze limită pe care trebuie să le aibă un corp pentru a deveni satelit artificial al Pămîntului (prima viteză cosmică sau viteza circulară: vt = ==7,9 km/s), al Soarelui (a doua viteză cosmică sau viteza parabolică v2 = 11,2 km/s), sau pentru a părăsi sistemul solar (a treia viteză cosmică sau viteza de eliberare — a cărei valoare depinde de masa corpului). viteze generalizate (?,,)» mărimi utilizate în mecanica analitică, egale cu derivatele în raport cu timpul ale coordonatelor generalizate asociate unu i sistem de puncte materiale: în general, nu au dimensiunile unei viteze. vizibilitate, mărime egală cu distanţa maximă la care poate fi observat un obiect. Depinde de condiţiile atmosferice, de con- 491 trastul dintre obiect şi fondul pe care acesta se proiectează etc. vizor v. microscop. vîrtcj, regiune a unui fluid formată în apropierea obiectelor faţă de care acesta se află în mişcare relativă, în care particulele sale se rotesc. Sin. turbion. viscozitate (sau frecare interioară), proprietate a fluidelor de a opune rezistenţă la curgere, datorită frecării dintre straturile lor adiacente aflate în mişcare relativă. V. viscozitate. volatilizare, vaporizare rapidă a unui lichid (numit volatil), la temperatura obişnuită. volt (V), unitate de măsură în SI a tensiunii electrice. Reprezintă tensiunea determinată de un cîmp electric uniform cu intensitatea de un volt pe metru pe o distanţă egală cu un metru, considerată în lungul liniilor de cîmp. Este egal cil tensiunea aplicată la capetele unui conductor care, fiind străbătut de un curent continuu cu intensitatea de un amper, dezvoltă o putere de un watt. volt-amper (V-A), unitate de măsură în SI a puterii electrice aparente. Reprezintă puterea aparentă a unui circuit electric în curent alternativ prin care trece un curent alternativ cu intensitatea eficace de un amper, cînd tensiunea eficace aplicată la capetele sale este de un volt. Volta, Alessandro (1745-1827), fizician italian. Inventatorul primei surse de curent continuu (1800)—pila electrochimică ce-i poartă numele. A cercetat electricitatea statică, inventînd elec-troforul (1775). VOLUM voltmetru, instrument folosit pentru măsurarea tensiunilor electrice dintre două puncte ale unui circuit, fiind montat în paralel cu porţiunea de circuit respectivă. în funcţie de valoarea nominală a tensiunii există: kilovoltmetre, volt-metre şi milivoltmetre. în curent continuu, cel mai des utilizate sînt voltmetrele cu sistem de măsură magnetoelectric. Voltmetrele cu sistem electromagnetic sau electrod inamic, combinate cu un sistem de redresare a curentului, sînt folosite la măsurarea tensiunilor în curent alternativ. Voltmetrele cu sistem de măsură electrostatic, caracterizate de o valoare foarte mare (practic infinită) a rezistenţei interne, sînt folosite pentru măsurarea diferenţelor de potenţial mici şi se numesc electrometre. Pentru măsurarea tensiunilor în curent de înaltă frecvenţă (sau de frecvenţă mai mare de 20 Hz), se folosesc voltmetre electronice. Cu cît rezistenţa internă a unui voltmetru este mai mare, cu atît eroarea de determinare a diferenţei de potenţial este mai mică. Pentru extinderea scalei voltmetre lor, se montează o rezistenţă adiţională în serie cu rezistenţa lor internă. volum atomic, volum ocupat de un atom-gram dintr-un element. volum critic v. gaz real. volum kilomolar, volumul unui kilomol dintr-o substanţă. volum masic (sau specific, v), volumul unităţii de masă dintr-o substanţă. în SI se măsoară în metru cub pe kilogram. volum molar, volumul unui mol dintr-o substanţă. în cazul gazelor ideale aflate în condiţii fizice normale, valoarea sa este o constantă fizică universală (v.). Waals [va :ls], Johannes Diderik van der (1837 — 1923), fizician olandez. A stabilit ecuaţia de stare a gazelor reale care-i poartă numele. A studiat disociaţia electrolitică şi a elaborat o teorie termodinamică a capilarităţii. watt (W), unitate de măsură în SI a puterii. Reprezintă puterea ce corespunde dezvoltării unei energii de un joule într-o secundă. watt-oră (Wh), unitate de măsură a energiei egală cu 3,6-IO3 J. weber (Wb), unitate de măsură în SI a fluxului magnetic. Reprezintă fluxul creat de un cîmp magnetic omogen, de inducţie magnetică egală cu un tesla, printr-o suprafaţă plană normală la vectorul inducţie cu aria de un me-* tru pătrat. Weber [veb0r], Willielm E du ard (1804 — 1891), fizician german. Contribuţii la dezvoltarea electromagnetismului. împreună cu C.F. Gauss a elaborat sistemele de unităţi CGS electrostatic şi CGS electromagnetic. A determinat raportul dintre unităţile de intensitate a curentului din cele două sisteme, pe care l-a găsit egal cu viteza luminii. Wien [vi:n], Willielm Cari Werner (1864—1928), fizician german. A stabilit legea deplasării pentru radiaţia termică şi o formulă valabilă în domeniul lungimilor de undă mici, pentru distribuţia spectrală a radiaţiei corpului’ negru. A studiat deflexia razelor canal în cîmpuri electrice şi magnetice. Premiul Nobel (1911). Wilson [uilsn], Charles Thomson Rees (1869—1959), fizician scoţian. Contribuţii în domeniile proceselor de condensare, electricităţii atmosferice, radiaţiilor X, y şi cosmice. în 1912 a inventat camera cu ceaţă (numită cameră Wilson), dispozitiv de studiu frecvent utilizat în fizica nucleară. Premiul Nobel (1927). Y Young [iag], Tliomas (1773 —1829), fizician englez. A dezvoltat teoria ondulatorie a luminii interpretînd pe baza acesteia (1800) fenomenul de interferenţă (v.principiulYoung). A introdus în fizică noţiunile de „coerenţă44 a undelor şi termenul de „energie44. A explicat aberaţia de astigmatism prin deformarea cristalinului. Yukawa [iucâua], Hideki (n. 1907), fizician japonez. Membru al Academiei Japoneze de Ştiinţe. Pentru a explica natura forţelor nucleare, a emis, în 1934, ipoteza existenţei particulei numite mezon avînd masa egală cu aproximativ două sute mase electronice, care a fost, ulterior, descoperită în razele cosmice. Premiul Nobel (1949). zaharimetru v. polarizare a luminii. zaharometru v. areometru. Zeeman, Pieter (1865—1943), fizician olandez. în 1896 a descoperit fenomenul de despicare a liniilor spectrale ale substanţelor aflate în cîmp magnetic, numit efect Zeeman. Premiul Nobel (1902). zero absolut v. termometrie. zgomot v. sunet. zonă de tăcere, regiune în jurul unei surse de unde în care acestea nu sînt recepţionate, deşi pot fi puse în evidenţă la distanţe mai mari. Apariţia sa se explică prin refracţiile succesive ale undelor în straturile superioare ale atmosferei a căror temperatură, densitate şi, deci, indici de refracţie diferă. în fig- 390 este arătată traiectoria 50km Ă +25°C • 25 km °C Troposferv +25°fc\^ S 0 JOOkm 200km Fig. 390 în atmosferă a unei unde sonore, în punctul A are loc o reflexie totală care readuce sunetul pe sol, acest fenomen prezentîndu-I numai razele care pornesc de pe sol sub un unghi mai mic de 40°. în felul acesta, un sunet produs de S se aude nu numai pe o rază de 2 — 3 km, ci şi la o distanţă cuprinsă între 170 şi 200 km deşi într-o regiune aflată la distanţă mai mică (ex. 100 km) nu poate fi auzit. zonă de energie v. corp solid, zone Brillouin v. corp solid. LAUREAŢII PREMIULUI NOBEL PENTllU FIZICĂ Anul Numele savantului premiat Ţara Realizarea ştiinţifică 1 2 3 4 1901 Rontgen, Wilhelm Konrad (1845—1923) Germania Descoperirea radiaţiei X 1902 1903 1904 Lorentz, Hendrik Antoon (1853—1928) Zeeman, Pieter (1865—1943) Becquerel, Antoine Ilenri (1852—1908) Curie, Pierre (1859—1906) Curie-Sklodowska, Mărie (1867—1934) Rayleigh, John William Strutt, baron (1842—1919) Olanda Olanda Franţa Franţa Franţa Anglia Efectul Zeeman Descoperirea si studiul radioactivităţii Studii asupra densităţii gazelor şi descoperirea argonului 1905 190G Lenard, Philipp (1862—1947) Thomson, sir Joseph Jolin (1856—1940) Germania Anglia Studii asupra radiaţiei X Descărcări electrice în gaze 1907 Michelson, Albert Abraham (1852—1931) S.U.A. Instrumente optice de precizie şi măsurarea vitezei luminii 1908 1909 Lippmann, Gabriel (1845— 1921) Marconi, Guglielmo (1874— 1937) Braun, Karl Ferdinand (1850— 1918) Waals, Johannes Diderik van der (1837—1923) Franţa Italia Fotografia în culori Telegrafia fără fir Germania 1910 Olanda Legile gazelor şi lichidelor 496 1 2 1 1 3 1 1 4 1911 Wien, Wilhelm Cari Werner (1864—1928) Germania Legile radiaţiei termice 1912 Dal6n, Nils Gustaf (1869 — 1987) Suedia Automat cu gaz pentru aprinderea farurilor 1918 Kamerlingh Onnes, Heike (1853—1926) Olanda Studii asupra temperaturilor joase şi heliului lichid 1914 1915 Laue, Max von (1879—1960) Bragg, sir Williain Henry (1862—1942) Bragg, sir William Lawrence (n. 1890) Germania Anglia Anglia Difracţia radiaţiei X în cristale Analiza structurii cristalelor cu ajutorul radiaţiei X 1916 — Nu s-a acordat — 1917 Barkla, Charles Glover (1877—1944) Anglia Spectrele de radiaţii X caracteristice ale elementelor 1918 1919 Pianck, Max (1858—1947) Stark, Johannes (1874—1957) Germania Germania Teoria cuantică a radiaţiei Efectul Stark 1920 Guillaume, Charles Edouard (1861—1938) Elveţia Descoperirea anomaliilor în aliajul oţel-nichel 1921 1922 Einstein, Albert (1879—1955) Bohr, Niels (1885—1962) Germania Dane- marca Teoria relativităţii şi a efectului fotoelectric Teoria radiaţiei şi structurii atomului 1928 Millikan, Kobert Andrews (1868—1952) S.U.A. Sarcina electronului şi efectul fotoelectric 1924 Siegbahn, Karl Manne (n. 1886) Suedia Spectroscopia radiaţiei X 1925 Franck, James (1882—1964) Hertz, Gustav (n. 1887) Germania Germania Studiul ciocnirilor d'ntre electroni ş; atomi 1926 Perrin, Jean (1870—1942) Franţa Studii asupra structurii discontinue a substanţelor 497 1927 Compton, Arthur Holly (1892—1962) Wilson, Charles Thomson Rees (1869—1959) 1928 Richardson, sir Owen Williams (1879—1959) 1929 De Broglie, Louis Victor (n. 1892) 1930 Raman, sir Chandrasekhara Venkata (1888—1970) 1931 — Nu s-a acordat — 1932 Heisenberg, Werner (n. 1901) 1933 Schrodinger, Erwin (1887— 1961) Dirac, Paul Adrien Maurice (n. 1902) 1934 — Nu s-a acordat — 1935 Chadwick, sir James (n. 1891) 1936 Hess, Victor Francis (1883— 1964) Anderson, Cari David (n. 1905) 1937 Davisson, Clinton Joseph (1881—1958) Thomson, sir George Paget (n. 1892) 1938 Fermi, Enrico (1901—1954) 1939 Lawrence. Ernest Orlando (1901—1958) 1940 —Nu s-a acordat— 1941 —Nu s-a acordat— 1942 —Nu s-a acordat — 1943 Stern, Otto (n. 1888) 1944 Rabi, Isidor Isaac (n. 1898) 1945 Pauli, Wolfgang (1900—1958) S.U.A. Anglia Anglia Franţa India Germania S.U.A. S.U.A. Anglia Austria S.U.A. S.U.A. Anglia Italia S.U.A. S.U.A. S.U.A. Austria Efectul Compton Camera cu ceaţă Studii termoionice Dualismul undă-corpuscul Efectul Raman Fundamentarea mecanicii cuantice Teoria nucleului a-tomic Descoperirea tronului neu- Descoperirea radiaţiei cosmice Descoperirea zitronuhu po- Difracţia electronilor în cristale Descoperirea elementelor transura-niene Inventarea şi perfecţionarea ciclotronu-ini Momentul magnetic al protonului Momentul magnetic al nucleului Principiul excluziunii 32 498 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 Bridgman, Percy Williams (1882—1961) Appleton, sir Edward Victor (1892—1965) Blackett, Patrick Maynard Stuart (n. 1897) Yukawa, Ilideki (n. 1907) Po w ell, C ec il Frank (1903 -1969) Cockcroft, sir John Douglas (1897 — 1968) Walton, Ernest ThomasSinton (n. 1903) Bloch, Felix (n. 1905) Purceii, Edward Mills (n. 1912) Zernike, Frits (1888—1966) Born, Max (1882—1970) Bothe, Walther (1891—1957) Kusch, Polykarp (1911—1963) Lamb, Willis Eugene (n. 1913) Shockley, William (n. 1910) Brattain, Walter Houser (n. 1902) Bardeen, John (n. 1908) Yang Chen Ning (n. 1922) Lee Tsung Dao (n. 1926) Cerenkov, Pavel Alekseevici (n. 1904) Frank Ilia Mihailovici (n. 1908) Tamm, Igor Evghenie vi ci (1895—1971) Segre, Emilio (n. 1905) Chamberlain, Owen (n. 1920) Glaser, Donald Arthur (n. 1926) S.U.A. Anglia Anglia Japonia Anglia Anglia Angl;a S.UA. S.U.A. Olanda R.F.G. R.F.G. S.U.A. S.U.A. S.U.A. S.U.A. S.U.A. S.U.A. S.U.A. U.R.S.S. U.R.S.S. U.R.S.S. S.U.A. S.U.A. S.U.A. Efecte fizice la pre~ si uni înalte Explorarea sferei îono- Descoperiri în domeniul radiaţiei cosmice Prevederea teoretică a mezonului Perfecţionarea tehnicii fotografice în studiul nucleelor a-tomice Transmutaţia elementelor cu particule accelerate Momente magnetice nucleare Microscopul cu contrast de fază Mecanică cuantică, funcţii de undă Metoda coincidenţelor în studiul radiaţiei cosmice Momentul magnetic al electronului Semiconductori, tranzistori Abateri de la legea de conservare a parităţii Efectul Cerenkov Descoperirea protonului Camera cu bule anti- 499 1 2 1 1 3 4 1961 Hofstadter, Robert (n. 1915) S.U.A. Structura nucleului Mossbauer, Rudolph Ludwig R.F.G. Efectul Mossbauer (n. 1929) 1962 Lan dau, Lev Davidovici (1908—1968) U.R.S.S. Studii teoretice asupra fenomenelor de la temperaturi joase 1963 Goeppert-Mayer, Maria (n. 1906) S.U.A. Modelul în pături al nucleului Jensen, Hans Daniel (n. 1907) R.F.G. Teoria simetriei şi Wigner, Eugene Paul (n. 1902) S.U.A. a parităţii 1964 Townes, Charles Hard (n. 1915) S.U.A. Bazele teoretico şi Basov, Nikolai Ghennadievici U.R.S.S. inventarea mase- (n. 1922) rilor şi laserilor Prohorov, Aleksandr Mihai- U.R.S.S. lovici (n. 1916) 1965 Feynman, Richard Phillips (n. 1918) Schwinger, Julian Seymour (n. 1918) Tomonaga, Sin-itiro (n. 1906) S.U.A. S.U.A. S.U.A. Electrodinamica cuantică 1966 Kastler, Alfred (n. 1902) Franţa Studii optice asupra rezonanţei hertziene în atomi 1967 Bethe, Hans Albrecht (n. 1906) S.U.A. Teoria energiei ste- lare (ciclul Bethe) 1968 Alvarez, Louis Walter (n. 1911) S.U.A. Perfecţionarea ca- merei cu bule 1969 Gell-Mann, Murray (n. 1929) S.U.A. Clasificarea parti- culelor elementare 1970 Alfv6n, Hannes. Olof Gosta Suedia Fizica plasmei (n. 1908) Neel, Louis (n. 1904) Franţa Feromagnetism 1971 Gabor, Dennis (n. 1900) Anglia Holografie I i 32* SISTEMUL PERIODIC AL ELEMENTELOR Grupe I ii III IV Peri- oade 1 1 H 1,00797 2 3 Li G,939 4 Be 9,0122 5 B 10,811 6 C 12,01115 3 11 Na 22,9898 12 M g 24,312 13 Al 26,9815 14 Si 28,086 4 19 K* 39,102 20 Ca 40,08 21 Sc •14,956 22 Ti 47,90 29 Cu 53,546 30 Zn 65,37 31 Ga 69,72 32 Ge 72,59 5 37 Rb* 85,47 38 Sr 87,62 39 Y 88,905 40 Zr 91,22 47 A» 107,868 48 Cd 112,40 49 In* 114,82 50 Sn 118,69 6 55 Cs 132,905 56 Ba 137,34 57—71+) Lantanide 72 Hf 178,49 79 Au 196,967 80 Hg 200,59 81 TI* 204,37 82 Pb* 207,19 7 87 Fr** (223) 88 Ra** (226,05) 89 Ac**++) (227) 104 Ku** (258) +) Lantanide 57 La* 58 Co 59 Pr 60 Nd* 61 Pm 62 Sm* 6 139,91 140,12 140,907 144,24 (147) 150,35 ++) Actinide 89 Ac** 90 Th** 91 Pa** 92 U** 93 Np** 94 Pu** (227) 232,038 (231) 238,03 (237) (242) * izotop caro, în stare naturală, poate fi atît stabil olt şi radioactiv ** izotop radioactiv >3 Eu 151,96 95 Am** (243) 501 Tabelul 36 V VI VJI VIII 0 2 He 4,0026 7 N 14,00(57 8 0 15,9994 9 F 18,9984 10 Ne 20,183 15 P 30,9738 16 S 32,064 17 CI 35,4553 18 Ar 39,948 23 V 50,942 24 Cr 51,996 25 Mn 54,93S0 26 Fo 27 Co 28 Ni 55,847 58,9332 58,71 33 As 74,9210 34 Se 78,96 35 Br 79,904 36 Kr 83,80 41 Nb 92,906 42 Mo 95,94 43 Tc** (99) 44 Ru 45 Rh 46 Pd 101,07 102,905 106,4 51 Sb 121,75 52 Te 127,60 53 J 126,904 54 Xe 131,30 73 Ta 180,948 74 W 183,85 75 Ro* 186,2 76 Os 77 Ir 78 Pt 190,2 192,2 195,0 83 Bi* 203,98 84 Po** (210) 85 At** (210) 86 Re (222) 64 Gd 65 Tb 157,25 158,924 96 Cm** 97 Bk** (247) (247) 66 Dy 67 Ho 162,50 164,930 98 Cf** 99 Es** (249) (254) 68 Er 69 Tm 167,26 168,934 100 Pm** îoi Md** (253) (256) 70 Yb 71 Lu* 173,04 174,97 102 No** 103 Lw** (254) (257) Coli de tipar 31,5. Planşe tipar înalt 8. Tiraj : 34 500+180 ex. Tiparul executat sub comanda nr. 11 029 la Combinatul Poligrafic „Casa Scînteii", Piaţa» Scînteii nr. 1, Bucureşti, Republica Socialistă România SI