Указатель физических эффектов и явлений

ОГЛАВЛЕНИЕ

6.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

6.1. В основе всеь физичиских явлений лижит взаимодейс-
твие между телами или частицами, участвующими в этих явлоглас-
но представления современной физике всякое взаимодействие пе-
редается через некоторое поле. Электриче заряды
взаимодействуют через электрическое поле, которое они создают,
магниты и электрические токи - через магнитное поле. Механи-
ческое взаимодействие осуществляется через электромагнитные
поля, создаваемые электронами вещества.

6.1.1 Взаимодействие заряженных тел или частиц в самом
простейшем случае описывается з а к о н о м К у л о н а. Из-
вестно, что разноименные заряды притягиваются, а однаименные
отталкиваются.

А.с. 428 882: Способ соединения концов проводников, при
котором осуществляют контактирование проводников, а затем
сварку из концов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уп-
рощения технологического процесса, контактирование концов про-
водников получают при помощи создания между ними электростати-
ческого поля от дополнительного источника постоянного
напряжения, подключенного к проводникам.

Изменяя форму поверхности заряженных тел можно изменить
конфигурацию образующихся полей. А это, в свою очередь, откры-
вает возможность управляти симами, действующими на саряженные
частицы (тела), помещенные в такое поле.

А.с. 446 315: Способ разделения диэлектрических волокон
по диаметрам в неравномерном электрическом поле, отличающимся
тем,что,с целью повыщения эффективности процесса,разделение
производят при постоянном градиенте квадрата напряженност по-
ля, увеличивающейся в сторону электрода, имеющего тот же знак,
что и поверхностный заряд на .

6.2 При внесении хезаряженного проводника в электрическое
поле носители заряда приходят в движение. В результате у кон-
цов проводника возникают заряды противоположенного знака,назы-
ваемые индуцированными зарядами.

А.с. 518 839: Способ снятия потенциальной кривой коллек-
тора электрической машины постоянного тока, заключающийся в
премещении элемента, обеспечивающего снятие электрического па-
раметра, вдоль окружности коллектора работающей электрической
машины, отличающийся тем, что с целью расширения функциональ-
ных возможностей, повышения точности и надежности, перемещение
элемента, например датчика, использующего явление электроста-
тической индукции, осуществляют над колектором на постоянном
растоянии и измеряют на датчике величину заряда,наведенного
зарядами коллекторных пластин, и по величинам зарядов опреде-
ляют характер потенциальной кривой.

Это же явление используется для защиты различных обьектов
от вездействия электрических полей путем электрического экра-
нирования и для получения свервысоких постоянных напряжений
(генератор Ван-де Граафа).

6.3 при частично введении диэлектрика между обкладками
конденсатора наблюдается втягивание диэлектрика между обклад-
ками.

А.с. 493 641: дозатор жидкости, содержащий герметичную
емкость с регулятором уорвня, выпускным сифоном и воздухопод-
водяой, отличающийся тем,что с целью повыщения надежности и
упрощения конструкции, в канале воздухопроводящей трубы уста-
новлен частично погреженный в житкость диэлектрик многоэлект-
родный электрический конденсатор, обкладки которого в момент
выдачи жидкости соединены с источником напряженности.

6.4 Под действием электрического поля в проводнике при
создании на его концах разности потенциалв заряды движутся - в
проводнике возникает электрический ток. Любые нарушения крис-
таллической решетки проводника - дефекты, примеси,тепловые ко-
лебания - являются причиной рассеяния электронных волн, т.е.
уменишения упорядочности движения электронов. При этом в про-
воднике выделяется тепло.(заокн Джоуля - Ленца).

А.с. 553 233: Способ получения цементного клинкера путем
подготовки, подогревания и спекания сырьевой смеси, отличаю-
щийся, тем что, с целью интенсификации процесса клинкерообра-
зования, спекание осуществляют за счет пропуска через сырьевую
массу элекирического тока с напряжением 10-500 в.

6.5 Высокая проводимость металлов связана с особенностью
иь электронного спектра, в котором непосредственно над запол-
неными уровнями находятся свободные уровни. У большинства ме-
таллов сопротивление увеличивается линейно с ростом температу-
ры. в то же время ряд сплавов имеет отрицательных
температурный коэффицент сопротивления.Меняется сопротивление
и у неметаллов.

6.5.1. Сопротивление металлов при плавлении возрастает,
если его плотность возрастает (в полтора-два раза, для свинца
- в 3-4 раза) и, наоборот, падает, если плотность металла при
плавлении уменьшается (висмут, сурьма, галлий).

6.5.2. При приложении внешнего гидравлического давления
сопротивление металлов уменьшается. Это уменьшение максимально
у щелочных металлов, имеющих максимальную сжимаемость. У ряда
элементов на кривых зависмости сопротивления от давления име-
ются скачки, используемые в физике высоких давлений в качестве
реперных точек.

6.5.3. Кроме того, на сопротивление металов очень сильно
влияет наличие примесей (или состав сплава), что используется
для идентификации сплавов.

так например, при изменении количества примесей в стали
от 0,1 до 1,1% ее удельное сопротивление изменяется от 10 до
30 10(в минус восьмой степени) Ом.см.

Широко используются изобретателями и обычные изменения
сопротивления обьектов за счет изменения размеров или состава
обьекта.

А.с. 462 067: Способ измерения линейных размеров изделия
из электропроводного материала, заключающегося в том, что на
поверхность изделия направляют струю жидкости, по параметрам
которой судят о размерае, отличающийся тем, что с целью расши-
рения диапазона измерений, подают электропроводящую жидкость и
измеряют электрическое сопротивление струи.

А.с. 511 233: Способ определения качества пишущего инс-
трумента, например, шариковой авторучки путем нанесения ею на
опорную поверхность пишущей жидкости и измерения электрическо-
го сопротпоследней, отличающийся тем, что с цель повышения
точности измерения, в качестве опорной поверхности используют
токопроводящую подложку, а измерение сопротивлений осуществля-
ют в цепи подложкаседло шарика.

А.с. 520 539: Способ измерения удельного электрического
сопротивления образцов, заключающийся в измернии пропускаемого
через образец тока, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и упрощения процесса измерения, образец последова-
тельно помещают в сосуды с растворами с известными удельными
сопротивлениями, измеряют ток проходящий через эти растворы до
и после погружения в них образца и об удельном сопротивлении
образца судят по величине удельного сопротивления того раство-
ра, при погружении образца в который, ток, проходящий через
этот раствор, не менялся.

6.6. При низких температурах поведение сопротивления ме-
таллов весьма сложно. У некоторых металлов и сплавов обнаружи-
вается явление с в е р х п р о в о д и м о с т и. Сверхпрово-
дящее состояние устойчиво, если температура, магнитное поле и
плотность тока не превышает некоторых критических пределов. В
1976 г. достигнуты следующие максимальные значения этих пара-
метров: критическая температура 23,4К, критическое поле 600
кЗ, плотность тока 11 в 11-ой степени а см2.

А.с. 240 844: Устройство для получения сверхсильных маг-
нитных полей, представляющее собой охлажденный солиноид из
несверхпроводящего материала, отличающийся тем, что с целью
повышения напряженности магнитного поля, снижения себестоимос-
ти и потребления электроэнергии, снаружи солиноида расположен
в кристалле с рабочим обьемом вне криостата сверхпроводящий
соленоид.

6.6.1. Если один из параметров поддерживать вблизи крити-
ческого значения, то сверхпроводящая система может быть ис-
пользована для очень точного определения небольших изменений
измеряемой величины, например, вблизи критической температуры
- 10 см./градус.

А.с. 525 886: Способ измерения скорости течения жидкости
заключающийся в пропускании через чувствительный элемент
электрического сигнала, подведения к нему тепла от дополни-
тельного источника и определении скорости течения жидкости по
изменению величины сигнала с чувствительного элемента, отлича-
ющийся тем, что с целью повышения точности измерния скорости
течения криогенных жидкостей, ее определяют по величине тепло-
вого потока от дополнительного источника тепла в момент пере-
хода чувствительного элемента из сверхпроводящего состояния в
нормальное.

6.7. Электрическое и магнитные поля тесно связаны между
собой. В природе существует электромагнитное поле - чисто
электрические и чисто магнитные поля являются лишь его частны-
ми случаями. Изменяющиеся электрические и магнитные поля ин-
дуктируют друг друга.(под изменением поля надо понимать не
только изменение его интенсивности, но и движение поля как це-
лого).

Патент США 3 825 910: Способ передачи магнитных доменов
при помощи самовозбуждаемых управляемых полей. Устройство пе-
редачи магнитных доменов использует самовозбуждающее управляю-
щее поле для перемещения магнитного домена в тонком магнитном
слое из ферромагнитного материала. Слой управления перемещени-
ем доменов сформирован из тонкопроводящего материала. При по-
даче на управляющий слой электрического поля по соседству с
магнитным слоем и в управляющем слое возникает равномерно
распределенный электрический ток. Магнитный домен, расположе-
ный в магнитном слое, изменяет плотность тока в управляющем
слое и вырабатывает вблизи себя область токового возмущения.
Ток возмущения, взаимодействуя с магнитным полем домена, обес-
печивает выработку результирующего индуцированного управляюще-
го магнитного поля. Скорость и направление распространения
магнитного домена управляются путем изменения прикладываемого
электрического поля или путем изенения тока возмущения в уп-
равляющем слое.

Взаимное индуктирование электрического и магнитного полей
происходит в пространстве с огромной скоростью /со скоростью
света/ и представляет собой распространение электромагнитных
волн. Такими электромагнитными волнами являются радиоволны,
свет - инфракрасный, видимый, ультрафиолетовый, а также рент-
геновские и гамма-лучи. Поэтому многие эффекты, описанные в
этом разделе, имеют аналоги и в оптике, и, наоборот, "оптичес-
кие" эффекты широко применяются в радиотехнике, особенно в ди-
апозоне СВЧ (например, эффект Фарадея).

Магнитное поле может быть создано постоянными магнитными,
переменными электрическим полем и движущимися электрическими
зарядами, в частности теми, которые движутся в проводнике,
создавая электрический ток.

А.с. 553 707: Способ защиты человека от поражения элект-
рическим током в сетях с напряжением до 1000 В. путем отключе-
ния сети при поступлении на исполнительные органы аварийного
сигнала, вырабатываемого размещенными на теле человека датчи-
ком на основе тока, протекающего через тело человека при его
соприкосновении с токоведущими частями, отличающийся тем, что
с целью повышения эффективности для формирования аварийного
сигнала используют электромагнитные колебания, излучаемые те-
лом человека, которые фиксирует антенны служащие указанным
датчиком.

А.с. 516 484: Способ автоматического регулирования поло-
жения электрода при сварке путем контроля физических возмуще-
ний в зоне сварки, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и обеспечения возможности регулирования при электрош-
лаковой сварке, вокруг контролируемого участка зоны сварки
создают магнитопроводящий контур и о положении электрода при
сварке судят по распределению магнитной индукции, наводимой
сварочным током внутри этого контура.

6.7.1. Основной характеристикой электрического поля явля-
ется напряженность, определяемая через силу, действующую на
заряд. Основной характеристикой магнитного поля является век-
тор магнитной индукции, также определяемый через силу, дейс-
твующую на заряд в магнитном поле.

На неподвижные заряды магнитное поле вобще не действует.
Движущийся заряд магнит не притягивает и не отталки, а дейс-
твует на него в направл, перпендикулярном к полю и к скорости
заряда. Сила, действующая на заряд в этом случае, называется
силой Лоренца.

А.с. 491 517: Способ изменения подьемной силы крыла с
постоянным углом атаки, например, судно на автоматически уп-
равляемых подводных крыльях. С целью повышения быстродействия
и надежности системы управления подводными крыльями, снижения
уровня гидродинамических шумов по крылу пропускают магнитный
поток, возбуждаемый электромагнитным полем, через морскую воду
электрический ток, направленный поперек магнитного потока.

Патент США 3 138 129: Гидродинамический электромагнитный
движитель. Движетельная система для удлиненного гидродинами-
ческого плавсредства содержат цилиндрическую оболочку из фер-
ромагнитного материала; несколько параллельных магнитных полю-
сов, расположенных по переферии оболочки на одинаковом
расстоянии один от другого; электромагнитные катушки надетые
на удлиненные электроды, число которых равно числу полюсов. На
судне установлен источник переменного тока. Управляющее уст-
ройство соединяет источник переменного тока с электродами и
катушками электромагнита для попеременного создания северного
и южного полюсов в катушках и получения пересекающихся элект-
рического и магнитного полей в нужных фазах, для создания од-
нонаправленного движения заряженных частиц вокруг плавсредс-
тва. Управляющее устройство включает приспособление для
раздельного возбуждения электродов при управлении плавсредс-
твом.

6.7.2. При движении зарядов в магнитнм поле не вдоль ли-
нии этого поля из -за силы Лоренца траектория их движения бу-
дет представлять собой спираль. Чем сильнее поле, тем меньше
радиус этой спирали. Период обращения заряда не зависит от
скорости движения, а только от отношения величины заряда к
массе заряженной частицы.

А.с. 542 363: Устройство для измерения заряда аэрозоли,
содержащее измерительный электрод, блок питания, выпрямитель и
операционный усилитель, отличающееся тем, что с целью повыше-
ния эффективности, оно снабжено магнитом, создающим поперечное
к напрвлению движения аэрозоли поле, а измерительный электрод
выполнен плоским и установлен так, что его плоскость парал-
лельна силовым линиям магнитного поля и направления движения
аэрозоли.

В случае перпендикулярности силовых линий магнитного поля
плоскости движения заряженной частицы она начинает двигаться
по кругу, причем радиус этого круга зависит от напряженности
магнитного поля.

А.с. 516 905: Датчик расхода, содержащий корпус, крыль-
чатку, преобразователь угловой скорости крыльчатки в электри-
ческий сигнал, отличающийся тем, что с целью расширения облсти
применения и диапазона измерения, а также упрощение конструк-
ции датчика расхода, преобразователь угловой скорости крыль-
чатки выполнен ввиде магнетрона, анод которого выполнен с вы-
резами, расположенными в плоскости, параллельно оси вращения
крыльчатки, в теле крыльчатки укреплены магниты с одноименными
полюсами в одном торце, а на корпусе датчика расхода установ-
лен подпорный магнит, причем магниты в теле крыльчатки и под-
порный магнит обращены к магнетрону разноименными полюсами.

6.8. Когда по проводнику, помещенному в магнитное поле,
идет электрический ток, электроны движутся относительно поло-
жительных ионов, составляющих кристаллическую решетку. Поэтому
и в системе отсчета, связанной с решеткой (т.е. в системе отс-
чета, в которой проводник неподвижен, сила Лоренца действует
только на электроны). Через взаимодействие электронов с ионами
эта сила передается решетке.

А.с. 269 645: Способ возбуждения акустических колебаний в
токопроводящей жидкофазной среде, отличающийся тем, что с
целью повышения эффекивности процесса излучения, на среду нак-
ладывают постоянное магнитное поле и одновременно пропускают
через нее переменный электрический ток.

А.с. 444 653: Способ уплотнения бетонной смеси, заключаю-
щийся во взаимодействии на уложеную в форму смесь, колебания-
ми, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности про-
цесса, в форме вызывают импульсные деформации создаваемые
взаимодействием кратковременных мощных электромагнитных полей,
одно из которых генерируется индуктором, а другое создается
импульсным токов.

А.с. 286 318: Способ контроля и дефектоскопии однотипных
изделий, имеющих открытые деффекты, например ввиде пустот или
инородных включений, отличающийся тем, что с целью упрощения
процесса контроля изделие помещают в ванну с электропроводной
жидкостью, пропускают через нее электрический ток, а затем
воздействуют на жидкость магнитным полем для изменения ее ка-
жущейся плотности до достижения безразличного положения в ней
исправных изделий, и наличия деффектов определяют по изменению
положения изделия относительно дна ванны.

Возможен и обратный эффект: колебания решетки передаются
электронам, а их движение в магнитном поле приводит к возник-
новению тока.

А.с. 549 732: Способ неразрешающего контроля магнитных
материалов, заключающийся в том, что контролируемые магнитные
материалы помещают в магнитное поле и подвергают воздействию
механических напряжений в пределах области упругой деформации,
а о механических свойствах материала судят по изменению индук-
ции в них, отличающийся тем, что с целью повышения точности и
производительности контроля, используют постоянное магнитное
поле, механические напряжения создают с помощью ультразвуковых
колебаний, а о механических свойствах материалов судят по ве-
личине переменной составляющей индукции в них.

6.8.1. Взаимодействие двух проводников, по которым текут
электрические токи, осуществляется через магнитное поле. Каж-
дый ток создает магнитное поле, которое действует на другой
проводник. Таким образом, взаимодействуют отнюдь не поля между
собой, а поле и ток.

Аналогичным образом взаимодействуют и движущиеся электри-
ческие заряды. Причем для магнитных взаимодействий третий за-
кон Ньютона не выполняется (сила, действующая на один заряд со
стороны другого, не равна силе действующей на второй заряд со
стороны первого).

6.9. При движении (изменении) магнитного поля в замкнутом
проводнике возникает ЭДС индукции. В соответствии с правилом
Ленца направление индукционного тока таково, что его собствен-
ное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего
индукцию. Внешние силы, двигающие магнит, встречают сопротив-
ление со стороны проводящего контура. Собственное поле контура
таково, что при приближении магнита рамка и магнит отталкива-
ются, а при удалении притягиваются. Во всех случаях внешние
силы должны будут выполнять работу, которая превратится в ко-
нечном счете в работу тока.

Патент США 3 787 770: Способ обнаружения снаряда вылетаю-
щего из ствола орудия, и прибор для его осуществления. Магнит
располагают вблизи дула орудия для того, чтобы вылетающий из
ствола снаряд пересекал некоторые магнитные силовые линии маг-
нита. При отделении снаряда от орудия и прохождении снаряда
над постоянным магнитом, в считывающей катушке, намотанной на
магните, наводятся импульсы напряжения, которые после прохож-
дения через усилитель подводятся к осцилографу или хронографу
для обеспечения отсчета.

А.с. 279 117: Термостат содержащий теплоизолированную ка-
меру, магнит и нагреватель, отличающийся тем, что с целью уп-
рощения конструкции и повышения надежности, в нем нагреватель
выполнен из ферромагнитного материала, устаномлен на валу
электродвигателя и расположен в поле магнита.

Это явление наблюдается и в том случае, когда перемещения
проводника не происходит, а магнитное поле меняется во време-
ни. Если контур проводящий ЭДС индукции вызывает в нем индук-
ционный ток, если непроводящий (например, условно проведенный
в воздухе), то возникает лишь ЭДС.

6.9.1. Рассмотрим два контура, расположенные рядом. Пере-
менный ток протекающий в одном из них, создает переменное маг-
нитное поле, которое вызывает появление ЭДС индукции в другом
контуре. Такое явление называется взаимной индукцией.

6.9.2. Переменный магнитный поток может вызываться пере-
менным током самого контура. В этом случае в контуре также по-
является ЭДС - она называется ЭДС самоиндукции.

6.10. Если в изменяющемся магнитном поле перпендикулярно
к его силовым линиям поместить металлическую (не ферромагнит-
ную) пластинку, в ней начнут протекать круговые индукционные
токи.

А.с. 513 237: Способ магнитошумовой размерометрии ферро-
магнитных изделий, заключающийся в том, что преобразовывают
магнитные шумы в электрические сигналы индуктивным преобразо-
вателем, а затем проводят амплитудно-частотный анализ спектра
сигналов, по результатам которого судят о контролируемом раз-
мере, отличающийся тем, что с цель повышения точности контроля
толщины электропроводных неферромагнитных покрытий на ферро-
магнитной основе выделяют ту часть спектра сигналов, компонен-
ты которой изменились вследствие токовихревого взаимодействия
с магнитными шумами.

6.10.1. Ток в пластинке может достигать больших величин,
даже при небольшой напряженности поля, так как сопротивление
массивного проводника мало. Индукционные токи в массивных про-
водниках называют токами Фуко или вихревыми точками.

А.с. 235 778: Устройство для оттаивания снеговой шубы ис-
парителя, например, домашних холодильников, содержащее понижа-
ющий трансформатор, первичная обмотка которого включена в
электрическую цепь переменного тока, отличающийся тем, что с
целью ускорения процесса оттаиванияпевичная обмотка укреплена
на стенке испарителя с тем, чтобы последний служил вторичной
обмоткой трансформатора для наведения в нем вихревых токов.

6.10.2. Вихревые токи в пластинке создают магнитное поле.
Это поле действует в соответствии с правилом Лоренца навстречу
полю возбуждения. Это значит, что пластинка будет выталкивать-
ся из поля.

А.с. 434 703: Способ ориентации немагнитных токопроводя-
щих ассиметричных деталей в переменном магнитном поле, образо-
ванном в межполюсномпространстве электромагнита, отличающийся
тем, что с целью уменьшения затрачиваемой мощности и повышения
надежности ориентации, деталь в зону ориентации подают смещен-
ной относительно плоскости симметрии магнитного поля так, что
в одном из положений электродинамические силы, действующие на
деталь уравновешиваются, а в других - неравновесие этих сил
усугубляется.

Колеблющаяся между полюсами электромагнита тяжелая метал-
лическая пластинка "увязает", если включить постоянный ток,
питающий электромагнит, и останавливается. Вся ее энергия
превращается в тепло выделяемое токоми Фуко. В неподвижной
пластине токи, разумеется, отсутствуют. Тормоз, основной на
этом эффекте не имеет трения покоя.

А.с. 497 069: Способ торможения проката на холодильниках
сортовых прокатных станков, отличающийся тем, что с целью уве-
личения производительности холодильников торможение проката
поисходит бегущим полем, создаваемым электромагнитами, встро-
енными в приемный желоб холодильника.

6.10.3. Чем лучше проводник пропускает ток, тем ближе по
величине к первоначальному встречное магнитное поле. В идеаль-
ный проводник (сверхпроводник) электромагнитная волна вобще не
проникает, вихревые токи текут в бесконечно малой по величине
"кожице" металла.

Выталкивание магнитного поля из сверхпроводника называет-
ся эффектом Мейснера.

Этот эффект используется для создания магнитных экранов,
позволяющих получить магнитный вакуум до 10 в минус восьмой
степени эрстед. Им обьясняется интересное явление - парение
постоянного магнита над чашей из сверхпроводящего материала.

6.10.4. В стационарном электростатическом или магнитном
поле подвеска тела не может быть стабильной, если относитель-
ная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость
тела больше или равна единице. Диэлектрическая проницаемость
всех тел больше. Но магниная проницаемость диамагнитных мате-
риалов и сверхпроводников меньше единицы. Это дает возможность
осуществлять с этими веществами стабильную повеску. Любое пе-
ремещение подвешенного тела приводит к появлению вихревых то-
ков, энергии которых достаточно, чтобы удержать подвешенное
тело.

Триумф индукционных токов - беличья клетка ротора асинх-
ронного двигателя работают индукционные насосы для перекачива-
ния жидких металлов в металлургии и ядерной энергетике.

6.10.5. На величину вихревого тока влияют удельная элект-
рическая проводимость и магнитная проницаемость материала,
толщина образца и частота тока.

При прохождении по проводнику тока высокой частоты наблю-
дается поверхностный эффект (скин-эффект) - ток идет только по
поверхностному слою проводника. При частоте 10 в седьмой сте-
пени Гц для хорошего неферромагнитного проводника толщина слоя
приблизительно 0,01 см. На этом основан метод поверхностной
закалки.

А.с. 281 997: Способ испарения материалов в вакууме путем
высокочастотного нагрева, отличающийся тем, что с целью осу-
ществления процесса из кольцевого источника, испарению подвер-
гают материал в форме диска при частоте магнитного поля, обес-
печивающей появление скин-эффекта на его боковой поверхности.

Существование скин-эффекта означает, что электромагнитная
волна, попадающая на поверхность проводника (металла, электро-
лита или плазмы) быстро затухает в глубине проводника, прони-
кая лишь на глубину скин-слоя.

А.с. 451 888: Способ очистки трубопроводов преимуществен-
но от отложений гидратов путем их нагрева, отличающийся тем,
что с целью повышения эффективности нагрев осуществляется
сверхвысокочастотными электромагнитными волнами, которые нап-
равляют в трубопровод.

6.11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.

6.11.1. Электрический заряд движущийся в пустоте равно-
мерно относительно инерционной системы отсчета, не излучает.
Иная картина возникает в том случае, когда заряд под действием
внешних сил движется с ускорением. Поле обладающее энергией, а
значит массой или инертностью, образно говоря, отрывается от
заряда и излучается в пространстве со скоростью света. Излуче-
ние происходит до тех пор, пока на заряд действует сила, сооб-
щающая ему ускорение.

А.с. 511 484: Способ охлаждения рабочего тела путем рас-
ширения до получения двухфазного потока с отдачей внешней
работы, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности
рабочее тело перед расширением ионизируют, например, в поле
коронного разряда в отдачу внешней работы осуществляют путем
торможения заряженных частиц в электрическом поле.

6.11.2. Эффект Вавилова-Черенкова. Если заряженная части-
ца являющаяся источником электрического поля, движется в среде
со скоростью, большей, чем скорость света в этой среде, то
частица будет опрежать собственное электрическое поле. Такое
опережение вызывает появление напрвленного электромагнитного
излучения, причем излучение будет распространяться лишь в оп-
ределнном телесном угле, определенном скоростью частиц и пока-
зателем преломления среды. Чем больше плотность среды, тем бо-
лее низкая энергия (скорость) заряженых частиц требуется для
генерации излучения. Техника обнаружения этого свечения разра-
ботана до предела - аппаратура позволяет обнаруживать отдель-
ные частицы (поштучный счет с помощью счетчиков Черенкова).
Кроме этого Черенковские счетчики используются для быстрого
счета и непосредственного определения скорости заряженных час-
тиц, селекции скоростей и направления частиц, определения за-
ряда и т.п. На использовании эффекта Вавилова-Черенкова воз-
можно создание милиметровых и более коротких радиоволн;
черенковское излучение позволяет создать стандартный источник
света, необходимый при биологических и астрономических иссле-
дованиях.

А.с. 182 249: Устройство для измерения эффективной массы
частиц, рападающихся на гамма-кванты и электроны, отличающееся
тем, что сцелью увеличения точности измерения и ускорения на-
бора эксперементальных данных, оно содержит двухканальную сис-
тему совместно работающих искровых камер и черенковских спект-
ромеров полного поглощения, установленных так, что в
направлении вылета каждой из двух частиц распада, стоит блок
из искровых камер и черенковского гамма-спектрометра, а оси
блоков расположены симметрично относительно направления пер-
вичной частицы и составляют собой угол равный минимальному уг-
лу двухчастичного распада.

А.с. 431 887: Способ исследования прожигаемости гематооф-
тальмического барьера путем введения в кровяное русло
вещества, содержащего радиоактивный изотоп и одновременно ре-
гистрации интенсивности бетаизлучений над поверхностью рогови-
цы глаза, отличающийся тем, что с целью повышения точности ис-
следования дополнительно регистрируют изменения интенсивности
черенковского излучения.

6.11.3. Другой пример - так называемое бетатронное (или
синхронное)излучение. В этих приборах заряженные частицы дви-
жутся по круговым орбитам. При энергиях порядка десятков Мэв
электроны излучают видимый свет, при еще больших энергиях -
рентгеновский луч.

Наиболее важным для приложения является излучение заряда,
совершающего гармоническое движение. На этом эффекте основана
работа всевозможных излучателей и антенн.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М."Наука" 1970.
К 6.1. А.с. 410 316; пат. США 3556998,3562757.
К 6.2. А.с. 240 505
К 6.4. А.с. 498 770
К 6.4. Физический энцеклопедический словарь, т.5 стр.449.
К 6.5. Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976,
стр.304-308.
К 6.7. А.с. 490 661,490 662,492 155
К 6.8. А.с. 491 174,515 684,514 632,465 345
К 6.10 А.Л.Дорофеев, Визревые токи,М."Энергия",1977
А.с. 422 982
К 6.11.2. Дж.Делли. Черенковское излучение и его применение;
М.,"ИЛ".1960.
Б.М.Болотовский, Свечение Вавилова-Черенкова.
М."Наука" 1964.

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.
ДИЭЛЕКТРИКИ.

7.1.1. Диэлектриками являются неионизованные газы, а так-
же жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью запол-
ненной электронами валентной зоной и полностью электронной на
уровне зоны проводимости не происходит , то такие вещества ве-
дут себя как изоляторы. При наличии такого возбуждения (в слу-
чае малой энергетичесой щели между зонами) вещества являются
полупроводниками. Диэлектрики и полупровдники экспоненциально
уменьшают его по свое обьемное сопротивление при повышении
температуры.

А.с. 515 075: Способ определения обрыва жилы кабеля с
изоляцией, сопротивление которой зависит от температуры зави-
сит от температуры, например, жаростойкого кабеля с магнези-
альной изоляцией, при котором воздействуют сигналом, выявляю-
щим повреждения, на последовательные участки кабеля а о месте
повреждения кабеля в момент подачи сигнала на дефектное место,
отличающее тем что, с целью упрощения отыскания места об, на
кабель воздействуют тепловым сигналом, например теплом от газо
-воздушной горелки , а о месте повреждения судят по изменению
сопротивления изоляции кабеля.

7.1.2.сли материал претерпевает те или иные певращения,
его с о п р о т и в л е н и е э л е к т р и ч е ск о м у
т о к у меняется.

А.с. N 414528: Способ определения относительной связанной
поверхности волокон в листе бумаги путем измерения электросоп-
ротивления,отличающийся тем,что,с целью повышения точности и
упрощения методики измерений, образец бумаги подвергают линей-
ному деформированию в продольном направлении расположения во-
локон с одновременной регистрацией электросопротивления, после
чего определяют отношение разности измерения электросопротив-
лений после и до деформирования образца бумаги.

Расплавы некоторых диэлектриков - поводники, в частности,
хорошо пропускает ток расплавленное стекло.

7.1.3. В диэлектрике, помещенном в переменное электромаг-
нитное поле , часть энергии поля переходит в тепловую. Эта до-
ля пропорциональна т а н г е н с у у г л а д и э л е к т р-
и ч е с к и х п о т е р ь ( ).
Патент Австралии N 420764: Способ термического сращивания
материалов. Предлагается усовершенствованный метод сращивания
псредством диэлектрического нагрева термопластичных материа-
лов, имеющих малые коэффициенты диэлектрических потерь (пропи-
лен,полиплен и др.).При этом между наложенными друг на друга
краями соединяемых внахлестку листов материала закладывается
вставка, эффективно выделяющая тепло при воздействии электри-
ческого поля ВЧ, которое создается между электродами прижимаю-
щими сращиваемый участок.Тепловыделяющие вставки,имеющие форму
прутка или квадратных пластинок, изготовляются из газорениро-
ванных полимеров (например полимеры и сополимеры хлористого
винила)и располагается вдоль соединяемых краев листов.Тепло,
выделяемое вставками под действием электрического поля ВЧ,
нагревает и размегчает материал в зоне соединения, благодаря
чему он при нажатии электродов обжимается вокруг вставки и
сращивается в сплошную массу.

Все виды нагрева диэлектриков в электрических полях осно-
ваны именно на этом эффекте.

А.N 527407. Способ изготовления бетонополимерных изделий
заключающийся в сушке бетонных элементов с вакуумированием,
пропитке под давлением и последующей термокаталитеческой поли-
меризации,о т л и ч а ю щ и й тем , что, с целью равномерного
прогрева изделия и сохранения продолжительности процесса тер-
мокаталитиую полимеризацию осуществляют или дополнительном
воздействии электрического поля ВЧ в диапазоне 1-150 мгц

7.2. Д и э л е к т р и ч е с к а я п р о н и ц а е -
м о с т ь диэлектриков зависит от многих факторов . По ее
изменению можно контролировать ход различных процессов в диэ-
лектриках.

А.С N Способ контроля глубины полимеризации синтетических
каучуков в процессе их растворной полимеризации,о т л и ч а ю
щ е й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности контроля
и упрощения методики анализа, измеряют диэлектрическую прони-
каемость раствора полимера и со степени изменения диэлектри-
ческой проницаемости о глубине полимеризаций продукта

А.С.N 497520: Способ определения времени пропитки порис-
тых материалов, заключающийся в погружении контролируемого
образца торцом в контрольную жидкость и отсчета времени про-
питки о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точ-
ности, образец материала помещают в датчик измерительной аппа-
ратуры, например между обкладками конденсаторов, а время
пропитки отсчитывают от момента начала до момента прекращения
изменения электрических свойств образца.

7.2.1. Диэлектрические свойства вещества зависят от час-
тоты. Один и тот же материал при воздействии на него поля низ-
кой частоты -диэлектрик,поля высокой частоты - к.
При I мы имеем дело с диэлектриком, а
при I - с поводником.( - удельная электрическая
проницаемость - круговая частота.

7.3. П р о б о й д и э л е к т р и к о в. носит лбо теп-
ловой, либо электрический - лавинный - характер.Механизм
теплового пробоя - постепенный разогрев участка диэлектри-
ка,падение его сопротивления и термическое разрушение материа-
ла.

А.С.N 218805: Способ электрораскроя материала,напри-
мер,ткани, с помощью электрода,выполненого по форме выкройки
отличающийся тем,что, с целью ускорения технологического про-
цесса раскроя повышения точности раскроя и сокращения отходов
материала,раскрой поизводят расщиплением материала на ионы то-
ком высокого напряжения например 10 кв, проходящим через раск-
раиваемый материал между неподвижным электродом и другим
электродом по линии электроповодной схемы,перемещаемым по дру-
гую сторону раскраеваемого материала.

7.4.Электромеханические эффекты в диэлектриках.

7.4.1.Общим электромеханическим эффектом для всех диэ-
лектриков является э л е к т р о с т р и к ц и я . Она появля-
ется в упругом (обратимом) превращении энергии тела в
электрическое поле и для свободного тела сопровождается увели-
чением его размеров.

7.4.2. П ь е з о э л е к т р и ч е с к и й э ф ф е к т.
(пьезоэффект) - это также электромеханический эффект, однако
он наблюдается не во всех диэлектриках, а только в нецентро-
симметричных кристаллах. Причем, в отличии от электрострикции,
пьезоэффект обратим Он может быть прямым и обратным.

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на
поверхности твердого тела под воздействием механических напря-
жений.

Лампу-вспышку зажигает удар. Польский изобретатель Тадеуш
Косецкий предложил использовать пьезокристалл в качестве ис-
точника энергии для лампы-вспышки. Под действием быстрого
сильного удара по кристаллу на нем возникает электрическое
напряжение. По расчетам изобретателя, его вполне должно хва-
тить для зажигания лампы. Никаких батарей для такого "блица"
вообще не понадобится: всю необходимую для лампы энергию даст
механический удар по кристаллу.

Патент ФРГN.1218216: Пьезоэлектрическое устройство для
зажигания с кулачковым приводом, предназначенное для двигате-
лей внутреннего сгорания, отличающееся тем,что кулачковый при-
вод постоянно имеет кинетическое соединение, и периодичес-
ки-динамическое соединение с известным пружинным аккумулятором
и взаимодействует с ним. Пружинный аккумулятор соединен с под-
вижным концом пьезоэлектрического элемента.

7.4.3. Обратный пьезоэффект анологичен эффекту электрост-
рикции однако, если при электрострикции деформации тела не за-
висит от знака электрического поля, для пьезоэффекта такая
зависимость имеет место. Практически можно считать, что пьезо-
эффект отличен, а электрострикция является квадратичным эффек-
том.

Патент США N 3239283. Предлагается кострукция подшипника
в котором трение уничтожается вибрацией.Втулки подшипника вы-
полняются из пьезоэлектрического материала и с обеих сторон
покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаи-
ваются тонкие электроды, по которым проводится переменный ток.
А ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и раздаваться, созда-
вая вибрацию, уничтожающую трение.

В некоторых случаях используются одновременно и пямой и
обратный пьезоэффект, например, в пьезоэлектрических трансфор-
маторах.

7.5. В некоторых кристаллах суммарный дипольный момент
отличен от нуля даже в отсутсвие внешнего электрического поля.
Такого рода кристаллы называют самопроизвольно или спонтанно
поляризованными кристаллами. Другое название этих кристаллов -
п и р о э л е к т р и к и. Это название появилось потому, что
пироэлектрики обнаруживают по возникновению заряда на их по-
верхности при нагревании или охлаждении. С помощью пироэлект-
риков можно измерять изменение температуры на 10 в минус 6-ой
градуса.

АN.288356: Устройство для определения тепловых потоков
содержащее термоэлементы, расположенные на гранях дополнитель-
ной стенки, перпендикулярных направлению потока иизмерительную
схему,отличающуюся тем,что,с целью повышения точности и быст-
родействия, в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектри-
ческих датчиков температуры и включены в частотнозависимую
цепь обратной связи измерительной схемы.

Пироэлектрический эффект обычно усложняется тем,что каж-
дый пироэлектрический кристалл является одновременно и пьезоэ-
лектриком. Поэтому неоднократное изменение температуры крис-
талла вызывает деформацию, а последняя породит "вторичную"
поляризацию пьезоэлектрического происхождения, налагающуюся на
"первичную" пироэлектрическую поляризацию.

7.5.1. В пироэлектрических кристаллах может наблюдаться
э л е к т р о к а л о р и ч е с к и й э ф ф е к т - изменение
температуры пироэлектрика, вызванное изменением величины
электрического поля (например,при внесении пироэлектрика в
электрическое поле).

7.5.2. С е г н е т о э л е к т р и к и - частный случай
пироэлектриков.

А.С.N 276449: sпособ детектирования в газовой хроматогра-
фии путем каталитического сжигания компонентов анализируемой
смеси , отличающийся тем,что с целью увеличения чувствитель-
ности и непосредственного измерения производной концентрации
анализируемого веществаво времени, сжигание производят на по-
верхности сегнетоэлектрика и измеряют возникающие при этом
электрические заряды.

7.5.3. В сегнетоэлектриках также самопоизвольно возникает
поляризация , но только в некотором интервале температур. Тем-
пература, при которой происходит исчезновение спонтанной поля-
ризации, называется сегнетоэлектрической температурой Кюри.
При температуре Кюри в сегнетоэлектриках наблюдается максимум
диэлектрической проницаемости,а ее изменение вблизи этой тем-
пературы происходит скачками (сравнение с эффектами Гопкинса и
Бархгаузена). Выше температуры Кюри сегнетоэлектрик переходит
в п а р о э л е к т р и ч е с к о е с о с т о я н и е.

А.С.N 238185: Устройство для измерения расхода,скорости
потока жидкости или газа , содержащее термочуствительный дат-
чик с нагревательным элементом и схему измерения темперетуры,
отличающуюся тем,что, с целью обеспечения работы в агресивных
средах,повышения быстродействия и точности измерения,термо-
чувствительный элемент датчика выполнен в виде термоконденса-
тора из сегнетоэлектрика,точка Кюри которого ниже рабочей тем-
пературы.

С е г н е т о э л е к т р и к и - это электрические
аналоги форромагнетиков,которые ,как известно, самопроизвольно
намагничиваются и имеют точку Кюри. Поэтому сегнетоэлектрики
иногда называют ф е р р о э л е к т р и к а м и. Они отличают-
ся большой диэлектрической проницаемостью, высоким пьезоэффек-
том наличием петли диэлектрического гисерезиса, интересными
электрооптическими свойствами.

А.С.N 262405: sканирующее устройство оптического диапазо-
на,содержащее зонную пьезоэлектрическую пластину, с системой
электродов,на которую подано отклоняющее напряжение ,и колли-
мирующее устройство отличающееся тем,что, с целью уменьшения
необходимого отклоняющего напряжения и оптических потерь, зон-
ная пластина изготовлена из сегнето-электриков моноклинной
системы, у которых пьезоэффекты по взаимно перпендикулярным
направлениям различны а зоны френеля нанесены на поверхность
пластины в виде чередующихся отражающих и неотражающихся пок-
рытий в форме элипсов, главные оси которых ориентированы вдоль
направления пьезоэффектов пластины.

7.5.4. Кроме сегнетоэлектриков, которые можно расматри-
вать как совокупность паралельно ориентированных диполей,есть
вещества с антипаралельным расположением диполей. Их называют
а н т и с е г н е т о э л е к т р и к а м и .

При наложении достаточно сильного электрического поля ан-
тисегнетоэлектрики могут перейти в сегнетоэлектрическое состо-
яние При таком "вынужденом" фазовом переходе в сильном пере-
менном поле наблюдаются двойные петли гистерезиса. Критическое
поле, при котором в антисегнетоэлектриках возникает сегнетоэ-
лектрическая фаза,уменьшается при увеличении температуры. В
некоторых случаях с ростом температуры наблюдаются переходы из
сегнетоэлектрического состояния в антисегнетоэлектрическое, а
затем в пароэлектрическое.

7.5.5. С е г н е т о ф е р р о м а г н е т и к и - это
сегнетоэлектрики, в которых наблюдается упорядочение магнитных
моментов. В них могут существовать различные виды электричес-
кого и магнитного упорядочения: сегнетоэлектричество или анти-
сегнетоэлектричество с ферромагнитизмом , антиферромагнетизмом
или ферромагнетизмом.

7.5.6. Сегнетоэлектрические и ферромагнитные точки Кюри у
таких веществ не совпадают. Но в сегнетоэлектрической точке
Кюри наблюдается аномалия магнитных свойств, а в магнитной -
аномалия диэлектрических.Кроме того, при наложении магнитного
(электрического) поля наблюдается изменение электрической
(магнитной)проницаемости- магнито э л е к т р и ч е с к и й
э ф ф е к т .

7.6. Влияние электрического поля и механических напряже-
ний на сегнетоэлектрический эффект

7.6.1.Наложение электрического поля вдоль полярной оси
увеличивает устойчивость сегнетоэлектрического состояния, рас-
ширяет область температур,в которой существует спонтанная по-
ляризация. В антисенгетоэлектриках в сильных электрических по-
лях температура Кюри понижается.

Некоторые сигнетоэлектрики выше точки Кюри обладают
пьезоэффектом.Приложение к таким веществам в параэлектрической
фазе механического напряжения по эффекту эквивалентно приложо-
го напряжения.

А.N 415617: 1 Способ измерения напряженности электричес-
кого поля путем изменения диэлектрической проницаемости сегне-
токонденсатора,помещенное в иследуемое поле,отличающееся
тем,что с целью повышения доводят до точки Кюри,стабилизируют
ее вблизи этой точки, периодически деформируя тело сегнетокон-
денсатора, перемещают точку Кюри и выделяют электрический сиг-
нал, имеющий частоту механических деформаций, по которому су-
дят о напряженности измеряемого электрического поля.
2 Способ по п.1, отличающийся тем, что, периодическую
деформацию тела сегнетоконденсатора производят при помощи уль-
тразвукового аккустического поля.
3 Способ по п.1 отличающийся тем,ч деформацию тела сегне-
токонденсатора производят при помощи знакопеременного электри-
ческого поля.
- В водородосодержащих сегнетоэлектриках наложение
гидростатического давления повышает температуру Кюри.

7.6.2. если в сегнетоэлектрике наблюдаются низкотемпера-
турные переходы, на кривых температурных зависимостей диэлект-
рических свойств обычно наблюдаются а н о м а л и и , соот-
ветствующие этим переходам. Антисегнетоэлектрический фазовый
переход сопровождается аномалией теплоемкости ирконата свинца
-400 ккал/моль); может наблюдаться аномальное изменение объема
и коэффициента теплового расширения.

7.6.3. рри нагреве сегнетоэлектрического кристалла проис-
ходит уменьшение спонтанной поляризации,что эквивалентно появ-
лению пироэлектрического заряда на поверхности кристалла.

Патент Великобритании N 1335955: Электрическое измерение
давления Датчик давления состоит из тела,выполненого из пироэ-
лектрического вещества ,диэлектрическая постоянная которого
зависит приложенного давления,при этом температура измеритель-
ного тела стабилизируется подачей переменного напряжения на
пироэлектрический элемент, имеющий тепловую связь с измери-
тельным телом.

Новый тип сегнетоэлектрического полинейного элемента так-
тандел-температурно автостабилизированный диэлектрический не-
линейный элемент сам стабилизирует свою температуру вблизи
точки Кюри.

На возрастание электросопротивления в области температуры
Кюри основаны сегнетоэлектрические термосопротивления с про-
должительным температурным коэффициентом (ТКС- +60%/градус)
-позисторы.

7.7. Э л е к т р е т ы - электрические аналоги поэтапных
магнитов Они длительно сохраняют наэлектризованное состояние и
создают вокруг себя электрическое поле. Электреты получаются
либо охлажденио нагретого диэлектрика (воска,церезина,нейлона
ит.д.) в сильном электрическом поле , либо освещением (или ра-
диоактивным облучением) фотопроводящих диэлектриков, также в
сильном поле. Применение электретов связано в основном с нали-
чием у них постоянного электрического поля.

А.С.N 115132 Индивидуальный дозиметр радиоактивного излу-
чения и другого проникающего излучения, состоящий из приемника
излучения и измерительного пибора, отличающийся тем ,что с
целью возможности определения суммарной дозы излучения за тре-
буемый помежуток времени, его приемник выполнен в виде элект-
рета,заключенного в герметический корпус, содержащий газ,нап-
ример ,воздух.

Здесь излучение ионизирует газ, ионы которого разряжают
электрет.

Л И Т Е Р А Т У Р А.

Е.С. Кухаркин. Основы инженерной электрофизики,
т1,2.м.,Высшая школа 1989г.
Е.Е. Зибельрман. Электричество и магнетизм. М.,"Наука",
1970г.
К 7.1. Таблицы физических величин.М., "Атомиздат",1976,
стр.320
Патент Франции 2005067
К 7.2 Патент США 3586971.
К 7.4. В.В.Лаврженко. Пьезоэлектрические трансформаторы.
М., Энергия.,1975,
А.С.517790, 504940;
Патент США 3557616, 3558795
К 7.5. Г.А.Смоленский, Н.Н. Крайник. Сегнетоэлектрики и
антисегнетоэлектрики М.,"Наука",1968.
Физический энциклопедический словарь т4,стр.11-12.

8. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

8.1. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно
под действием магнитного поля приобретать магнитный момент
(намагничиваться). По величине и направлению этого момента, а
также по причинам, его породившим, все вещества делятся на
группы. Основные из них - диа и парамагнетики.

8.1.1. Молекулы д и а м а г н е т и к а собственного маг-
нитного момента не имеют. Он возникает у них только под дейс-
твием внешнего магнитного поля и направлен против него. Таким
образом результирующее магнитное поле в диамагнетике меньше,
чем внешнее поле, правда, на очень малую величину. Это приво-
дит к тому, что при перемещении диамагнетика в неоднороное
магнитное поле он стремится сместиться в ту область, где нап-
ряжение магнитного поля меньше.

Патент США 3 611 815: Гироскопическая система, практичес-
ки свободная от трения, содержит цилиндрический ротор, концы
которого окружены парой кольцевых постоянных магнитов. На каж-
дом конце ротора установлена вставка из диамагнитного материа-
ла, взаимодействующая с соответствующим постоянным магнитом
так, что создаются отталкивающие магнитные силы, которые удер-
живают ротор в состоянии, характеризующимся отсутствием физи-
ческого контакта ротора с магнитом: ротор "всплывает" в маг-
нитном поле практически без трения.

8.1.2. Молекулы (или атомы) парамагнетика имеют
собственные магнитные моменты, которые под действием внешних
полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее
поле, превышающе внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнит-
ное поле.
Так, например, жидкий кислород - парамагнетик, он притя-
гивается к магниту.

Магнитная проницаемость конкретного вещества зависит от
многих факторов: напряженности магнитного поля, формы рассмат-
риваемого поля (так как конечные размеры любого магнетика при-
водят к появлению встречного поля, уменьшающего первоначаль-
ное), температуры, частоты изменения магнитного поля, наличия
дефектов структуры и т.д.

Патент Великобритании 1 343 270: Способ измерения темпе-
ратуры, например, стальных пластин, окрашенных виниловыми кра-
сителями. Температура пластин определяется по изменениям их
магнитной проницаемости и проводимости, которые воспринимаются
индуктивным зондам, подключенным к генератору.

А.с. 550 572: Способ структуроскопии ферромагнитных изде-
лий, заключающийся в том, что контролируемое изделие подверга-
ют взаимодействию с электроиндуктивным преобразователем маг-
нитной проницаемости в электрические сигналы, по которым судят
о результатах контроля, отличающийся тем, что с целью повыше-
ния достоверности определения усталостных изменений в структу-
ре материала изделия, поверхность последнего сканируют преоб-
разователем по заданной функции относительно места
концентрации механических напряжений, регистрируют экстремумы
относительного значения магнитной проницаемости и по их расп-
ределению судят об усталостных изменениях в структуре материа-
ла.

А.с. 438 922: Способ неразрушающего контроля физико-хими-
ческих процессов в структурированных упруго-вязкопластичных
системах, основанный на изменении магнитной воспримчивости,
отличающийся тем, что с целью повышения точности определения
нормальной густоты водных растворов вяжущих веществ, изменяют
во времени изменения удельной магнитной воспримчивости и по
максимальному значению ее судят о готовности продукта.

Существует ряд веществ, в которых квантовые эффекты межа-
томных взаимодействий приводят к появлению специфических маг-
нитных свойств.

8.1.3. Наиболее интересное свойство - ферромагнетизм. Оно
характерно для группы веществ в твердом кристаллическом состо-
янии (ферромагнетиков), характеризующихся параллельной ориен-
тацией магнитных моментов атомных носителей магнетизма.

Параллельная ориентация магнитных моментов существует в
довольно больших участках вещества - доменах. Суммарные маг-
нитные моменты отдельных доменов имеют очень большую величину,
однако сами доменты обычно ориентированы в веществе хаотично.
При наложении магнитного поля происходит ориентация доменов,
что приводит к возникновению суммарного магнитного момента у
всего обьема ферромагнетика, и, как следствие, к его наманичи-
ванию.

А.с. 540 299: Постоянный магнит, содержащий одноименные
частицы, отличающийся тем, что с целью повышения коэрицитивной
силы, в качестве доменов использованы отрезки литого микропро-
вода в стеклянной изоляции, каждый из которых содержит один
микрокристал.

Естественно, что ферромагнетики, как и парамагнетики, пе-
ремещаются в ту точку поля, где напряженность максимальная
(втягиваются в магнитное поле). Из-за большой величины магнит-
ной проницаемости сила, действующая на них, гораздо больше.

А.с. 512 224: 1- Способ склеивания ферромагнитных матери-
алов, включающий операцию нанесения клея на склеиваемые по-
верхности, соединение поверхностей, полного отвердения клея,
отличающийся тем, что с целью уничтожения прочности склеива-
ния, в период открытой выдержки раздельно проводят обработку
каждой из двух склеиваемых поверхностей с нанесенным на них
слоя клея постоянными магнитными полями противоположной поляр-
ности с напряженностью от 500 до 700 эротед.

2- Способ по п.1, отличающийся тем, что в период отверж-
дения на клеевой шов воздействуют магнитным полем, совпадающим
по направлению с полем остаточного магнетизма.

А.с. 185 003: Способ обработки внутренних поверхностей
труб, включающий операции по введению внутрь трубы абразива
ввиде мелкозернистого или порошкобразного вещества высокой
твердости, перемещения этого абразива относительно внутренней
поверхности трубы при их взаимном контакте и последующего изв-
лечения из трубы полученного порошкообразного продукта, отли-
чающийся тем, что с целью улучшения качества обработки трубы и
для ее нагрева, феромагнитный абразив после его введения
внутрь трубы подвергается воздействию вращающегося электромаг-
нитного поля, созданного вокруг трубы.

Здесь используется эффект втягивания ферромагнетика в то
место поля, где магнитные силовые линии "гуще"; так как поле
вращается, то вращаются и частицы.

8.1.3.1. Существование доменов в ферромагнетиках возможны
только ниже определенной температуры (ТОЧКА КЮРИ). Выше точки
Кюри тепловое движение нарушает упорядоченную структуру доме-
нов и ферромагнетик становится обычным парамагнетиком.

Патент ФРГ 1 243 791: Термолюминисцентный дозиметр, со-
держащий дозиметрический элемент, заключенный в герметизиро-
ванную прозрачную камеру и снабженный носителем
люминисцентного материала, нагреваемый индукционным путем, от-
личающийся тем, что носитель содержит ферромагнитный материал,
точка Кюри которого, характеризующие фазовый переход второго
рода, соответствуют определенной максимальной температуре.

Диапазон температур Кюри для ферромагнетиков очень широк:
у радолиния температура Кюри 20 C, для читого железа - 1043 К.
Практически всегда можно подобрать вещество с нужной темпера-
турой Кюри.

А.с. 266 029: Магнитная муфта скольжения, содержащая кор-
пус и многополюсный ротор с постоянными магнитами,
отличающаяся тем, что с целью автоматического включения муфты
при заданной температуре, она снабжена шунтами, установленными
между полюсами ротора и выполненного из термореактивного мате-
риала, имеющего характеристику магнитной проницаемости с точ-
кой Кюри, соответствующей заданной температуре, а корпус и ро-
тор изготовлены из материала сточкой Кюри, соответствующей
температуре выше заданной.

При понижении температуры все парамагнетики, кроме тех у
которых парамагнетизм обусловлен электронами проводимости, пе-
реходят либо в ферромагнитное, либо в антиферромагнитное сос-
тояние.

8.1.4. У некоторых веществ (хром, марганец) собственные
магнитные моменты электронов ориентированы антипараллельно
(навстречу) друг другу. Такая ориентация охватывает соседние
атомы и их магнитные моменты компенсируют друг друга. В ре-
зультате антиферромагнетики обладают крайне малой магнитной
воспримчивостью и ведут себя как очень слабые парамагнетики.

8.1.4.1. Для антиферромагнетиков также существует темпе-
ратура, при которой антипараллельная ориентация спинов исчеза-
ет. Эта температура называется антиферромагнитной точкой Кюри
или точкой Нееля.

У некоторых ферромагнетиков (эрбин, диоброзин, сплавов
марганца и меди) таких температур две (верхняя и нижняя точка
Нееля), причем антиферромагнитные свойства наблюдаются только
при промежуточных температурах. Выше верхней точки вещество
ведет себя как парамагнетик, а при температурах меньших нижней
точки Нееля, становится ферромагнетиком.

8.1.5. Необратимое изменение намагниченности ферромагнит-
ного образца, находящегося в слабом постоянном магнитном поле,
при циклическом изменении температуры называется температурным
магнитным гистерезисом. Наблюдается два вида гистерезиса, выз-
ванных изменением доменой и кристаллической структуры. Во вто-
ром случае точка Кюри при нагреве лежит выше, чем при охлажде-
нии.

А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на
ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, от-
личающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем
исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование
пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагре-
ве до температуры Кюри при охлаждении.

А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магни-
тов в систему с предварительным намагничиванием каждого магни-
та, отличающийся тем, что с целью исключения потери
намагниченности при сборке, перед операцией намагничивания
каждый постоянный магнит нагревают до температуры, при которой
кривые возврата совпадают с кривой размагничивания.

8.1.6. Ферримагнетизм - (или антиферромагнетизм неском-
пенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферро-
магнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри
тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося
создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных
моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противо-
положно направленные магнитные моменты в силу каких-либо при-
чин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромаг-
нетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но
температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда су-
ществует точка компенсации суммарного магнитного момента при
температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам фер-
ромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.

8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение
систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или фе-
римагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых
размерах переходят в однодоменное состояние с однородной са-
мопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Сово-
купность таких веществ ведет себя по отношению к воздействию
внешнего магнитного поля и температуры подобно парамагнитному
газу (сплавы меди с кобальтом, тонкие порошки никеля и т.д.)

Очень малые частицы антиферрмагнетиков также обладают
особыми свойствами, похожими на суперпарамагнетизм, посколько
в них происходит нарушение полной компенсации магнитных момен-
тов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные
пленки.

Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследо-
ваниях, в методах неразрушающего определения размеров, форм,
количества и состава магнитной фазы и т.п.

8.1.8. Пьезомагнетики - вещества, у которых при наложении
упругих напряжений возникает спонтанный магнитный эффект, про-
порциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект
весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.

8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помеще-
нии их в электрическое поле возникает магнитный момент, про-
порциональный значению поля.

8.2. Магнитокалорический эффект - изменение температуры
магнетика при его намагничивании. Для парамагнетика увеличение
поля приводит к увеличению температуры. что используется для
получения сверхнизких температур методом адиабатического раз-
магничивания парамагнитных солей.

8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его
намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или ли-
нейной).Величина эффекта для обьемной магнитострикции -3.10 в
минус пятой степени, а для линейной - 10 в минус четвертой
степени.

А.с. 517 927: Устройство для юстировки блока магнитных
головок, содержащее рычаг с закрепленными на его конце указан-
ными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциа-
лов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся
тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении,
перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носите-
ля, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага,
фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом ры-
чаг выполнен в виде магнитострикционного стержня и помещен
своей средней частью в полости соленоида.

Этот эффект сильно зависит от соотношения в сплаве и от
температуры.

Необычное применение эффекта для нагрева:

А.с. 550 771: Установка для индукционного нагрева текучих
сред содержащая массивный сердечник с продольными каналами для
прохождения среды и обхватывающее его коаксиально установлен-
ныеизоляционную трубку и индуктор, подключенный к источнику
переменного тока, отличающаяся тем, что с целью интенсификации
нагрева путем информации кристаллической решетки материала
сердечника,а индуктор дополнительно подключен к источнику пос-
тоянного тока.

8.3.1. Т е р м о с т р и к ц и я - магнитострикционная
деформация ферро и антиферромагнитных тел при нагревании их в
отсутствии магнитного тела. Эта деформация сопутствует измене-
нию самопроизвольнойнамагниченности с нагревом. Она особенно
велика в близи точек Кюри и Нееля, т.к. здесь особенно сильно
изменяется намагниченность.

Наложение термострикции на обычное тепловое расширение
приводит к аномалии в ходе теплового расширения. В некоторых
феромагнитах и антиферромагнитах эти аномалии очень велики.

8.4. Магнитоэлектрический эффект - явление намагничивания
ряда веществ в антиферромагнитном состоянии электрическим по-
лем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие
N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией распо-
ложения магнитных моментов в кристаллической решетке вещества.

Этот эффект позволяет получать сведения о магнитной
структуре веществ без сложных нейтронографических последствий
и применяется в волноводных устройствах СВЧ.

8.5. В основе гиромагнитных или магнитомеханических явле-
ний лежит вращение электрона вокруг ядра. Суть этих явлений
заключается в том, что намагничение магнетика приводят к его
вращению (Эффект Энштейна и де Хаасе), и наоборот вращение
магнетика вызывает его намагничивание.

Патент США 3 322 364: Способ компенсации влияния гиромаг-
нитного эффекта при угловом перемещении магнитометров резуль-
тирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его
осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного
эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отс-
читывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результа-
те углового перемещения относительно данного направления, со-
вершаемого самолетом, на котором находится магнитометр.
Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропор-
циональна угловой скорости самолета относительно данного нап-
равления. В отсчеты магнитометра вводится пропорциональная
этому сигналу коррекция, которая учитывает также угол между
указанным выше направлением силовых линий измеряемого поля.

8.6. Магнитоэустические эфекты - (магнитоупругие взаимо-
действия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимо-
действия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями
решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магни-
тострикционные эффекты.

А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из воло-
кон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут,
отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуа-
тационных характеристик волокна выполнены из ферромагнитного
материала и намагничены на требуемом участке звукопровода по
всему его сечению в одном направлении.

А.с. 482 634: Способ измерения частоты механических коле-
баний обьекта основанный на совпадении составляющей вибрации с
частотой собственных колебаний одного из несколько упругих
элементов, жестко связанный с обьектом, отличающийся тем, что
с целью повышения точности измерения, жесткость упругого эле-
мента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей
силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и
по величине тока в момент резонанса определяют частоту механи-
ческих колебаний обьекта.

8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный ре-
зонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с
избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромаг-
нитного поля при частотах совпадающих с собственными частотами
процессии магнитных моментов электронной системы во внутреннем
эффективном магнитном поле. (Поглощение на несколько порядков
больше, чем в ВПР).

А.с. 284 161: Способ измерения многновенного значения то-
ка путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что
с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферри-
товый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса по-
мещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возв-
ращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и
по величине постоянного тока судят о мгновенном значении изме-
ряемого параметра.

8.8. Вблизи точек Кюри и Нееля у магнетиков наблюдается
сильные аномалии в изменении различных свойств при изменении
температуры. Для ферромагнитиков это - эффекты Гопкинса (воз-
растание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркга-
узена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи
температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений
или внешнего магнитного поля.

А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференци-
альной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах,
основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей
ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повыше-
ния точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напря-
женность магнитного поля до величины, при которой чило скачков
Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет рав-
ным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают
напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют
приращение индукции, по величине которой определяют максималь-
ную дифференциальную магнитную проницаемость.

Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная
аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять темпе-
ратуру Кюри и отсутствии магнитного поля.

Близкие эффекты наблюдаются и в антиферомагнитиках.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений. М., изд-во МГУ 1976.
К 8.1. "Наука и жизнь", N'4 стр.44
Физический энцеклопедический словарь, т.5, стр.83,
305-309.
А.с.515021, 239633, 449292, 426183, 504103,466574,
Патент США 3797224.
К 8.3. А.с.541530, 541561.

9.КОНТАКТНЫЕ,ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

9.1.При контакте двух разных металлов один из них заряжа-
ется положительно, другой - отрицательно и между ними возника-
ет разность потенциалов, называемая к о н т а к т н о й. Она
не очень мала - от десятых долей вольта до нескольких вольт и
зависит только от химического состава и температуры контакти-
рующих тел "(Закон Вольта)"

А.С.N 508550: Способ контроля качества спекания агломера-
ционной шихты путем изменения электрических характеристик спе-
каемого материала,отличающийся тем,что с целью повышения
быстродействия непрерывности контроля качества ,исключения
влияния влажности исходной шихты, измеряют абсолютное значение
электрического напряжения (ЭДС) между корпусом спекаемого аг-
регата и спеченным материалом и сравнивают эту величину с аб-
солютной величиной электрического напряжения (ЭДС),полученной
при спекании материала с эталонными характеристиками.

А.С.N 255620 Способ определения усталостной прочности ме-
талла заключающийся в том,что образец из иследуемого металла
нагружает его до разрушения и по числу циклов нагружения до
разрушения судят об усталостной прочности металла,отличающ с
целью определения накопления усталостных повреждений в металле
также в процессе его нагружения ;измеряют величину работы вы-
хода электрона с его поверхности например, методом контактной
разности потенциалов, по которой судят о накоплении усталост-
ных повреждений в металле.

Контактная разность потенциалов возникает не только между
двумя металлами, но и между двумя полупроводниками полупровод-
ником и металлом,двумя диэлектриками и т.д., причем соприкаса-
ющие тела могут не только твердыми , но и жидкими.

9.1.1 В основе т р и б о э л е к т р и ч е с т в а
(электризации тел при трении) также лежат контактные яв-
ления.Причем знаки зарядов , возникающих при трении двух тел ,
определяются их составом,плотностью,диэлектрической проницае-
мостью,состоянием поверхности и т.д. Трибоэлектричество возни-
кает при просеивании порошков, разбрызгивании жидкостей,трении
газов о поверхности тел и в других подобных случаях.

А.С.N 224151 Способ испытания органических жидкостей на
электролизацию например нефтепродуктов, путем создания в них
трением электростатического потенциала,отличающийся тем,что с
целью одновременного определения скорости образования и ско-
рости утечки возникающих зарядов,образование зарядов происхо-
дит путем вращения твердого тела,помещенного в иследуемую жид-
кость.
Другой интересный пример - электростатический коатулятор.
Он педназначен для очистки воздуха в штреках. Вентилятор гонит
по трубе запыленный воздух . Труба разделяется на два рукова -
один из фторопласта, другой- из оргстекла. Пылинки антрацита
трущиеся о стенки , заряжаются поразному: на фторопласте поло-
жительно,на оргстекле отрицательно.Потом рукова сходятся в об-
щую камеру,где размноженные частицы антрацита притягива, сли-
ваются и па.

9.1.2. При контакте металла с проводником наблюдается
в е н т и л ь н ы й эффект. Контктный слой на границе
металла и полупроводника обладает односторонней проводимостью,
что используется,например, для выпрямления переменного тока в
точечных диодах. При кополу проводников разных типов проводи-
мости образуется р-п п е р е х о д, также обладающий вентиль-
ными свойствами. Это явление используется во многих типах по-
лупроводниковых приборов.

9.2. В металлах полупроводниках процессы переноса зарядов
(электрический ток) и энергии взаимосвязаны,так как осущест-
вляются посредством перемещения подвижных носителей тока -
электронов проводимости и дырок. Эта взаимосвязь обуславливает
ряд явлений (Зеебека,Пельтье, и Томсона),которые называют т е
р м о э л е к т р и ч е с к и м и явлениями.
9.2.1. Эффект Зеебека состоит в том,что в замкнутой
электрической цепи из разнородных металлов возникает т е р м о
э.д.с. если места контактов поддерживаются при разных темпера-
турах. Эта ЭДС зависит только от температуры и от природы ма-
териалов, составляющих термоэлемент. Термо э.д.с. для пар ме-
таллов может достигать 50 мкВ/градус; в случае
полупроводниковых материалов величина термо э д с выше (10 во
2-ой + 10 в 3-ей мкВ/градус).

А.С. N 263969: Электротермический способ дефектоскопии
заключающийся в том,что контролируемую зону нагревают пропус-
кая через нее в течение определенного времени постоянный по
величине электрический ток,измеряютпри помощи термопары-датчи-
ка температуры ее нагрева и судят о наличии дефекта по откло-
нению этой температуры от температуры нагрева бездефектной зо-
ны сварного соединения, отличающийся тем , что с целью
контроля зоны сварного соединения двух разных металлов, напри-
мер, контактных узлов радиодеталей, в качестве термопары-дат-
чика используют термопару, образованную соединенными металла-
ми.

Для проверки качества сварного шва снимают распределение
термоэлектрического потенциала поперек шва . Пики и впадинылс
ш0,0щ на кривых распределения говорят о неоднородности шва, а
их величина - о степени неоднородности. Быстро и наглядно.

Если в разрыв одной из ветвей термоэлемента включить пос-
ледовательно любое число проводников любого состава,все спаи
(контакты) которых поддерживаются при одной и тойже температу-
ре, то термо э.д.с. в такой системе будет равна термоэдс ис-
ходного элемента.

А.С. N 531042: Термопара, содержащая защитный чехол,тер-
моэлектроды с электрической изоляцией, рабочие концы которых
снабжены снабжены токопроводящей перемычкой ,образующей изме-
рительный спай,отличающийсятем,что с целью увеличения срока
службы термопары в условиях повышенной вибрации и больших ско-
ростей нагрева, измерительный спай термопары выполнен в виде
слоя порошкообразного металла ,расположенного на дне защитного
чехла.

При измерении физического состояния веществ , участвующих
в контакте изменяется и величина термо э.д.с.

А.С.N 423024:Способ распознавания систем с ограниченной и
неограниченной взаимной растворимостью компонентов по темпера-
турной зависимости термо э.д.с.,отличающейся тем,что с целью
повышения надежности распознавания измеряют термо э.д.с. кон-
такта двух исследуемых образцов

Между металлом , сжатым всесторонем давлением, и темже
металлом, находящемся при нрмальном давлении тоже возникает
термо э.д.с.
Например , для железа при температуре 100 градусов С и
давлении 12 кбар,термоэдс равна 12,8 мкВ .При насыщении метал-
ла или сплава в магнитном поле относитель тогоже вещества без
магнитного поля возникает термоэдс порядка 09мкВ/градус

9.2.2 Эффект П е л ь т ь е обратен эффекту Зеебека.
При прохожд тока через спай различных металлов кроме джо-
удева тепла доплнительно выделяется или поглощается, в зависи-
мости от направления тока,некоторое колличество тепловых (спай
сурьма-висьмут при 20градусах С -10,7мкал/Кулон).При этом кол-
личество теплоты пропорционально первой степени тока.

Патент США N 3757151: Для увеличения отношение сигнал шум
ФЭУ предлогается способ охлаждения фотокатодов термоэлектри-
ческими элементами,расположенными внутри вакуумной оболочки
ФЭУ.

Заявка ФРГ N 1297902: Холодильник устройства для отбора
газа, в котором отвод конденсата составляет одно целое с холо-
дильником. На внутренней стороне полого конуса закреплены хо-
лодные спаи элементов Пельтье и от него ответвляется трубопро-
вод для отбора измерительнонго газа. Холодильник,отличается
тем,что в качестве генератора тока,потребляемыми элементами
Пельтье,предусмотрена батарея термоэлементов,горячие спаи ко-
торых находятся в канале дымовых газов,а холодные спаи - во
внешнем пространстве.

9.2.3. Явлением Томсона называют выделение или поглощение
теплоты,избыточнойнад джоулевой,при прохождении тока по нерав-
номерно нагретому однородному проводнику или полупроводнику.

9.3. При контакте тел с вакуумом или газами наблюдается
электронная эмиссия - выпускание электронов телами под влияни-
ем внешних воздействий: нагревания (теплоэлектронная эмиссия)
потока фотонов (фотоэмиссия),потока электронов (вторичная
эмиссия),потока ионов,сильного электрического поля (автоэлект-
ронная или холодная эмиссия),механических или других "портящих
структуру" воздействий (акзоэлектронная эмиссия)

Во всех видах эмиссий , кроме автоэлектронной, роль внеш-
них воздействий сводится к увеличению энергетии части электро-
нов или отдельных электронов тела до значения,позволяющего им
преодолеть потенциальный порог на границе тела с последующим
выходом и вакуум или другую среду.

А.С.N 226040:Способ контроля глубины нарушенного поверх-
ностного слоя полупроводниковых пластин, отличающихся тем,что
с целью обеспечения возможности автоматизации и упрощения по-
цесса контроля,пластину нагревают до температуры ,соответству-
ющей максимуму э к з о э л е к т р о н н о й э м и с с и ,
которую контролируют одним из известных способов , а по поло-
жению пика эмиссии определяют глубину нарушенного слоя.

А.С.N 513460: Э л е к т р о н н а я т у р б и н а,
содержащая помещенные в вкуумный баллон катод и анод и
размещенный между ними ротор с лопастями, отличающийся тем,
что с целью увеличения крутящегося моментана валу турбины ее
ротор вполнен ввиде набора соосных цилиндров с лпастями, между
цилиндрами роторов установлены неподвижные направляющие лопат-
ки имеют покрытие, обеспечивающее вторичную электронную эмис-
сию, например, сурьмяно-цезиевое.

9.3.1. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электри-
ческое поле превращают потенциалный порог на границе тела в
барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно вы-
соты первоначального порога,вследствии чего становиться воз-
можным квантовомеханическое тунелирование электронов сквозь
барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии элект-
рическим полем.

А.С. N 488268: Способ измерения обьемной концентрации уг-
леводородов в вакуумных системах путем термического разложения
углеводородов на нагретом острийном автокатоде и регистрации
времени накопления пиролетического углерода до одной из эта-
лонных концентраций,отличающихся тем,что с целью повышения
точности измерения время накопления углерода регистрируют по
изменению значения автоэлектронного тока.

9.3.2. Наличие на поверхности металла тонких диэлектри-
ческих пленок в сильныь полях не мешает походу электронов че-
рез потенциальный барьер.Это явление называется э фф е к т о м
М о л ь т е р а .

А.С. N.119712: Электронно-лучевая запоминающая трубка с
экранными сетками, отличающаяся тем,что с целью хранения запи-
си неограничено долгое время одна из экранных сеток,служащая
потенциалоносителем, изготовлена из металлов , излучающих вто-
рично-электронную эмиссию,покрытых пленкой диаэлектрика и об-
ладающих эффектом.

9.3.3. Туннелирование электронов по потенциальным барь-
ерам широко используется в специальных полупроводниковых
приборах туннельных диодах. На высоту тунельного барьера можно
влиять не только электрическим полем, но и другими воздействи-
ями

Патент Франции N 2189746: Устройство пзволяющее обнаружи-
вать магнитные домены с внутренним диаметром не более 1 мк,
основано на определении изменения уровня Ферми иследуемого
электрода по изменению высоты туннельного барьера и по его
воздействию на величину сопротивления,туннельного пере. Уст-
ройство применимо в магнитных долговременных и оперативных за-
поминающих устройствах.

А.С.N 286274: Устройство для измерения контактного давле-
ния ленты на магнитную головку,содержащее упругие элементы и
датчики, отличающиеся тем,что с целью осуществления одновре-
менно интегрального и дискретного измерения указанного давле-
ния , устройство измерения выполнено в виде полуцилиндра, сос-
тоящего из упругих элементов, образующих на корпусе магнитной
головки, при этом другой край полуцилиндра выполнен свободным
, а под каждой полосой гребенки установлен датчик,например, с
туннельным эффектом.

Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М.,"НАУКА",1970
К.9.1 "Юный техник",N.3 стр.17,1976, А.С.484896,461343
К 9.2. А.С.464183 патент ФРГ 1295100
К 9.3. Таблица физических величин. М.,"Атомиздат",
1976,стр.444
10. ГАЛЬВАНО И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

10.1. Гальваномагнитные явления - это совокупность явле-
ний, возникающих под действием магнитного поля в проводимых
проводимых, по которым протекает электрический ток. При этом:

10.1.1. В направлении перпендикулярном направлениям маг-
нитного поля и направлению тока, возникает электрическое поле
(эффект Эолла).

Коэффицент Холла может быть положительным и отрицательным
и даже менять знак с изменением температуры. Для большинства
металлов наблюдается почти полная независимость коэффициента
Холла от температуры. Резко аномальным эффектом Холла обладает
висмут, мышьяк и сурьма. В ферромагнетиках наблюдается особый,
ферромагнитный эффект Холла. Коэффициент Холла достигает мак-
симума в точкке Кюри, а затем снижается.

А.с. 272 426: Способ измерения магнитной индукции в об-
разце из магнитотвердого материала путем помещения испытуемого
образца во внешнее магнитное поле, отличающийся тем, что с
целью повышения точности и сокращении времени измерения через
поперечное сечение образца пропускают электрический ток и из-
меряют Э.Д.С. Холла на его основных гранях, по которой судят
об искомой величине.

А.с. 2 836 399: Устройство для измерения среднего индика-
торного давления в цилиндрах поршневых машин, содержащее дат-
чик, преобразующий давление и электрический сигнал, датчик по-
ложения поршня, усилитель, электронный вычислительный блок и
указатель, отличающийся тем, что сцелью упрощения конструкции,
в качестве датчика положения поршня и множительного элемента
вычислительного блока, использован датчик Холла, магнитная
система которого жестко связана с коленчатым валом двигателя,
а активный элемент соединен через усилитель с выходом датчика
давления, при этом выход датчика Холла через интегратор подк-
люченк указателю.

10.1.2. В направлении перпендикулярном к направлению маг-
нитногополя и направлению тока возникает температурный гради-
ент (разность температур) эффект Эттингсгаузена.

А.с. 182 778: Низкотемпературное устройство на основе
эффектов Пельтье и Эттингкгаузена, отличающийся тем, что с
целью одновременного использования термоэлектрической батареи
как генератора холода и как источника магнитного поля для ох-
ладителя Эттингсгаузена, термобатарея выполнена ввиде цилинд-
рического соленоида.

10.1.3. Изменяется сопротивление проводника, что эквива-
лентно возникновению добавочной разности потенциалов вдоль
направления электрического тока. Для обычных металлов это из-
менение мало - порядка 0,1% в поле 20 кв, однако для висмута и
полупроводников величина изменения может достигать 200% (в по-
лях 80 кв.).

А.с. 163 508: Универсальный гальваномагнитный датчик, со-
держащий плоские токовые и холловские электроды точечность
контакта которых обеспечивает перемычки в теле датчика, отли-
чающийся тем, что с целью уменьшения эффекта закорачивания
холловского напряжения токовыми электродами использования од-
ного и того же единого гальваномагнитного датчика как датчика
э.д.с. Холла или как датчика магнитосопротивления, или как ги-
ратора, токовые электроды расположены вдоль эквипотенциальных
линий поля Холла или под острым углом к ним, например по реб-
рам плоского датчика, а для перехода из одного используемого
эффекта к другому применено коммутирующее устройство и регули-
руемый источник питания.

10.1.4. Термомагнитные явления - совокупность явлений,
возникающих под действием магнитного поля в проводниках, внут-
ри которых имеется тепловой поток.
при поперечном замагничивании проводника возникает следу-
ющие термомагнитные явления:

10.2.1. В направлении перпендикулярном градиенту темпера-
тур и направлению магнитного поля возникает градиент
температур (эффект Риге-Ледюка).
10.2.3. При продольном намагничивании образца изменяется
сопротивление, термо - э.д.с., теплопроводность (появляется
тепловой поток).
А.с. 187 859: Устройство для измерения э.д.с. поперечного
эффекта Кернота-Эттингсгаузена в полупроводниковых материалах,
содержащее нагреватель, холодильник и термопары-зонды, отлича-
ющиеся тем, что с целью исключения неизотермической части э.д.
с. Нернота-Эттингсгаузена, уменьшения тепловых потерь и исклю-
чения цикуляционных токов на контакте полупроводникизмеритель-
ные зонды, термопары-зонды подведены к поверхности исследуемо-
го образца через массивные металлические блоки холодильника
инагревателя, находяшиеся в хорошем тепловом контакте с образ-
цом, электрически изолированные от последнего.
В этом авторском свидетельстве физический эффект не при-
менен для решения задач. Оно просто демонстрирует, что исполь-
зование эффектов требует как их знания, так и решения сложных
электрических задач.
10.2.4. Электронный фототермомагнитный эффект - появление
э.д.с. в однородном проводнике (полупроводнике или металле),
помещенном в магнитном поле, обусловленное поглощением элект-
ромагнитного получения свободными носителями заряда. Магнитное
поле должно быть перпендикулярно потоку излучения. Этот эффект
применяется в высокочувствительных 10 в минус тринадцатой сте-
пени вт, сек1/2 приемниках длинноволнового инфракрасного излу-
чения. Постоянная времени эффекта - 10 в минус седьмой степени
сек.

Л И Т Е Р А Т У Р А

к 10.1 "Радио", N'9, 1964, стр.53, А.с.249473, 255996;
к 10.2 А.с.476463.
11.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ.

11.1 В обычных услх любой газ,буть то воздух или пары се-
ребра, является изолятором. Для того,чтобы под действием
электрического полявозник ток, требуется каким-то способом ио-
низовать молекулы газа. Внешние проявления и характеристики
разрядов в газе чрезвычайно разнообразны,что объясняется широ-
ким диапазоном параметров и элементарных процессов,определяю-
щих прохождения тока через газ.Кпервым относятся состав и дав-
ление газа, геометрическая конфигурация разрядного
пространства, частота внешнего электрического поля,сила тока и
т.п.,ко вторым - ионизация и возбуждение атомов и молекул га-
за,рекомендация удары второго рода,упругое рассеяние носителей
заряда,различные виды эмиссии электронов. Такое многообразие
управляемых факторов создает предпосылки для весьма широкого
пименения газовых разрядов.

11.1.1.П о т е н ц и а л о м и о н и з а ц и и называет-
ся энергия, необходимая для отрыва электрона от атома или ио-
на. Для нейтронных невозбужденных атомов величина этой энергии
изменяется от 4 ( ) до 24 (Не) электрон-вольт. В случае моле-
кул и радикалов энергия разрывов связей лежит в пределах 0,06+
11,1 э.в.( )

11.1.2. Ф о т о и о н и з а ц и я а т о м о в. Атомы мо-
гут понизироваться при поглащении квантов света, энергия кото-
рых равна потенциалу ионизации атома или превосходит ее.

11.1.3. П о в е р х н о с т н а я и о н и з а ц и я . Ад-
сорбированный атом может покинуть нагретую поверхность как в
атомном так и в ионизованном состоянии. Для ионизации необхо-
димо, чтобы работа выхода поверхности была больше энергии ио-
низации уровня валентного электрона адсорбированного атома
(щелочные металлы на вольфраме и платине)

11.1.4.Процессы ионизации используются не только для воз-
буждения различных видов газовых разрядов,но и для интенсифи-
кации различных химических реакций и для управления потоками
газов с помощью электрических магнитных полей (см.6.1.1 и 6.7.
2.).

А.С.N 187894. Способ электродуговой сварки с непрерывной
и импульсной моделей энергии,отличающийся тем,что с целью по-
вышения точности выполнения сварного шва и облегчения зажига-
ния дуги,ионизирующиедуговой промежуток.

А.С. N 444818: Способ нагрева стали в окислительной ат-
мосфере, отличающийся тем,что с целью снижения
обезуглеродивания, в процессе нагрева осуществляют ионизиро-
ванные атмосферы.

А.С. 282684: Способ измерения малых потоков газа, выпус-
каемых в вакуумный объем,отличающийся тем,что с целью повыше-
ния точности измерения,газ перед запуском ионизируют и
формируют в однородный полный пучек, а затем вводят ионный пу-
чок в вакуумный объем,где его нейтрализуют на металлической
мишени, и по току ионного пучка судят о величине газового по-
тока.

11.2. Обычно газовй разряд поисходит между проводящими
электродами создающими граничную конфигурацию электрического
поля и играющими значительную роль в качестве источников и
стоков заряженных частиц. Однако наличие электродов необяза-
тельно (высокочастотный тороидальный заряд).

11.3. При достаточно больших давлениях и длинах разрядно-
го промежутка основную роль в возникновении и протекании раз-
ряда играет газовая среда. Поддержание разрядного тока
определяется поддерживанием равновесной ионизации газа, проис-
ходящий при малых токах за счет гауноендовских процессов кас-
кадной ионизации, а при больших токах за счет термической ио-
низации.

При уменьшении давления газа и длины разрядного
промежутка все большую роль играют процессы на электродах; при
P 0,02+0,4 мм.рт.ст/см процессы на электродах становятся опре-
деляющими.

11.4. При малых разрядных токах между холодными электро-
дами и достаточно однородном поле основным типом разряда явля-
ется тлеющий разряд, характеризующийся значительным (50 - 400
В) катодным падением потенциала. Катод в этом типе разряда ис-
пускает электроны под действием заряженных частиц и световых
квантов, а тепловые явления не играют роли в поддерживани раз-
ряда.

Патент США 3 533 434: В устройстве, предназначенном для
считывания информации с перфорированного носителя, используют-
ся лампы тлеющего разряда, имеющие невысокую стоимость, и,
кроме того, обладающие высокой надежностью. Освещение ламп че-
рез перфорации носителя информации источником пульсирующего
света вызывает зажигание некоторых из них, продолжающиеся и
после исчезновения светового импульса. Таким образом лампы
тлеющего разряда обеспечивают хранение информации и не требуют
дополнительного запоминающего устройства.

11.5. Примесь молекулярных газов в разрядном промежутке
при короноом разряде приведет к образованию страт, т.е. распо-
ложенных поперек градиента электрического поля темных и свет-
лых полос.

11.6. Тлеющий разряд в сильно неоднородном электрическом
поле и значительном ( P 100 мм.рт.ст.) давлении называют ко-
ронным. Ток короного разряда имеет характер импульсов, вызыва-
емых электронными лавинами. Частота появления импульсов 10-100
кГц.

11.7. Дуговой разряд наблюдается при силе тока не менее
нескольких ампер. Для этого типа разряда характерно малое (до
10 В) катодное падение потенциала и высокая плотность тока.
Для дугового разряда существенна высокая электронная эмиссия
катода и термическая ионизация в плазменном столбе. Спектр ду-
ги обычно содержит линии материала катода.

А.с. 226 729: Способ выпрямления переменного тока с по-
мощью газоразрядного промежутка с полым катодом при низком
давлении газа, соответствующим области левой ветви кривой Па-
шена, отличающийся тем, что с уелью повышения выпрямленного
тока и уменьшения падения напряжения в течении проводящей час-
ти периода, при положительном потенциале на аноде систему
"анод-полый катод" переводить в режим дугового разряда.

11.8. Искровой разряд начинается с образования стример
саморапространяющихся электронных лавин, образующих проводящий
канал между электродами. Вторая стадия искрового разряда -
главный разряд - происходит вдоль канала, образованного стри-
мером, а по свим характеристикам близка к дуговому разряду,
ограниченному во времени емкостью электродов и недостаточ-
ностью питания. При давлении 1 атм., материал и состояние
электродов не оказывает влияния на пробивное напряжение в этом
виде разряда.

Расстояние между сферическими электродами, соответствую-
щее возникноаению искрового пробоя весьма часто служит для из-
мерения высокого напряжения.

А.с. 272 663: Способ определения размера макрочастиц с
подачей их на заряженную поверхность, отличающийся тем, что с
целью повышения точности измерения, определяют интенсивность
световой вспышки, сопровождающей электрический пробой между
заряженной поверхностью и приближающейся к ней частицей и по
интенсивности судят о размере частицы.

11.9. Факельный разряд - особый вид высокочастотного од-
ноэлектродного разряда. При давлениях, близких к атмосферному
или выше его, факельный разряд имеет форму пламени свечи. Этот
вид разряда может существовать при частотах 10 МГц, при доста-
точной мощности источника.

11.10. При изучении заряженного острия наблюдается инте-
ресный эффект - так называемое стекание зарядов с острия. В
действительности никакого стекания нет. Механизм этого явления
следующий: имеющиеся в воздухе в небольшом количестве свобод-
ные заряды в близи острия разгоняются и, ударяясь об атомы га-
за, ионизируют их. Создается область пространственного заряда,
откуда ионы того де знака, что и острие, выталкиваются полем,
увлекая за собой атомы газа. Поток атомов и ионов создает впе-
чатление стекания зарядов. При этом острие разряжается, и од-
новременно получает импульс, направленный против острия.

Несколько примеров на применение коронного разряда:

А.с. 485 282: Устройство для кондиционирования воздуха,
содержащее корпус с поддоном и патрубками для подвода и отвода
воздуха и размещенный в корпусе воздуховоздушный теплообменник
с каналами орошаемыми со стороны одного из потоков, отличаю-
щийся тем, что с целью повышения степени охлаждения воздуха
путем интенсификации испарения коронирующие воды, по оси оро-
шаемых каналов теплообменника установлены электроды, прикреп-
ленные к имеющему заземление корпусу с помощью изоляторов и
подключенные к отрицательному полюсу источника напряжения.

Заявка СССР 744429/25: Авторы предлагали измерять диаметр
проволоки тоньше пятидесяти микрон с помощью коронного разря-
да. Как известно, коронный разряд ввиде светящегося кольца
возникает вокруг проводника, если к проводнику приложить высо-
кое напряжение. При определении сечения проводника коронный
разряд будет иметь вполне определенные характеристики. Стоить
изменить сечение, тотчас изменяется и характеристика коронного
разряда.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Таблицы физических величин. М.,"Атомиздат", 1976, стр.427-439.

к 11.1 А.с.179599.
к 11.4 А.с.234527.

12. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.

Эффекты, связанные с относительным движением двух фаз под
действием электрического поля, а также возникновение разности
потенциалов при относительном смещении двух фаз, на границе
между которыми существует двойной электрический слой, называ-
ется электрокинетическими явлениями.

12.1. Электроосмос (электроэндоосмос) - движение жидкос-
тей или газов через капилляры, твердые пористые диафрагмы и
мембраны, а также через слои очень мелких частиц под действием
внешнего электрического поля (см.3.6.1.).

Электроосмос применяется при очистке коллоидных растворов
от примесей, для очистки глицерина, сахарных сиропов, желати-
на, воды, при дублении кож, а также при окраске некоторых ма-
териалов.

12.2. Эффект обратный электроосмосу - возникновение раз-
ности потенциалов между концами капилляра, а также между
противоположными поверхностными диафрагмами мембраны для дру-
гой пористой среды при прода влении через них жидкости (потен-
циал течения).

12.3. Электрофорез (катофорез) - движение под действием
внешнего электрического поля твердых частиц, пузырьков газа,
капель жидкости, а также коллоидных частиц, находящихся во
взвешенном состоянии в жидкой или газообразной среде.

Электрофорез применяют при определении взвешенных в жид-
кости мелких частиц, не поддающихся фильтрованию или сжиманию,
для обезвоживания торфа, очистки глины или каолина, обезвожи-
вания красок, осаждение каучука из латекса, разделения маслян-
ных эмульсий, осаждения дымов и туманов.

А.с. 308 986: Способ снижения пористотости керамических
изделий путем насыщения их дисперсионным материалом, отличаю-
щийся тем, что сцелью повышения электрической прочности, насы-
щения проводят за счет электрофоретического осаждения твердых
частиц на суспенции с наводной дисперсионной средой.

12.4. Эффект обратный электрофорезу - возникновение раз-
ности потенциалов и жидкости в результате движения частиц,
вызванного силами не электрического характера, например, при
оседании частиц в поле тяжести, при движении в ультразвуковом
или центробежном поле (седментационный потенциал или потенциал
оседания).

12.5. Электрокапиллярные явления - явления связанные с
зависимостью величины поверхностного натяжения на границе раз-
дела электрод-раствор от потенциала электрода (см.3.3.6.).

Л И Т Е Р А Т У Р А

Краткая химическая энциклопедия. М.,1967, т.5, стр.934-936.

13. СВЕТ И ВЕЩЕСТВО.

13.1. Свет. Видимое. УФ и ИК-излучение. Свет это совокуп-
ность электромагнитных волн различной длины. Диапазон длин
волн видимого света - от 0,4 до 0,75 мкм. К нему примыкают об-
ласти невидимого света - ультрафиолетовая (от 0,4 до 0,1 мкм)
и инфракрасная (от 0,75 до 750 мкм).

Видимый свет доносит до нас большую часть информации из
внешнего мира. Помимо зрительного восприятия, свет можно обна-
ружить по его тепловому эффекту, по его электрическому дейс-
твию или по вызываемой им химической реакции. Восприятие света
сетчаткой глаза является одним из примеров его фотохимического
действия. В зрительном восприяти определенной длине волны све-
та сопутствует определенный цвет. Так излучение с длиной волны
0,48-0,5 мкм будет голубым; 0,56-0,59 - желтым; 0,62-0,75 -
красным. Естественный белый свет, есть совокупность волн раз-
личной длины, распространяющихся одновременно. Его можно раз-
ложить на составляющие и выцедить их с помощью спектральных
приборов (призм, дифракционных решеток, светофильтров).

Как и всякая волна, свет несет с собой энергию, которая
зависит от длины волны (или частоты) излучения.

Ультрафиолетовое излучение, как более коротковолновое,
характеризуется большей энергией и более сильным взаимодейс-
твием с веществом, чем обьясняется широкое его использование в
изобретательской практике. Например, излучение ультрафиолетом
может инициировать или усиливать многие химические реакции.

А.с. 489 602: Способ соединения металлов путем заполнения
зазора между соединяемыми деталями металлом, полученным разло-
жением его химического соединения, отличающийся тем, что с
целью устранения термического воздействия на соединяемые дета-
ли, разложение химических соединений осуществляет облучением
ультрафиолетовым светом.

Существенно влияние ультрафиолета на биологические обьек-
ты, например, его бактерецидное действие.


Следует помнить, что ультрафиолетовое излучение очень
сильно поглощается большинством веществ, что не позволяет при-
менить при работе с ним обычную стеклянную оптику. До 0,18 мкм
исползуют кварц, фтористый литий, до 0,12 мкм - флюорит; для
еще более коротких волн приходится применять отражательную оп-
тику.

Еще более широко в технике используют длинноволновую
часть спектра - инфракрасное излучение. Отметить здесь приборы
ночного видения, ИК-спектроскопию, тепловую обработку материа-
лов, лазерную технику, измерение на расстоянии температуры
предметов.

А.с. 269 400: Способ противопожарного контроля волокнис-
того материала, например, хлопка-сырца, подаваемого по трубоп-
роводу к месту его хранения, отличающийся тем, что с целью по-
вышения надежности хранения, контроль осуществляется
посредством расположенных по периметру трубопровода датчиков,
реагирующих на инфракрасное излучение.

А.с. 271 550: Способ ремонта асфальтобетонных дорожных
покрытий на основе применения инфракрасного излучения, отлича-
ющийся тем, что с целью обеспечения ремонта в зимнее время
вначале создают тепловую защиту непосредственно в месте произ-
вдства работ путем создания зон положительных температур пос-
редством источников инфракрасного ихлучения, затем разогревают
применяемые в качестве исходного материала асфальтобетонные
брикеты одновременно с ремонтируемым участком дорожного покры-
тия до пластического состояния при помощи инфракрасных лучей.

Интересное свойство ИК-лучей обнаружил недавно польские
ученые: прямое облучение стальных изделий светом инфракрасных
ламп сдерживает процессы коррозии не только в условиях обычно-
го хранения, но и при повышении влажности и содержания сернис-
тых газов.

Сильным изобретательским приемом является переход от од-
ного диапазона излучения к другому.

А.с. 232 391: Способ определения экспозиции засветки
фоторезисторов на основе диасоединений и азидов в процессе фо-
толитографии, отличающийся тем, что с целью улучшения воспро-
изводимости и увеличения выхода годных приборов, полупроводни-
ковый эпитаксиальный материал с нанесеным на него фоторезистом
облучают ультрафиолетовым или видимым светом, причем экспози-
цию определяют по времени исчезновения полосы поглощения плен-
ки фоторезиста в области 2000-2500 см. в минус первой степени
. Здесь облучают коротковолновым светом, а изменение свойств
регистрируют по поглощению в инфракрасной области - 2000 см. в
минус первой степени соответствуют длине волны 3,07 мкм.

13.1.1. Световое излучение может передавать свою энергию
телу не только нагревая его или возбуждая его атомы, но и вви-
де механического давления. Световое давление проявляется в
том, что на освещаемую поверхность тела в направлении расп-
ространения света действует распределенная сила, пропорцио-
нальная плотности световой энергии и зависящая от оптических
свойств поверхности. Световое давление на полностью отражающую
зеркальную поверхность вдвое больше, чем на полностью поглоща-
ющую при прочих равных условиях.

Обьяснить это явление можно как с волновой, так и с кор-
пускулярной точек зрения на природу света. В первом случае это
результат взаимодействия электрического тока, наведенного в
теле электрическим полем световой волны, с ее магнитным полем
по закону Ампера. Во втором - результат передачи импульса фо-
тонов поглощающей или отражающей стенке.

Величина светового давления мала. Так, яркий солнечный
свет давит на 1 кв.м. черной поверхности с силой всего лишь 0,
4 мГ. Однако простота управления световым потоком, "оксеон-
тактность" воздействия и "избирательность" светового давления
в отношении тел с различными поглощающими и отражающими свойс-
твами позволяют с успехом использовать это явление в изобрета-
тельстве (например, фотонная ракета).

Согласно патенту США 3 590 932: световое давление исполь-
зуется в микроскопах для уравновешивания малых изменений массы
или силы. Измерительное фотоэлектрическое устройство определя-
ет, какая величина светового потока, а следовательно исветово-
го давления, потребовалась для компенсации изменения массы об-
разца и восстановления равновесия системы.

А.с. 174 432: Способ перекачки газов или паров из сосуда
в сосуд путем создания перепада давления на разделяющей оба
сосуда перегородке, имеющей отверстие, отличающийся тем, что с
целью повышения эффективности откачки, на отверстие в перего-
родке фокусируют световой пучек, излучаемый, напрмер, лазером.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что с целью осущест-
вления избирательной отакачки газов или паров и, в частности,
с целью разделения изотопных смесей газов или паров, ширину
спектра излучения избирают меньше частотного разноса центров
линий поглощения соседних с них компонентов, при этом частоту
излучателя настраивают на центр линии поглощения откачиваимого
компонента.

13.2. Отражение и преломление света.

При падении параллельного пучка света на гладкую поверх-
ность раздела двух прозрачных изотропных сред часть света от-
ражается обратно, а другая часть проходит во вторую среду, при
этом направление пучка света меняется; происходит преломление
света.

Угол отражения равен углу падения, а угол преломления
связан с углом падения соотношением: где п1 и п2 - показатели
преломления сред, и - углы падения и преломления.

Показатели преломления обычных газов (при нормальных ус-
ловиях) близки к 1, для стекл эта величина порядка от 1,4 до
1,7.

Эффекты отражения и преломления лежат в основе работы
всех оптических систем, которые позволяют передавать световую
энергию и изображения, фокусировать свет в мощные пучки, раз-
лагать его в спектр (см. Дисперсия).

США патент 3 562 530: Способ получения и нагревания не-
загрязненных пламоидов заключается в том, что мишень распола-
гается в первой сопряженной фональной точке закрытой камеры,
которая представляет собой зеркально отражающую систему, во
второй фональной точке, сопряженой спервой, генерируют корот-
кий импульс электромагнитной энергии. Эта энергия фокусируется
на мишень, которая нагревается до очень высокой температуры.

Отраженный свет может нести значительную информацию о
форме предмета (а также о структуре его поверхности) как в
случае зеркального, так и диффузного отражения.

А.с. 521 086: Способ определения пайки выводов радиодета-
ле, напрмер, резисторов, при котором производят погружение вы-
вода в каплю расплавленного припоя и регистрируют интервал
времени между соприкосновением вывода с каплей и замыканием
капли над ним, отличающийся тем, что с целью повышения точнос-
ти измерения времени пайки, на поверхность капли припоя нап-
равляют луч света в форме узкой полосы и фиксируют интервал
времени между началом отклонения отраженного от поверхности
капли луча до его возвращения в исходное положение, используя
фотоэлемент, соединенный со счетчиком времени.

А.с. : Способ определения частоты обработки поверхности,
заключающийся в том, что напрвляют световой поток на контроли-
руемую поверхность и регистрируют световой поток, отраженный
от нее, отличающийся тем, что с целью повышения точности изме-
рения, поворачивают контролируемую поверхность вокруг оси,
перпендикулярной плоскости падения светового потока, регистри-
руют угол наклона, при котором отраженный от него световой по-
ток будет составлять заданую часть, например, половину от мак-
симального, и по алгебраической разности определяют чистоту
обработки поверхности.

Процессы отражения и преломления связаны с внутренней
структурой вещества; измерение показателя преломления - один
из важнейших методов структурных исследований (3).

А.с. 280 956: Способ исследования тепловых напряжений на
прозрачных моделях путем просвечивания образца монохроматичес-
ким светом, отличающийся тем ,что с целью определения полного
теплового напряжения, вызываемого неоднородным нагревом, пред-
варительно определяют градиент температур в исследуемом образ-
це, измеряют соответствующий ему угол отклонения светового лу-
ча в данной точке, и по полученным данным судят о величине
теплового напряжения.

А.с. 541 484: Способ регулировки температуры размягчения
донного продукта отпарного аппарата в зависимости от изменения
режимного параметра в зоне питания аппарата, отличающийся тем,
что с целью повышения качества регулировки, режимный параметр
корректируют в зависимости от коэффициента преломления дистил-
лярного продукта, выводимого из аппарата.

В общем случае, лучи отраженный и преломленный - это лучи
поляризованного света (см.Поляризация). Степень поляризации
зависит от угла падения. При определенном значении этого угла
(угол Брюстера) отраженный свет полностью линейно поляризован
перпендикулярно плоскости падения. При падении же под углом
Брюстера света, уже поляризованного в плоскости падения, отра-
жения вобще не происходит, не смотря на скачок показателя пре-
ломления (см.Анизотропия и свет).

А.с. 501 377: Акустооптический дефлектор, содержащий
акустооптический эффект и пьезопреобразователь, отличающийся
тем, что с целью увеличения его разрешающей способности с од-
новременным уменьшением потерь света на отражение, входная по-
верхность акустооптического элемента выполнена по отношению к
поверхности, на которой расположен пьезопреобразователь, под
углом, равным сумме угла Брюстера и угла дефракции Брегга для
данного материала, а выходная поверхность - под углом, равным-
разности между углом Брюстера и углом дифракции Брегга.

13.2.1. При определенных условиях может наблюдаться пол-
ное внутреннее отражение света, при котором вся энергия свето-
вой волны, падающей награницу двух двух прозрачных сред со
стороны среды, оптически более плотной, полностью отражается в
эту среду. В частности это явление используется в призмах би-
ноклей и перископов, но диапазон его применения в изобрета-
тельстве гораздо шире (1).

А.с. 287 363: Устройство для измерения температуры, со-
держащее измерительный элемент, установленный в контролируемой
среде, и источник белого света с диафрагмой, отличающийся тем,
что с целью повышения точности измерения температуры и увели-
чения светосилы устройства, измерительный элемент выполнен
ввиде двух прозрачных прямоугольных призм, сложенных наклонны-
ми гранями, между которыми расположен слой прозрачного вещест-
ва с показателем преломления, зависящим от длины волны и тем-
пературы, причем источник света расположен относительно
измерительного элемента так, что ось светового потока наклоне-
на к плоскости входной грани призмы под предельным углом пол-
ного внутренненго отражения.

А.с. 288 464: Устройство для активного контроля распыле-
ния жидкости, выполненное из источника света, воздействующего
через собирательную линзу через фоторезистор, к которому подк-
лючен усилитель, отличающийся тем, что с целью увеличения на-
дежности контроля, на пути света за линзой последователены оп-
тический многогранник полного внутреннего отражения и
охватывающая его изогнутая шторка, образующая с одной из гра-
ней клинообразное входное пространство.

США патент 3 552 825: Переменный цифровой элемент состоит
из прямоугольной призмы, над гипотенузой грани которой распо-
лагаются несколько отражающих слоев. Луч света проходит через
одну из катетных граней призмы и падает на ее гипотенузную
грань под углом, который равен критическому углу или больше
его. Обычно луч света будет испытывать полное внутреннее отра-
жение в призме и выходить через другую ее катетную грань. Од-
нако, если отражающий слой, расположенный над гипотенузой гра-
ни, имеет с ней оптический контакт, полное внутреннее
отражение нарушается и луч проникает в этот отражающий слой.
На гипотенузной грани могут располагаться несколько отражающих
слоев. Явление полного внутреннего отражения, а также наруше-
ние его, используется для определения колличества отражающих
слоев, пройденных лучем света прежде, чем испытать полное
внутреннее отражение, пройти обратный путь через отражающие
слои, призму и выйти через вторую ее катетную грань. Отражаю-
щие слои изготавливаются из стекла, либо представляют собой
полости, заполненные жидкостью. Изгиб того или иного слоя и,
следовательно, нарушение оптического контакта этого слоя со
смежной поврхностью, может быть осуществлен с помощью пьезоэ-
лектрического кристалла.

На основе явления полного внутреннего отражения созданы
светводы, которые гораздо эффективнее обычных линзовых систем.
Широкие одиночные светопроводы передают излучение; применение
волоконной оптики - пучков очень тонких светопроводов - позво-
ляет передавать также изображение в том числе и по непрямым
путям,т.к. пучок тонких волокон может быть сильно изогнут без
разрушения и потери прозрачности.

А.С. N210677. Устройство для выравнивания косогорных ма-
шин или их рабочих органов, содержащее маятниковый датчик нак-
лона и электрогидравлический механизм выравнивания,отличающий-
сятем,что с целью повышения надежности,оно снабжено гибкими
световодами,измеряющими поперечное сечение под воздействием
маятника,с одной стороны которых установлен источник света, а
с другой - фотоэлементы,включенные в электрическую схему меха-
низма выравнивания.

2.Устройство по 1, отличающееся тем,что ,между источником
и гибким световодами установлены промежуточные световоды, нап-
ример, из стекловолокна.

13.3. Поглощение и рассеяние света. В предыдущем разделе
явления рассматривались как педположение что среды оптически
однородны и абсрлютно прозрачны для света В действительности
дело обстоит иначе. Процесс прохождения света через вещество -
это процесс поглощения атомами и молекулами энергии электро-
магнитной волны, которая идет на возбуждение колебания элект-
ронов и последующего переизлучения этой энергии в При этом, не
вся энергия переизлучается, часть ее переходит в другие виды
энергии например тепловую. Это приводит к поглощению света с в
зависит от длины волны света и имеет максимумы на частотах,со-
ответющих частотам собственных колебаний электронов в атомах,
самих атомов и молекул (см."Поглощение и излучение света").Ес-
тественно, поглощение зависит от толщины слоя поглощающего ве-
щества.

США, ПАТЕНТ N.3825755. Толщину полимерной пленки измеря-
ют,сравнивая потоки ИК-излучения: отражающего от поверхности
ипрошедшего сквозь пленку , ослабленного за счет поглощения в
слое полимера.

Великобритания, заявка N.1332112. Для определения влаго-
содержания предмета его облучают светом с диной волны , лежа-
щей в области поглощения воды, и измеряют сигнал ослабленного
излучения.

А.С. N 266560. Контролируют процесс сушки по ИК-поглоще-
нию паров растворителя.

Ослабление светового излучения при прохождении через сре-
ду объясняется также и рассеянием света. В случае наличия в
среде оптических неоднородностей переизлучение энергии элект-
ромагнитной волны происходит не только в направлении проходя-
щей волны(пропускание), но и в стороны. Эта часть излучения ,
наряду с дифрагированной, преломленной и отраженной на неодно-
родностях состовляющими, и образует р а с с е я н н ы й свет.
Рассеяние обладает дисперсией. В атмосфере ,например, рассеи-
ваются преимущественно голубые лучи; этим объясняется голубой
цвет неба, в то время как свет , проходящий через атмосферу,
обогащен красными составляющими - красный цвет зорь. При мо-
нохроматическом освещении даже в физически сильно неоднородной
среде рассеяние не происходит при совпадении коэффициентов
преломления компонентов среды. Выбрав компоненты с различными
температурными коэффициентами пре, можно создать оптический
термометр.

А.С. N.253408. Устройство для измерения температуры,со-
держащее измерительный элемент,устанавливаемый на иследуемый
материал, и источник белого света, отличающийся тем,что с
целью расширения интервала измеряемых температур,измерительный
элемент выполнен в виде прозрачной кюветы,заполненой
смесью,оптически неоднородных веществ,соответствующих заданно-
му интервалу температур,показатели педложения которых зависят
от длины волны и температурные коэффициенты показателей пре-
ломления отличаются знаком либо вличиной.

(Показатели преломления компонентов смеси совпадают для
различных длин волн в зависимости от температуры. этом кювета
становится оптически однородной для света с данной длиной вол-
ны,который пройдя через кювету,сообщает ей определенный
цвет,соответствующей определенной температуре.Другие же сос-
тавляющие белого цвета рассеиваются на неоднородностях системы
и через кювету не походят).

Распределение интенсивности света,рассеянного средой по
различным направлениям (и н д е к а т р и с с а рассеяния),
может дать значительную информацию о микрофизических парамет-
рах среды. Такого рода измерения находят применение в биоло-
гии,коллоидной и анилитической химии,составляя предает нефело-
метрических иследований,а также в аэрозольной технике.

Согласно а.с. 172094 определяют параметры капель
жидкости, измеряя характеристики светового излучения,рассеян-
ного на каплях.

Рассеяние наблюдается в чистых веществах. Оно объясняется
возникновением оптической неоднородности, связанный с фуктуа-
циями плотности, наример, тепловыми. Рассеяный свет по некото-
рым направлениям частично поляризован. (см."Анизотроприя и
свет").

13.3.1 Вслучае комбинационного рассеяния света (эффект
МандельштамаЛандсберга-Рамана) в спектре рассеянногоизлучения
кроме линий, характеризующих падающий свет,имеются дополни-
тельные линии (сателлиты), излучение которых является комбина-
цией частот падающего излучения и частот собственных тепловых
колебаний молекул рассеивающей среды.

Согласно патенту США N 3820897 конт содержания загрязне-
ний в большом объеме воздуха производится на основе анализа
характеристического романовского излучения (сателлитов комби-
национного рассеяния),возникающего при рассеянии лазерного из-
лучения на атомах и молекулах загрязнений.

13.4. Испускание и поглощение света.

оПламя излучает свет.Стекло поглощает ультрафиолетовые
лучи. Обычные фразы,привычные понятия.Однако здесь термины
"излучает","поглощает" описывают только внешне,легко наблюдя,
физика этих процессов непосредственно связана со строением
атомов и молекул вещества.

Атом - квантовая система,его внутренняя энергия - это , в
основном , энергия взаимодействия электронов с ядром; эта
энергия согласно квантовым законам,может иметь только вполне
определенные для када и состояния атомов значения. Таким обра-
зом,энергия атома не может меняться непрерывно,а только скач-
ками - порциями,равными разности каких-либо двух разрешенных
значений энергии.

Квантовая система (атом,молекула),получая из вне порцию
энергии возбуждается, т.е. переходит с одного энергетического
уровня вдругой более высокий. В возбужденном состоянии система
не может находится сколь угодно долго; в какой-то момент про-
исходит самопроизвольный (спонтанный) обратный переход с выде-
лением той же энергии. Квантовые переходы могут быть излуча-
тельные и безизлучательные. Впервом случае энергия поглощается
или испускается в виде порции электромагнитного излучения,час-
тота которого строго определена разностью энергий тех уровней,
между которыми происходит переход. В случае безызлучательных
переходов система получает или отдает энергию при взаимодейс-
твиями с другими системами (атомами,молекулами,электронами)
Наличие этих двух типов перходов объясняется оптикоакустичес-
кий эффект Бейнгерова

13.4.1. При облучении газа,находящегося в замкнутом объ-
еме,аомодулированном потоком инфракр.излучения в газе возника-
ют пульсации давления (оптико-аккустический эффект).Его
механизм давольно прост; поглощение инфракр.излучения происхо-
дит с возбуждением молекул газа, обратный же переход происхо-
дит безызлучательно,т.е. энергия возбуждения молекул переходит
в их кинетическую энергию,что обуславливает изменение давле-
ния.

Колличественные характеристики эффекта весьма чувстви-
тельные к составу газовой смеси.Применение оптико-акустическо-
го эффекта для аналей характеризуется простотой и надежностью,
высокой избирательностью и широким диапазоном концнтрацией
компонентов.

Оптико-акустический индикатор педставляет собой неселек-
тивный приемник лучистой энергии,предназначенный для анализа
газов Промудулированный лучистый поток через флюоритовое окно
попадает в камеру с иследуемым газом.Под действием потока ме-
няется давление газа на мембрану микрофона,в результате чего в
цепи микрофона возникают электрические сигналы,зависящие от
состава газа.

Оптико-акустический эффект используется при измерении
времен жизни возбуждения молекул,в ряде работ по определению
влажности и потоков излучения. (см.а.109939, 167072, 208328,
208329). Отметим, что оптико-акустический эффект возможен так-
же в жидкостях и твердых телах.

13.4.2. Атомы каждого вещества имеют свою,только им при-
сущую структуру энергетических уровней,а следовательно,и
структуру излульных переходов,которые можно зарегистрировать
оптическими методами (например,фотографически).Это обстоятель-
ство лежит в основе сного анализа. Так как молекулы - тоже су-
губо квантовые системы,то каждое вещество (совокупность атомов
или мол) испускает и поглощает только кванты определенных
энергиили электромагнитное излучение определенных длин волн)
Интенсивность тех или иных спектральных линий пропорциональна
числу атомов (молекул),излуча( или поглощающих)свет. Это соот-
ношение составляет основу количественного спектрального анали-
за

США,патент N.3820901. Концентрацию известных газов в сме-
си измеряют по пропусканию излучения лазерного источника с
определенной длиной волны. Предварительно облучают монохрома-
тическими излучениями с различными длинами волн каждый из со-
держащихся в смеси газов, концентрация которых известна, и оп-
ределяют коэффициент поглощения каждого газа для каждой длины
волны. Затем при этих длинах волн измт поглощение испытуемой
смеси и, используя полученные величины коэффициента поглоще-
ния,определяют концентрацию каждого газа в смеси. При измере-
ниях с излучением,содержанием большее число длин волн, чем на-
ходится компонентов в газовой смеси,можно обнаружить наличие
неизвестных газов.

Для атомов и молекул спектры излучения будут линейчатыми
и полосатыми соответственно,то же и для спектров поглощения.
Чтобы получить сплошной спектр,необходимо наличие плазмы, т.е.
ионизированного состояния вещества. При онизации электроны на-
ходятся вне атома или молекулы, и, следовательно могут иметь
любые, непрервно меняющиеся,энергии. При рекомендации этих эл-
ктронов и ионов получается сплошной спектр,в котором присутс-
твуют все длины волн.

13.4.3. Возбуждение(повышение внутренней энергии) или ио-
низацияатомов происходят под действием различных причин;в
частности, энергия для этих процессов может быть получена при
нагревании тел. Чем больше температура, тем больше энергия
возбуждения и тем все более короткие волны (кванты с большей
энергией)излучает нагретое тело. Поэтому при постепенном наг-
реве сначала появляется инфракр.излучение (длинные волны),за-
тем красное,к которому с ростом температуры добавляется оран-
жевое,желтое и т.д.; в конце концов получаетссвет Дальнейший
нагрев приводит к появлению ультрафиолетовой компоненты.

США,патент N.3580277. Устройство для непрерывного измере-
ния температуры ванны жидкого металла содержит стержень из
светопроо материала обладающего высокой температурой и корози-
онной стойкостью. Стержень проходит сквозь стенку резервуара и
внутри последнего заделывается в массу свободного от щелочей
окисла с высокой температурой плавления,например окиси цирко-
ния. Конец стержня,находящийся в резервуаре,служит цветовым
пирометром.

Излучательные и безызлучательныепереходы в инфракр. об-
ласти часто используются для процессов и охлаждения (см.ИК-из-
лучение).

А.С. N.509545 Стеклоформирующий инструмент,включающий ме-
таллический корпус с покрытием, отличающийся тем,что с целью
поьности и улучшения качества изделий,покрытие выполнено
двухслойным,причем промежуточный слой выполнен из материа-
ла,поглощающего ближнюю инфракрасную область,например из гра-
фита,а наружный слой - из материала пропускающего в эже облас-
ти спектра,например на основе прозрачной поликристаллической
окиси алюминия.

А.С. N. 451002. Способ измерений коэффициента теплопро-
водности твердых тел,включающий изотермическую выдержку его
охлаждение при постоянной температуре окружающей среды и ре-
гистрацию изменения температуры,отличающийся тем,что с целью
измеренидности частично прозрачных материалов,образец на ста-
дии поглощения помещают в вакуумное пространство и измеряют
энергию,излучаемую поверхностью образца в спектральной области
сильного поглощения.

13.4.4. Излучательные квантовые переходы могут происхо-
дить не только спонтанно,но и вынуждено под действием внешнего
излучения, частота которого согласована с энергией данного пе-
рехода. Излучение квантов света атомами и молекулами вещества
под действием внешнего электромагнитного поля (излучения) на-
зывают вынужденным или и н д у ц и р о в а н н ы м и з л у -
ч е н и е м .

Существенным отличием вынужденного излучения является то,
что оно естьточная копия вынуждающего излучения.Совпадают все
характеристики - частота,поляризация,направление распростране-
ния и фаза. Благодаря этому вынужденное излучение при некото-
рых обстоятельствах может привести к усилению внешнего излуче-
ния, прошедшего через вещество,вместо его поглощения. Поэтому
иначе вынужденное излучение называют о т р и ц а т е л ь н ы м
п о г л о щ е н и е м.

13.4.5.Для возникновения вынужденного излучения необходи-
мо наличие в веществе возбужденных атомов, т.е. атомов, нахо-
дящихся навнях в большей энергией.Обычно доля таких атомов ма-
ла. Для того чтобво усилило проходящее через него
излучение,нужно , чтобы доля возбужденных атомов была вели-
ка,чтобы уровни с большей энергией были "заселены" частицами
гуще,чем нижние уровни. Такое состояние вещества называют сос-
тоянием с инверсией н а с е л е н н о с т е й.

13.4.6.Открытие советскими физиками Фабрикантом,Вудынским
и Бутаевой явления усиления электромагнитных волн при прохож-
дении через среду с инверсией населенностей явилось основопо-
логающим в деле развития оптических к в а н т о в ы х г е н е
р а т о р о в (лазеров) крупнейшего изобретения века.

Стержень из вещества с исскуственно создаваемой инверсией
населенностей , помещенный между двумя зеркалами, одно из ко-
торых полупрозрачно - вот принципиальная схема простейшего ла-
зера.
Оптический резонатор из двух зеркал необходим для созда-
ния обратной связи:часть излучения возвращается в рабочее
тело,индуцируя новую лавину фотонов. Излучение лазера монохро-
матично и котерентно в силу свойств индуцированного излучения.

Области применения лазеров обусловлены, основными харак-
теристиками их излучения,такими как когерентность,монохроман-
тичность,высокая концентрация энергии в луче и малая его рас-
ходимость. Помимо ставших уже традиционными областей
применения лазеров,таких как обработка сверхтвердых и тугоп-
лавких материалов,лазерная связь и лоя медицина и получение
высокотемпературной плазмы,- стали определяться новые интерес-
ные сферы их использования.

Чрезвычайно перспективны разработанные в последнее время
лазеры на красителях, в отличии от обычных позволяющие плавно
изменят частоту излучения в широком диапазоне от инфракрасной
до ултрафиолетовой области спектра. Так, например, предполага-
ется лазерным лучом разрывать или наоборот, создавать строго
определенные связи.

Ведутся работы по разделению изотопов с помощью перестра-
иваимых лазеров. Меняя частоту лазеров, настраивают его в ре-
зонанс с определенным квантовым переходов одного из изотопов и
тем самым переводят изотоп в возбужденное состояние, в котором
его можно ионизировать и, с помощью электрических реакций, от-
делить от других изотопов.

А вот чисто изобретательское применение лазера в качестве
датчика давления:

А.с. 232 194: Устройство для измерения давления с частот-
ным выходом, содержащее упругий чувствительный элемент, запол-
ненный газом и соединенный через разделитель с измеряемой сре-
дой, и частотомер, отличающееся тем, что с целью повышения
точности измерений, в нем в качестве упругог чувствительного
элемента использована резонаторная ячейкагазового квантового
генератора.

В заключении следует отметить, что лазеры являются основ-
ным инструментом последований в новой области физики - нели-
нейной оптике, которая самим своим возникновением полностью
обязана мощным лазерам (см. "Эффекты нелинейной оптики").

Л И Т Е Р А Т У Р А

К 13.1.1. Г.С.Ландсберг. Оптика, М.,"Наука", 1976 г.
2. Л.Беллами. Инфракрасные спектры молекул, 1957.
3. В.В.Козелкин, И.Ф.Усольцев, "Основы инфракрасной
техники", М.,"Машиностроение", 1974.
4. В.Дитчберн, "Физическая оптика", пер. с англ.,
М., 1965.
5. А.с. 181372, 181824, 251912, 257096, 271532,
282777, 283327, 348498, 427990, 446530, 453664,
486225, 496270, 509416.
США, патенты 3554628, 3558881, 3560738, 3562520,
3796099.

К 13.2 и 13.3:
1. Г.С.Ландсберг, Оптика, М.,"Наука", 1976.
2. Р.Дитчберн, Физическая оптика, пер. с англ.,
М., 1965.
3. С.С.Бацианов, Структурная рефрактометрия, М., 1959.
4. А.с. 269357, 454511, 485076, 517786, 540276.
США, патенты 358864, 3588258, 3824017.
ФРГ ПЕТЕНТ 1249539,

К 13.4: 1. М.Борн, Атомная физика, пер.с англ., М., 1965.
2. М.А.Ельяшевич, Атомная и молекулярная
спектороскопия, М., 1962.
3. А.Н.Зайдин, Основы спектрального анализа,
М., 1965.
4. Квантовая электроника, М., "Советская
энциклопедия", 1969.
5. Б.Ф.Федоров, Оптические квантовые генераторы,
М., 1966.
6. Чернышов и др., "Лазеры в системах связи",
М., 1966.
7. В.В.Козелкин, И.Ф.Усольцев, Основы инфракрасной
техники, М.,"машиностроение", 1974.
8. Б.Лендьел, Лазеры, пер.с англ.,М.,1964.
9. А.с. 239423, 239694, 209638, 208328, 208329,
109939, 167072.
США патенты 3826576,3820897, 3826575, 3588253,
3588439, 3825347, 3588255.

14. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОХИМЕЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.

14.1.1. Фотоэффект.

Явление внешнего фотоэффекта состоит в испускании (эмис-
сии) электронов с поверхности тела под действием света; для
этого явления эксперементально установленные зависимости обь-
единяются квантовой теорией света. Свет есть поток квантов;
кванты света, попадая в вещество, поглощабтся им; избыточная
энергия передается электронами, которые получают возможность
покинуть это вещество - конечно, если энергия кванта больше,
чем работы выхода электрона (см."Электронная эмиссия"). Заме-
тим, что квантовый характер света проявляющийся в явлении фо-
тоэффекта, не следует понимать как отрицание волновых свойств
света; свет есть и поток квантов, и электромагнитная волна -
просто в зависимости от конкретного явления проявляются или
квантовые, или волновые свойства. На основе внешнего фотоэф-
фекта создан ряд фотоэлектронных приборов (фотоэлементы раз-
личного назначения, фотокатоды, фотоумножители и т.д.). Внеш-
ний фотоэффект играет большую роль в развитии электрических
зарядов; фотоэффект в газах определяет распространение элект-
рического заряда в газах при больших давлениях обуславливая
высокую скорость распространения стримерной формы разряда (ис-
кры, молнии) (1-4).

А.с. 488 718: Способ спектрометрии оптического излучения,
отличающийся тем, что с целью упрощения спектральных работ,
спектральный состав излучения определяют по кинетическим энер-
гиям фотоэлектронов генерируемых при фотомонизации атомов и
молекул.

Кроме внешнего фотоэффекта, существует внутренний фотоэф-
фект. Квант света, проникая внутрь вещества, выбивает электрон
переводя его из связанного состояния (в атоме) свободное - та-
ким образом, при облучении полупроводников и диэлектриков
из-за фотоэффекта внутри кристаллов появляются свободные носи-
тели, тока, что существенно изменяет электропроводность ве-
щества. На основе внутреннего фотоэффекта созданы различного
рода фоторезисторы-элементы, сильно изменяющие свое сопротив-
ление под действием света (5,6).

А.с. 309339: Устройство для управления световым лучом,
выполненное ввиде конденсатора между электродами которого зак-
лючен слой вещества изменяющего прозрачность под действием
электрического поля, отличающееся тем, что с целью уменьшения
габаритов, один из электродов конденсатора связанный с источ-
ником управляющей электродвижущей силы выполнен из материала,
обладающего эффектом возникновения фотоэлектродвижущей силы.

А.с. 508828: Пьезоэлектрический преобразователь с опти-
ческим управленим, содержащий фоторезисторный слой, светопро-
вод и металлический электрод, отличающееся тем, что с целью
расширения частотного диавпазона в облать низких мегагерцевых
и высоких килогерцевых частот, он выполнен ввиде пьезокерами-
ческой платины, на одну сторону которой нанесен металлический
электрод, а на противоположную - фоторезисторный слой и проз-
рачный электрод, являющийся одновременно светопроводом.

Разновидностью внутреннего фотоэффекта является вентиль-
ный фотоэффект - появление э.д.с. в месте контакта двух полуп-
роводников (или полупроводника и металла). Основное применение
вентильных фотоэлементов - индикация электромагнитного излуче-
ния.

На основе вентильного фотоэффекта работают также солнеч-
ные батареи. Одним из приборов работающих на вентильном фото-
эффекте, является фотодиод, обладающий многими преимуществами
по сравнению с обычными фотоэлементами (7).

А.с. 475719: Устройство для регулирования напряжения
электромагнитных генераторов содержащее датчик тока, ввиде
шунта в цепи его нагрузки и импульсный транзисторный усили-
тель, ко входу которого подключены последовательно стабилиза-
торон с ограничивающим резистором и формирователь пилообразно-
го напряжения, к выходу обмотка возбуждения генератора,
отличающееся тем, что с целью повышения надежности и точности
регулирования параллельно упомянутому шунту включен светодиод
одноэлектронной пары, фотодиод который через цепь подпитки
подключен параллельно огрничивающему резистору.

14.1.2. Эффект Дембера (фотодиффузный эффект).

Внесобственных полупроводниках коэффициенты диффузий но-
сителей тока (электронов и дырок) различные. Таким образом,
если какой-то части проводника фотоактивное освещение создает
одинаковое число электронов и дырок, то диффузия этих носите-
лей будет происходить с разной скоростью, в результате чего в
кристалле возникает э.д.с. (1).

14.1.3. Фотопьезоэлектрический эффект.

Обеспечить различие подвижности фотоэлектронов и фотоды-
рок в полупроводнике можно каким-либо внешним воздействием.
Так, при одностороннем сжатии освещенного полупроводника на
грани кристалла, перпендикулярно направлению сжатия, возникает
э.д.с., знак которой зависит от направления сжатия и направле-
ния светового потока, а величина пропорциональна давлению и
интенсивности света. Эффект возникает из-за того, что подвиж-
ности разноименных носителей тока, обусловленных внутренним
фотоэффектом, при упругой деформации кристалла становятся не
одинаковыми по отношению к различным направлениям (3).

14.1.4. Эффект Кикоина-Носкова (фотомагнитный эффект).

Суть эффекта состоит в возникновении электрическго поля в
полупроводнике при перемещении его в магнитное поле и одновре-
менном освещении светом, в составе которого имеются сектраль-
ные линии, сильно поглощаемые полупроводником. При этом воз-
никшее электрическое поле перпендикулярно магнитному полю и
направлению светового потока. Величина света магнитной э.д.с.
пропорциональна магнитной индукции и интенсивности светового
потока. Эта пропорциональность нарушается при брльших освещен-
ностях, когда происходят "насыщения". Механизм эффекта таков:

В результате внутреннего фотоэффекта вблизи освещенной
поверхности полупроводника в избытке образуются электроны и
дырки, которые диффудируют вглубь кристалла. Продольный диффу-
зионный ток под действием поперечного магнитного поля отклоня-
ется и расщепляется, что приводит к возникновению поперечной
э.д.с.

14.2. Фотохимические явления.

Виды воздействия светового излучения на вещество весьма
разнообразны. В частности, под действием света могут происхо-
дить реакции химических превращений веществ (фотохимическая
реакция). Одни из этих реакций приводя к образованию сложных
молекул из простых (например, образование хлористого водорода
при освещении смеси водорода и хлора), другие - к разложению
молекул на составные части (например, фотохимеческое разложе-
ние бромистого серебра с выделением металлического серебра и
брома), в результате третьих молекула не изменяет своего сос-
тава, изменяется лишь ее пространственная конфигурация, приво-
дящая к изменению ее свойств (возникают тереоизомеры).

Фотохимические процессы вызываются только поглащаемым
светом, действующим на движение валентных электронов в атомах
и молекулах. В основе таких процессов лежит явление фотоэффек-
та.

Многие фотохимические превращения идут в два этапа. Пер-
вичный процесс характеризуется изменением молекулы под дейс-
твием поглощенного ею кванта света - это собственно фотохими-
ческая реакция. Во всех вторичных процессах мы имеем дело с
сугубо химическими реакциями продуктов первичных реакций. Так
при образовании хлористого водорода первичным является лишь
расщепление молекулы хлора, поглотившей квант света, на ато-
марный хлор, который далее через день вторичных химических ре-
акций приводит к образованию конечного продукта. Для первичных
процессов справедлив закон эквивалентности. Каждому поглощен-
ному кванту света соответствует превращение одной поглотившей
свет молекулы. В общем случае количество химически прореагиро-
вавшего вещества пропорционально поглощенному световому потоку
и времени его воздействия. Величина коэффициента пропорцио-
нальности определяется природой вторичных процессов.

Фотохимическую реакцию может вызвать лишь излучение, энер-
гия кванта которого больше энергии активации молекулы. Этим
обьясняется повышение фотохимеческой активности ультрафиолето-
вого излучения.

Следует отметить, что фотохимеческими процессами обьясня-
ются многие природные явления, такие как синтез углеводов
листьв в листьях растений или чувствительность глаза к свето-
вому излучению.

Фотохимическая реакция разложения бромистого серебра (и
других его коллоидных солей) использована для получения фотог-
рафических изображений. Изображение представляет собой локаль-
ные почернения фотоматериала из-за выделившихся под действием
отраженного от обьекта света частичек серебра.

14.2.1. К фотохимическим явлениям относится и так называ-
емый фотохромный эффект, который состоит в следующем.
Некоторые химические вещества обычно со сложным строением
молекулы, изменяют свою окраску под действием видимого или
ультрафиолетового излучения. В отличии от обычного выцветания
красок этот эффект обратим. Первоначальная окраска или отсутс-
твие таковой восстанавливается через некоторое время в темно-
те, под действием излучения другой частоты или при нагревании.
Но наведенную окраску можно и сохранить сколь угодно долго,
если охладить фотохромное вещество или обработать его некото-
рыми газами, фотохромизм восстанавливается при соответсвующей
вторичной обработке.

Скорость окрашивания и интенсивность окраски зависят не
только от структуры молекул самого фотохромного соединения, но
и от среды в которую оно может быть введено (стекло, керамика,
жидкость, пластмасса, ткань и др.).

Многие фотохромные вещества при облучении интенсивным
светом могут темнеть, причем их "быстродействие" достигает
несколько микросекунд. Это позволяет использовать фотохромные
тела как светохатворы для защиты глаз или светочувствительных
приборов от неожиданной вспышки мощного излучения. Есть воз-
можность использовать их как регуляторы светопропускания в за-
висимости от интенсивности света.

Фирма "Корнинг Гласс" выпустила светозащитные очки с фо-
тохромными стеклами, изменяющими степень светопропускания в
зависимости от интенсивности потока ультрафиолетовых лучей.

А.с.267 967: Устройство для представления информации в
трехмерной форме, отличающееся тем, что с целью улучшения сте-
реоскопического восприятия трехмерных изображений и упрощения
устройства оно содержит три параллельных ряда плоских панелей,
на противоположных концах которых нанесены изготовленные из
фотохромного материала активные зоны одна из которых служит
для просмотра изображения, а другая - для обработки информа-
ции, причем все панели установлены на разной высоте на трех
осях вращения, сдвинутых относительно друг друга на 120 граду-
сов.

2. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что над каж-
дой из фотохромных информационных панелей в зоне, противопо-
ложной зоне просмотра, установлена матричная излучающая па-
нель.

3. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что к каждой
из панелей подведена линейка волоконных световодов связанных с
источником импульсов излучения активизирующего фотохромный ма-
териал.

Патент США 3 558 802: Устойчивое фотохромное воспроизво-
дящее устройство, предназначенном для работы с плекой покрытой
фотохромным материалом, содежащим сахарин, имеется центральная
камера, в которой находится электроннолучевая трубка. На нор-
мальной прозрачной пленке образубтся непрозрачные участки об-
ратимого изображения соответствующего изображению на экране
электронно-лучевой трубки. При обработки пленки двуокисью се-
ры, находящейся в газообразном состоянии, проэкспонированные
участки фотохромного материала остаются непрозрачными. После
этого газ откачивается и камеру подается тепловое излучение,
обращающее те обработанные газообразной двуокисью серы участ-
ки, которые были прозрачными во время экспонирования. Участки
пленки, временно сделавшиеся не прозрачными под воздействием
изображения, проявляющегося на экране электронно-лучевой труб-
ки, постоянно фиксируются. В состав конструкции устройства
входит камера для ввода пленки и камера для вывода пленки ,
связанные с вакуумной откачивающей системой. Выходящая из
центральной камеры двуокись серы в газообразном состоянии за-
сасывается вакуумной откачной системой и не попадает в атмос-
феру.

14.2.2. В основе фотохимических процессов лежит взаимо-
действие излучения с электронами вещества. Это преполагает на-
личие возможности управлять ходом фотохимической реакции воз-
действие электрического поля. Возможно, что природа недавно
открытого фотоэлектрического эффекта обьясняется стимуляцией
фотохромного эффекта электрическим полем. Эффект состоит в
следующем: На тонкую прозрачную пластину керамики с включением
железа, свинца лантана, цикония и титана, помещенную в посто-
янное электрическое поле, перпендикулярное ее поверхности,
проектируют негативное изображение видимых и ультрафиолетовых
лучах. При этом в пластине появляется видимое позитивное изоб-
ражение здесь наблюдается интересная особенность: При измене-
нии направления поля на обратное, изображение из позитивного
становится негативным. Изображение устойчиво и стирается лишь
при равномерном облучении ультрафиолетовыми лучами с одновре-
менной переполюсовкой поля.

Американские специалисты открывшие этот эффект предпола-
гают его использовать в утройствах для хранения визуальной ин-
формации.

Л И Т Е Р А Т У Р А

к 14.1.1. С.Ю.Лукьянов, Фотоэлементы, М-Л, 1968.
2. С.Таланский, Революция в оптике, М.,"Мир",1971.
3. А.В.Соколов, Оптические свойства металлов, М.,1961.
4. А.Н.Арсеньева-гейль,Внешний фотоэффект с полупровод-
ников и диэлектриков, М.,1957.
5. Р.Бьюб,Фотопроводимость твердых тел,М.,1962.
6. С.М.Рывкин, Фотоэлктрические явления в полупровод-
никах, М.,1963.
7. А.М.Васильев и др., Полупроводниковые преобразова-
тели, М.,"Соврадио",1971.
к 14.2.1. Г.С.Ландсберг,"Оптика", М.,"Наука",1976.
2. Б.Баршевский,Квантовооптические явления, М.,
"Высшая школа",1968.
3. Фотоферроэлектрический эффект,"Техника молодежи"-5,
1977.

15. ЛЮМИНИСЦЕНЦИЯ.

Люминесценцией называется излучение, избыточное над теп-
ловым излучением тела, и имеющее длительность, прерывающую пе-
риод световых колебаний. Люминесценция возникает при возбужде-
нии вещества за счет притока энергии, и в отличии от других
видов "холодного" свечения (например, излучение Вавилова-Чер-
никова), продолжается в течении некоторого времени после прек-
ращения возбуждения (1,2).

О продолжительности после свечения выделют флуоресценцию
(менее 10 сек.) и фосборесценцию; последнее продолжается в за-
метный промежуток времени после снятия возбуждения (от 10 сек.
до нескольких часов).

Способность люминесцировать обладает большая группа, га-
зообразных, жидких и твердых веществ, как органических так и
неорганических (люминофоров). Характер процесса люминесценции
существенным образом зависит от агрегатного состояния вещества
и типа возбуждения.

Люминофоры являются своеобразными преобразователями энер-
гии из одного вида в другой; на входе это может быть энергия
электромагнитного излучения, энергия ускореннго отока частиц,
энергия химических реакций или механическая энергия, - любой
вид энергии, кроме тепловой, - на выходе - световое излучение.
Отдельные атомы и молекулы люминофора, поглощая один из этих
видов энергии, возбуждаются, т.е. перходя на более высокие
энергетические уровни по сравнению с павновесным состоянием, и
затем самопроизвольно совершают обратный переход излучая избы-
ток энергии ввиде света. Способ возбуждения лежит в основе
классификации различных видов Люминесценции.

15.1. Люминесценции, возбуждаемая электромагнитным излу-
чением.

15.1.1. Фотолюминесценция - свечение возникающее при пог-
лощении люминофором ИК, видимого или УФ-излучения. Спектр пог-
лощения и излучения люминофоров связаны правилом Стокса-Люмиа-
ля, согласно которому максимум спектра излучения смещен по
отношению к максимуму спектра поглощения в сторону длинных
волн (например, при облучении ультрафиолетом люминофор излуча-
ет видимый свет).

А.с. 331 271: Способ контроля геометричности сварных из-
делий с помощью люминофора, при котором изделие направляют
ультрафиолетовые лучи и судят о герметичности по свечению лю-
минофора, отличающийся тем, что с целью повышения производи-
тельности путем осуществлениЯ контроля непосредственно в про-
цессе сварки, люминоформную суспензию наносят на внутреннюю
поверхность свариваемых деталей перед сваркой, а в качестве
источника УФ-лучей используют сварочную дугу.

А.с. : Способ количественного определения горечи (кукур-
битационов) в огурцах, включиющий взятие образцов экстрогиро-
вание спиртом и определение кукурбитационов, отличающееся тем,
что с целью ускорения процесса, экстракт облучают ультрафиое-
товым светом измеряют интенсивность вторичного свечения и ко-
личество кукурбитационов, определяют по показаниям прибора и
калибровочному графику.

Наиболее широко фотоЛюминесценция применяется в лампах
дневного света. В них свечение люминофора происходит под дейс-
твием ультрафиолета, которым богато излучение газоразрядной
части лампы ( в связи с наличием паров ртути).

15.1.2. Однако есть исключение из правила Стокса-Люмеля -
это так называемые, антистоксовские люминофоры, которые при
возбуждении в ИК-области спектра излучают в видимой области.

Применение этих люминофоров связано с преобразованием ИК-
излучения в видимое например, для визуализации излучения
ИК-лазеров, для создания лазеров видимого диапазона с ИК-на-
качкой, а светодиодов.

15.1.3. РентгеноЛюминесценция. Специфика возбуждения
рентгеновскими лучами, по сравнению с фотовзбуждением, состоит
в том, что на люминофор воздействуют фотоны со значительно
большей энергией. При этом свечение люминофора вызывается не
непосредственым действием самих рентгеновских лучей, в воз-
действием электронов, выраваемых из основы люминофора рентге-
новскими лучами. Вследствие этого ретгеноЛюминесценция имеет
многие общие черты с катодоЛюминесценцией (3).

Основное применение - в экранах для рентгеноскопии и
рентгенографии.

15.2. Люминесценция, возбуждаемая корпусным излучением.

15.2.1. КатодоЛюминесценция - возбуждается воздействием
на люминофор потока электронов. Основное применение - визуали-
зация электронного изображения на экранах телескопов телевизо-
ров, осцилографов и других подобных приборов, а также элект-
роннооптических преобразователей (3).

15.2.2. ИоноЛюминесценция - свечение возникающее при бом-
бардировке люминофора пучком ионов.

При ионоЛюминесценции, также как при катодоЛюминесценци,
энергия возбуждения поглощается в тонком приповерхностном слое
люминофора, поэтому здесь оказывает состояние поверхности, в
частности, хемосороция различных газов (см."Сороция")(3,4).

15.2.3. РадиоЛюминесценция. Для создания самосветящихся
красок постоянного действия, не нуждающихся в поточниках внеш-
него возбуждения, в люминофор вводят радиоактивные изотопы
продукты распада которых (например, альфа и бетта частиц) воз-
буждают в нем свечение. Время в течении которого люминофор из-
лучает свет, определяется периодом полураспада изотопа (десят-
ки лет). РадиоЛюминесценция все более широко применяется в
дозиметрии радиоактивных излучений (3).

15.3. Люминесценция, возбуждаемая электрическим полем
(5).

15.3.1. ЭлектроЛюминесценция (эффект Дестрио). Многие
кристаллические порошкообразные люминофоры, помещенные в кон-
денсатор, питаемый переменным напряжением 100-220 В. с часто-
той 400-3000 Гц. начинают интенсивно Люминесцировать. Спект-
ральный состав и интенсивность излучения существенно зависят
от частоты возбуждения. Некоторые люминофоры излучают и при
возбуждении постоянным электрическим полем (5).

А.с. 320710: Система для измерения распределения давления
на поверхности модели летательного аппарата, содержащая чувс-
твительный э.лемент, оптическое сканирующее устройство и фото-
электрический регистратор, отличающийся тем, что с целью обес-
печения возможности непрерывного измерения профиля давления на
исследуемой поверхности вдоль заданной линии, в ней чувстви-
тельный элемент выполнен ввиде электролюминесцентного конден-
сатора, одна обкладка которого образована поверхностью метал-
лической модели, а другая - прозрачным электропроводящим
слоем, между которыми нанесен электролюминесциновый слой и
слой диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого зави-
сит от давления, например, слой эпоксидной смолы.

Основная область применения электролюминесценсии - инди-
каторные устройства, подсветка шкал, преобразователи изображе-
ния. Применение электролюминофоров считают перспективным для
создания телевизионных экранов.

15.3.2. Инжекционная электролюминесценция (эффект Лосе-
ва). Свечение возникает под действием зарядов, инжектируемых в
полупроводниковые кристаллы. При пропускании тока через полуп-
роводниковый диод в области перехода инжектируются избыточные
носители тока (электроны и дырки), рекомендация которых сопро-
вождается оптическим излучением (3).

Широкое применение основанных на этом эффекте светодиодов
обусловленно следующими их особенностями: высокая надежность
(срок службы 10 в шестой степени часов), малое энергопотребле-
ние (1,5-30 В, 10 мА), малая инерционность (10 в минус девятой
степени сек.), высокая яркость свечения в зеленой, красной и
инфракрасной областях спектра.

А.с. 245 892: Устройство для регистрации электрических
сигналов на фотопленку, содержащее источник электрических сиг-
налов, измерительный механизм и механизм протягивания пленки,
отличающийся тем, что с целью повышения надежности и упрощения
конструкции, в нем измерительный механизм выполнен ввиде по-
лупроводникового электролюминесцентного преобразователя, сос-
тоящего из кристалла полупроводника с широкой запрещенной зо-
ной, содержащего p-n-переход и контакты с выводами, служащими
для пропускания тока электролюминесценции и тока управления
площадью свечения.

15.4. Люминесценция возбуждаемая за счет энергии химичес-
ких реакций, называется хемилюсценцией (4). Этим видом люми-
несценции обьясняется свечение гнилушек, светлячков, многих
глубоководных рыб.

Хемилюсценция использована фирмой "Ремингтон Армс" для
создания лампы, в которой свечение возникает при воздействии
кислорода воздуха на некоторые химически активные вещества.

15.4.1. Частным случаем хемилюсценции является радиокало-
люминесценция - излучение вещества-катализатора при адсорбции
и рекомендации на его поверхность свободных атомов или радика-
лов в молекулы (см."Сорбция")

США патент 3 659 100: Способ анализа загрязнения атмосфе-
ры окисями азота и серы основанный люминесценции между люмино-
фором и перикисью водорода. В качестве люминофора используется
5-амино-2,3 дигидро-4-фтолозин-диол.

15.4.2. Если источником радикала служит пламя, то свече-
ние называют кандолюминесценцией. Для возникновения кандолюми-
несценции необходим контакт пламени с люминофором, при этом он
не должен сильно нагреваться.

15.5. Источником возбуждения люминесценции может служить
и механическая энергия. Такой процесс называют механо или три-
болюминесценцией. Чаще всего возникает при трении или ударе
двух тел, сопровождающихся их разрушением (так сахар при рас-
калывании иногда светится)

А.с. 275 497: Способ излучения структурных превращений
полимерных материалов по интенсивности и характеру люминесцен-
ции, отличающийся тем,что с целью упрощения и повышения точ-
ности, оценивают интенсивность и характер механолюминесценции,
возбуждаемой при механической деформации и разрушении полимер-
ных материалов.

15.6. Радиотермолюминесценция (РТЛ). Оказалось, что если
сильно охлажденный образец вещества преварительно облученный
гамма-лучами, альфа-частицами или электронами, постепенно наг-
ревать, то он начинает интенсивно светиться.Практически все
вещества могут таким образом "накапливать" в себе свет и долго
сохранять его. И лишь при нагреве свет как бы "оттаивает", -
начинается рекомбинация "замороженных" электронов, сопровожда-
емая световым излучением. Цвет свечения постепенно меняется,
изменяется также и его интенсивность. При этом пики интенсив-
ности соответствуют температурам структурных переходов, что
особенно заметно у различных полимеров. Даже незначительные
изменения структуры вещества: повышение степени кристалличнос-
ти, изменение взаимного расположения макромолекул, существенно
влияют на характер свечения. РТЛ весьма чувствительна к меха-
ническим напряжениям в полимере. (см.18.7).

Все это позволило создать на основе РТЛ простые и точные
методики анализа структуры, излучения степени однородности
смесей, исследования деформационных свойств и других характе-
ристик полимеров, причем для анализа достаточно образца весов
в сотые доли милиграмма.

15.7. Интересной особенностью люминесценции, возбуждаемой
каким-либо источником энергии, является усиление свечения при
воздействии другого источника энергии. Происходит так называе-
мая стимуляция люминесценции. Стимулирующие воздействия могут
оказывать изменения температуры, видимое, ИК и УФ-излучение,
электрическое поле, присутствие некоторых газов и т.д. Стиму-
ляция люминесценции электрическим полем называется эффектом
Гуддена-Поля. (6).

А.с. 286 100: Способ получения изображения, состоящий в
том, что люминесценный экран равномерно облучают ультрафиоле-
товым светом, проектируют на экран изображение в инфракрасном
свете, фиксируют свечение экрана на светочувствительном мате-
риале, отличающийся тем, что с целью расширения области чувс-
твительности, одновременно с облучением ультрафиолетовым све-
том прикладывают к экрану электрическое поле, и после
проектирования изображения подают переменное напряжение на эк-
ран, причем люминофор, из которого изготовлен экран, должен
обладать эффектом Гуддена-Поля.

15.8. Факторы, стимулирующие люминесценцию, при опреде-
ленных условиях могут дать обратный эффект, т.е. уменьшить ин-
тенсивность свечения или совсем прекратить его. Это явление
называют уменьшением люминесценции. Повышение температуры, из-
менение влажности, ИК-облучение, электрическое поле, изменение
внешнего давления, наличие некоторых газов - все эти факторы
могут привести к тушению люминесценции. Так, например, при-
сутствие кислорода, бензохинона или йода уменьшает интенсив-
ность фотолюминесценции, в тоже время как присутствие молекул
воды увеличивает ее; наличие электрического поля, перпендику-
лярного поверхности люминофора, тушит радикалолюминесценцию,
изменение же направления поля на обратное усиливает свечение
(3),(4).

А.с. 510 186: Способ выделения жизнесопособных семян рас-
тений, включающий отбор семян по люминесценции, отличающийся
тем, что с целью сохранения целостности семян, их обрабатывают
ослабляющими люминесценцию веществами, выбранными из группы,
включающей и с последующим отбором семян, имеющих пониженную
интенсивность свечения.

Великобритания, акц. заявка 1 327 839: Прибор для непре-
рывного определения концентрации кислорода или кислородосодер-
жащих соединений в потоке газа. Определение осоновано на спо-
собности указанных веществ гасить фотолюминесценцию, например,
плена или овалена.

15.9. Поляризация люминесценции. Излучение люминесценции
при некоторых условиях может быть поляризованным (обычно это
линейная поляризация, очень редко - циркулярная). (см."Поляри-
зация", "Анизотропия и свет").

Для поляризации люминесценции необходимо, чтобы люминофор
обладал либо собственной, либо наведенной анизотропией. Поля-
ризованные люминофоры получаются при механических растяжениях
полимерных пленок, "Пропитанных" анизотропными люминосцензиру-
ющими молекулами. Искуственную ориентацию таких молекул можно
вызвать также с помощью сильных электричеких и магнитных полей
или же в потоке жидкости (аналогично эффекту Маховелла). В
случае фотолюминесценции ее поляризация обнаруживается при
возбуждении поляризованным светом.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Люминесценция, в книге "Физический энцеклопидический сло-
варь" т.3,М.,1963.

2. С.И.Вавилов, О "горячем" и "холодном" свете,
М., "Знание",1959.

3. В.А.Соколов, А.Н.Горбань, Люминесценция и адсорбция, М.,
"Наука",1963.

4. Неорганические люминофоры, Л.,"Химия", 1975.

5. И.К.Верищагин, Электролюминесценция кристалов, М., "Наука",
1974.

6. П.Ребань, Люминесценциям издание Тартусского университета,
1968.

7. А.с. 179072, 180859, 181823, 186366, 187080, 227805,
232500, 232548, 234710, 256332, 257052, 274486, 276495,
280979, 288482, 340966, 512452, 525910, 526072.

США патенты 3261979, 3561271, 3562525, 3566114.

16. АНИЗОТРОПИЯ И СВЕТ.

Превращение естественного света в поляризованный и изме-
нение типа поляризации (см."Поляризация") при различных опти-
ческих явлениях почти всегда связаны с оптической анизотропией
вещества, т.е. с различием оптических свойств по различным
направлениям. Оптическая анизотропия является следствием ани-
зотропии структуры и вещества. Создавать или менять анизотро-
пию структуры и вещества можно воздействием самых различных
факторов (деформация, электрическое поле и т.д.). Этим и обь-
ясняется разнообразие эффектов, так или иначе влияющих на по-
ляризацию светового излучения.

В ряде таких эффектов поляризация света происходит без
дополнительного воздействия на вещество. Так, например, ес-
тественный свет, отраженный под углом Брюстера, полностью ли-
нейно поляризованный (см."Отражение и преломление"), а право-
циркулярно-поляризованный свет при перпендикулярном отражении
от стеклянной пластинки превращается в левоциркулярно-поляри-
зованный.

16.1. На границе анизотропных прозрачных тел (в первую
очередь кристаллов) свет испытывает двойное лучепреломление т.
е. расцепляется на два взаимно-перпендикулярно поляризованных
луча, имеющие различные скорости распространения в среде -
обыкновенный и необыкновенный. Первый из них поляризован пер-
пендикулярно оптической оси кристалла и распространяется в нем
как в изотропной среде. Второй луч поляризован в главной плос-
кости кристалла и испытывает на себе все "превратности анизот-
ропии". Так его коэффицент преломления изменяется с направле-
нием, он преломляется даже при нормальном падении на кристалл.

Так происходит двулучепреломление в одноосных кристаллах.
В случае двуосных кристаллов картина расщепления несколько
сложнее (1-3,6,7,).

Эффект двойного преломления положен Николем в основу
изобретенной им поляризационной призмы. Он использовал разли-
чие показателей преломления обыкновенного и необыкновенного
лучей, создав для одного из них условия полного внутреннего
отражения, после которого этот луч, изменив свое направление,
поглощается зачерненной боковой гранью призмы. Другой луч пол-
ного внутреннего отражения не испытывает и проходит сквозь
призму, а так как это полностью поляризованный луч, то на вы-
ходе призмы получается полностью линейно-поляризованный свет.

16.2. Механо-оптические явления.

Здесь рассматривается ряд эффектов, приводящих к возник-
новению оптической анизотропии под действием механических сил.

16.2.1. Фотоупругость - так называется возникновение в
изотропных прозрачных твердых телах оптической анизотропии и
связанного с ней двойного лучепреломления под действием меха-
нических нагрузок, создающих в твердых телах деформации.

При пропускании луча света через такое , пре, тело возни-
кает два луча и различной поляризации,интерференция между ко-
торыми приводит к образованию интерференционной картины, вид
кот позволяет судить о величинах и распределении напряжений в
теле или же об изменениях структуры вещества. Поскольку опти-
чеспия обусловлена именно нарушениями первоначальной изотроп-
ной структуры вещества, то эффект фотоупругости позволяет ви-
зуализировать как упругие деформации, так и остаточные, а это
значит , что о деформациях и нагрузках можно судить и после
снятия этих нагрузок.

Фотоупругость наблюдается и в кристаллах, т.е. в вещест-
вах , уже обладающие анизотропией свойства. При этом изменяет-
ся характер анизотропии: например, в одноосном кристалле может
возникнуть двойное преломление в направлении его оптической
оси,вдоль которой он первоначально изотропен.

Эффект фотоупругости - один из самых тонких методов изу-
чения структуры и внутренних напряжений в твердых телах (4)

А.С. N.249025: Способ оценки распределения контактных
напряжений по величине деформации пластичной прокладки, распо-
лагаемой в зоне контакта между соприкасающимися поверхностями,
отличающийся тем,что с целью повышения точности,в качестве
пластичной прокладки используют пленку из оптически чувстви-
тельного материала, которую затем просвечивают поляризованным
светом в направлении действия контактных сил и по картине по-
лос судят о распределении контактных напряжений.

А.С. N.226811

Франция,заявка N.2189705

Япония,заявка N.49-16676.

США. патент N.3800594

16.2.2. Э ф ф е к т М а к с в е л л а .

Так называют возникновение
оптической анизотропии (двойного лучепреломления) в потоке
жидкости. Этот эффект обусловлен двумя причинами: преимущест-
венно ориентации частиц жидкости или растворенного в ней ве-
щества (полной ориентации мешает броуновское движение)и их де-
формацией, которые возникают под действием гидродинамических
сил при относительном смещении прилежащих слоев жидкости, т.е.
при наличии градиента скорости по сечению потока.В основном
возникновение градиента скоростей в потоке определяется тормо-
зящим воздействием стенок (например,трубы). Относительная роль
ориентации и деформации частиц различна в различных жидкостях
и зависит от свойств и структуры молекул: в случае длинных
анизотропных частиц и молекул основную роль играет ориентация,
для глобулярных изотропных - больший вклад дает информа-
ция,т.к. ориентация таких частиц в потоке незначительна.По су-
ти дела,эффект Максвелла - это вариант эффекта фотоупругости
для жидкостей. Отсутствие в жидкости напряжений упругой дефор-
мации компенсируется ее "динамизацией" ,приведением ее в дви-
жение,что создает деформацию отдельных молекул.

Величина эффекта Максвелла зависит, в частности от формы
и размеров частиц,что позволяет использовать его для измерения
этих величин. (5)

Практическое применение эффекта в основном лежит, в об-
ласти тонких иследований фиологических объектов,таких,как оп-
ределение размеров ряда вирусов,изучение структуры многих бел-
ковых молекул и др.


16.3. Электрооптические явления.

Так называют явления связанные прохождением света через
среды, помещенные в электрическом поле.

16.3.1. Электрооптический эффект Керра.

Многие изотропные
вещества, помещенные в электрическое поле, приобретают свойс-
тва одноосных кристаллов, т.е. обнаруживают оптическую анизот-
ропию, приводящую к двойному лучепреломлению света, проходяще-
го через вещество перендикулярно направлению поля. При этом
величина двойного лучепреломления пропорциональна квадрату
напряженности поля и ее знак не меняется при изменении направ-
ления поля на обратное. (другие названия эффекта: квадратичный
электрооптический эффект, поперечный эл. опт. эффект).

Величина эффекта зависит от вещества, его температуры и
длины волны света. В газах эффект Керра мал, а в жидкостях его
величина гораздо больше. Аномально сильно он проявляется в
нитробензоле и подобных ему жидкостях.

Наиболее часто указанный эффект реализуется в т.н.электро-
оптических затворах Керра. Прозрачную кювету с электродами для
создания поля, заполненную нитробензолом, помещают между скре-
щенными поляризатором и анализатором таким образом, что нап-
равление поля составляет угол 45 градусов с их главными плос-
костями поляризации. Если поле отсутствует, такое устройство
не прозрачно для света. При наложении поля, линейно поляризо-
ванный свет при прохождении через кювету расцепляется на два
перепендикулярно поляризованных луча, имеющих в пределах кюве-
ты различные скорости распространения. При этом между ними
возникает разность фаз, что приводит к эллиптической поляриза-
ции света, вышедшего из кюветы. При этом часть его проходит
через анализатор. Затвор открыт (6). Высокая скорсть срабаты-
вания такого затвора (10 в минус 11 степени сек.) обусловило
его применением в исследованиях быстропротекающих процессов и
для высокочастотной (до 10 в 9 степени Гц) модуляция оптичес-
ких сигналов. Применение эффекта дает хорошие результаты и в
том случае, когда требуется безинерционное пространственная
модуляция света (отклонение луча, его расщепление и т.п.).
Взаимосвязь через эффект Керра двух полей - электрического и
оптического - позволяет применять его для дистанционного изме-
рения электрических величин оптическими методами.

Еще два примера применения эффекта Керра:

А.с. 235 350: Оптическая система с управляемым фокусным
расстоянием, отличающийся тем, что с целью безинерционного из-
менения фокусного расстояния она выполнена ввиде цилиндричес-
кого рабочего тела из вещества, обладающего электрооптическим
эффектом, помещенного внутрь, например, шестипольного конден-
сатора, электрическое поле которого создает такое распределе-
ние показателя преломления в веществе рабочего тела, что пада-
ющий на его торец параллельный пучек света собирается в
фокусе, положение которого на оси системы зависит от приложен-
ного конденсатору напряжения.

А.с. 464 792: Устройство для измерения температуры содер-
жащее источник света, пластины из матированного прозрачного
материала, пространстве между которыми заполненно жидкостью с
близким поастинам показателем преломления и различным по знаку
или величине температурным коэффициентом показателя преломле-
ния, отличающееся тем, что с целью расширения диапазона изме-
рений, в него введены, прозрачные электроды, выполненные, нап-
ример, на основе пленок окиси олова, нанесенные снаружи на
плстины, подключенные к истичнику питания, а в качестве жид-
кости заполняющей пространство между пластинами использован
нитробензол.

Значительным квадратинным электрооптическим эффектом обла-
дают и некоторые кристаллы (КТ Ват )

А.с. 497 547: Способ углового отклонения светового луча,
преломленного на границе раздела двух сред путем изменения по-
казателя преломления одной или обеих сред с использованием
электрооптического эффекта, отличающийся тем, что с целью уп-
равления углом отклонения, достижения при малой инерционности
и быстродействия плоско-поляризованный луч света направляют на
крисчталлы, которые размещают в переменном по знаку и величине
электростатическом поле т ориентируют таким образом, что глав-
ные оси сечений их оптических индикаторисс нормальными к лучу
плоскостными совпадают с направлениями колебаний поляризован-
ного света и изменяются на разные по знаку величины при нало-
жении электростатического поля на оба кристалла.

Эффект Керра, вызванный электрическим полем световой волны
называется высокочастотным. Он проявляется в том, что для мощ-
ного излучения показатель преломления жидкости зависит от ин-
тенсивности света т.е. среда становится нелинейной, что для
интенсивных лазерных пучков приводит к самофокусировке (см.
эффекты нелинейной оптики)(6).

16.3.2. ЭФФЕКТ ПОККЕЛЬСА.

Возникновение двойного лучепреломления в кристалле при на-
ложении электрического поля в направлении распространения све-
та называется эффектом Поккальса. При этом величина разности
фаз расщепленных лучей пропорциональна первой степени напря-
женности поля (линейный электрооптический эффект, а также про-
дольный электрооптический эффект). Наиболее ярко эффект реали-
зуется в кристалле дигидрофосфата калия (КДР).

Эффект Поккельса по сравнению с эффектом Керра имеет мень-
шую зависимость от температуры. Применение этих эффектов ана-
логичны (затворы вращатели плоскости поляризации, индикаторы
электрического поля, модуляторы света).

А.с. 440 606: Оптико-электронное устройство для измерения
мощности, содержащее монохротический источник излучения, маг-
нитооптическую ячейку Фарадея с поляризатором и анализатором,
фотоприемник и усилитель с нагрузкой в выходной цепи, отличаю-
щийся тем, что с целью повышения точности измерения, оно снаб-
жено последовательной цепочкой элементов состоящей из чет-
вертьволновой пластины, электрооптической ячейки Поккельса и
дополниельного анализатора, установленной между анализатором
ячейки Фарадея и фотоприемником.

А.с. 398 153: Модулятор света, включающий в
полупроводниковую структуру генерирующую в домены сильного по-
ля, боковая поверхность или часть боковой поверхности, которая
покрыта диэлектриком, отличающийся тем, что с целью расширения
частотного диапазона модулируемого излучения, уменьшение по-
терь и увеличение коэффициента модуляции, диэлектрическое пок-
рытие выполнено из материала с константой электрооптического
эффекта большей, чем у материала полупроводниковой структуры.

16.4. Магнитооптические явления.

К ним относят группу явлений,
связанных с прохождением электромагнитного излучения через ве-
щества помещенные в магнитном поле.

16.4.1. Эффект Фарадея.

Если линейно-поляризованный свет
проходит через вещество помещенное в магнитное поле, вектор
напряженности которого совпадает с напряжением распространения
света, то плоскость поляризации света поварачивается на неко-
торый угол. Этот угол пропорционален длине пути света в ве-
ществе и напряженности поля, и обратно пропорционален квадрату
длины волны. Зависит он от свойств вещества. Так, он сильно
изменяется вблизи линий поглощения данного вещества. особенно
сильный эффект наблюдается в тонких прозрачных пленках железа,
никеля и кобальта. При прохождении света в прямом и обратном
направлении углы поворота вследствии эффекта Фарадея не ком-
пенсируются, а суммируются, в отличии от естественного враще-
ния поляризации в некоторых веществах. Диамагнетики в магнит-
ном поле всегда обнаруживают положительное вращения (т.е.
вращение по часовой стрелке, если смотреть по направлению по-
ля), пара и ферромагнетики - отрицательные.

А.с. 491 916: Позиционно-чувствительный датчик с магнито-
оптической модуляцией, содержащий поляризатор, анализатор и
ячейку Фарадея, отличающийся тем, что с целью повышения чевс-
твительности, магнитооптический активный элемент ячейки Фара-
дея выполнен из составных двух частей, например, призм с про-
тивоположным по знаку постоянными Верде, расположенных в
симметрично относительно оптической оси системы.

Природа эффекта обьясняется различным влиянием магнитного
поля на скорость распространения в веществе првоциркулярно и
левоциркулярно поляризованных световых волн, в результате чего
между ними накапливается разность фаз, приводящая при их сло-
жении к возникновению волн с повернутой плоскостью поляризации
(8).

Как обычно, возможные применения вытекают из физической
сущности эффекта;управление поворотом плоскости поляризации с
помощью магнитного поля или же измерение магнитных полей по
углу поворота плоскости поляризации.

А.с. 412 698: Оптический квантовый генератор, содержащий
задающи генератор, оптический квантовый усилитель и установ-
ленные между ними согласующее устройство, отличающеесятем, что
с целью улучшения однородности пучка без уменьшения его мощ-
ности, согласующее устройство выполнено ввиде расположенного
между двумя поляризаторами элемента, обладающего измеряющейся
по радиусу вращательной способностью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестые
названного элемента использован вращатель Фарадея, выполненный
ввиде цилиндра из свинцового стекла установленного в соленои-
де.

А.с. 479 147: Устройство магнитооптического воспроизведе-
ния информации с магнитного носителя, содержащее источник
плоскополяризованного света, анализатор, фотоприемник и маг-
нитную головку, отличающееся тем, что с целью повышения чувс-
твительности, его магнитная головка снабжена магнитооптическим
кристаллом установленным на участке заднего зазора, располо-
женным на одной линии между источником плоскополяризованного
света и анализатором пучка этого света.

Часто эффект Фарадея используют для создания невзаимных
элевентов т.е. устройств, пропускающих излучение только в оп-
ределенном направлении (6).

Оптический вентель состоит из двух поляризаторов, скрещен-
ных под углом 45 градусов и элемента Фарадея, помещенного меж-
ду ними. Элемент расчитан так, что вращая плоскость поляриза-
ции света на 45 градусов, и свет проходит через второй
поляризатор. Луч, идущий в обратном направлении, вращается в
ту же сторону, что и прямой луч и оказывается повернутым на 90
градусов относительно первого поляризатора, и значит не про-
пускается им. В частноссти такие вентили используют в лазерах
бегущей волны и и в оптических усилителях.

В СВЧ-технике для создания вентилей, фазовращателей и цир-
куляторов широко исполуют эффект Фарадея на ферритах, которые
практически прозрачны для электромагнитных волн этого диапазо-
на (дици-санти и миллиметровые радиоволны).

16.4.2. Существует и так называемый обратный эффект Фара-
дея - возникновение в среде магнитного поля под действием мощ-
ного циркулярнополяризованного света, вызывающего циркулярное
движение электронов (1).


16.4.3. Частным случаем эффекта Фарадея является магнито-
оптический эффект Керра - при отражении под любым углом, в том
числе и по нормали к поверхности, линейнополяризованного света
от намагниченного ферромагнитика возникает элептическиполяри-
зованный свет. Фактически, магнитооптический эффект Керра -
это вращение плоскости поляризации части излучания в тонком
поверхностном слое ферромагнитика в магнитном поле.

Магнитооптическая установка для автоматической записи маг-
нитных характеристик ферромагнетика, в которой использование
магнитооптического эффекта Керра позволяет снимать кривые на-
магничивания и дистеризиса на учатках поверхности размером 1
мк2. (приборы и техника эксперимента, 1973,нр-5, стр. 215-217)


16.4.4. При распространении света в веществе перпендику-
лярно магнитному полю возникает двойное лучепреломление, вели-
чина которого пропорциональна квадрату напряженности магнитно-
го поля. (ээфект Коттона-Муттона).

Наложение сильного магнитного поля ориентирует хаотически
расположенные молекулы (если последние имеют постоянный маг-
нитный момент), что и приводит к оптической анизотропии. Этот
эффект много слабее, чем электрооптических эффект Керра, а в
технике применяется редко.

Механизм всех магнитооптических явлений тесно связан с ме-
ханизмом прямого и обращенного эффекта Зеемана.


16.4.5. Прямой (обращенный) эффект Зеемана
состоит в расщеплении спектральных линий испускаемого (погло-
щаемого) излучения под действием магнитного поля на излучающее
(поглощающее)вещество. При этом неполяризованное излучение с
частотой направления поля расщепляется на два компанета (ли-
нии) с частотами и , первая из которых поляризована по левому
кругу, а вторая по правому. В направлении же перпендикулярном
поля расщепление имеет такой характер: имеется при линей-
ном-поляризованные компоненты с чатотамти.
Крайние компоненты поляризованны перпендикулярно магнит-
ному полю средние же, с неизхменной частотой поляризованна
вдоль поля и по интенсивности вдвое привосходит соседние. Ве-
личина смещения частоты пропорциональна индукции магнитного
поля. Эффект Зеемана обусловлен расщеплением в магнитном поле
энергетических уровней атомов или молекул на подурони, между
которыми возможны квантовые переходы.

ФРГ патент 1 287 836: Кольцевой лазер для определения ско-
рости вращения имеет трубу и отражательные зеркала, которые
создают замкнутый оптический контур, включающий ось лазера, а
также средства с помощью которых световые лучи обособляются и
накладываются, циркулируя в оптическом контуре в противополож-
ных направлениях. Лазер отличается тем, что предусмотрено уст-
ройство служащее для воздействия на трубу лазера осевого маг-
нитного поля таким образом, что в соответствие с эффектом
Зеемана, создается два луча с противоположной круговой поляри-
зацией. Предусмотрено устройство, которое обеспечивает посту-
пательное движение только одного такого луча в каждом направ-
лении вдоль оптического контура.

США патент 3 796 499: Аппарат предназначен для реализации
способа определения концентрации парамагнитного материала в
газовой смеси. Образец смеси подвергают воздействию магнитного
поля средней напряженности и освещают лазерным излучением пос-
тоянной частоты. Магнитное поле энергетическими уровнями в па-
рамагнитном материале до величины, соответствующей условию ре-
зонансас лазерным излучением. Для количественной корреляции
вариации интенсивности лазерного излучения, проходящего через
смесь, как функция напряженности магнитного поля используют
стандартные процедуры детектирования. В случае окиси азота
способ достаточно чувствителен, чтобы обнаруживать концентра-
ции, значительно меньше, чем одна часть на миллион.

В заключении отметим, что механизм эффекта Фарадея, по
сути дела, обусловлен обращенным эффектом Зеемана. Им же обь-
сняется избирательное поглощение радиоволн парамагнитными те-
лами, помещенными в магнитное поле (см. "Электронный парамаг-
нитный резонанс") (1,6,7,9).



16.5.Существует ряд явлений,при которых оптическая ани-
зотропия в среде вызывается воздействием из нее энергии свето-
вого излучения.Кним относится эффект фотодихроизма,а также по-
ляризация люминесценции.


16.5.1. Дихроизм - это зависимость величины поглощения
телами света от его поляризации.Это свойство,в той или иной
мере,присуще всем поглощающим свет веществам,обладающим ани-
зотропной структурой.Классический пример такого вещества -
кристалл турмалина. Он обладает двойным лучепреломлением и,
кроме того очень сильно поглощает обыкновенный луч.Поэтому да-
же из тонкой пластины турмалина естественный свет выходит ли-
нейно-поляризованным.Дихроизм обнаруживает не только кристаллы
но и многочисленные некристаллические тела,обладающие естест-
венной или искуственно созданной анизотропией (молекулярные
кристаллы,растянутые полимерные пленки,жидкости,ориентирован-
ные в потоке и т.д.).

Эффект фотодихроизма состоит в возникновении дихроизма в
изотропной среде под действием на эту среду поляризованного
света. Свет вызывает фотохимические превращания молекул ве-
щества, изменяя коэффициент их поглощения. Поляризованный свет
преимущественно взаимодействует с молекулами определе ориента-
ции ,что и приводит к появлению анизотропии поглощения (1)


16.5.2. Естественная оптическая активность.Кроме сред с
линейным дихроизмом (т.е. с различным поглощением света,обла-
дающего различной линейной поляризацией) существуют среды,об-
ладающие циркулярным дихроизмом,по разному пог правоциркуляр-
нои левоциркулярно-поляризованный свет. Циркулярным дихроизмом
как правило обладают вещества с естейственной оптической ак-
тивностью

Естественной оптической активностью называют способность
вещества поворачивать плоскость поляризации прошедшего через
него света. Величугла поворота зависит от длины волны света т.
е. имеет место вращательная дисперсия. Кроме того, этот угол
пропорционален толщине слоя вещества, а для растворов и кон-
центрации.

Явление естественной оптической активности используется
при определении концентраций различных растворов сахариметрии.

Естественная оптическая активность объясняется явлением
двойного цирулирного лучепреломления,т.е. расщеплением света
на две циркулярно-поляризованные компоненты-левую и правую.
(следует отметить,что эффект Фарадея объясняется возникновени-
ем циркулярного преломления в магнитном поле).Направление вра-
щения плоскости поляризации при естественной оптич. (левосто-
роннее или правостороннее) зависят от пироды вещества. Это
связано с существованием веществ в двух зеркальных формах-ле-
вой и правой (свойство ассиметрии)(1),(2),(5).


16.6. Поляризация при рассеивании света.

Рассеяный на неоднородных средах естественный свет в не-
которых направлениях является линейно-поляризованным и, наобо-
рот, линейно-поляризованный свет в некоторых направлениях не
рассеивается). В основе этого явления (как и при поляризации
света, отраженного под углом Брюстера) лежит природа самой
электромагнитной поперечной световой волны (см."Поляризация"),
а вовсе не анизотропия и ориентация молекул, что лишь препятс-
твует полной поляризации рассеивания света.

Поляризация при рассеивании - единственный метод поляриза-
ции рентгеновского излучения (1).

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Н.Д.Жевандров. Анизотропия и оптика. М., "Наука",1974

2. Г.С.Ландсберг, Оптика. М., "Наука", 1976

3. У.Шерклиф, Поляризованный свет. М., "Мир",1965

4. М.Фрахт, Фотоупругость,т.1-2. М.,1950

5. А.Вайсбергер, Физические методы в органической химии, пер.
с англ. т.5, М., 1957

6. Квантовая электроника, изд. "Советская энциклопедия",
М.,1969

7. Р.Дитчберн,Физическая оптика, пер. с англ.,М.,1965

8. Г.Иос,Курс теоретической физики, "Учпедгиз", М.,1963

9. М.Борн, Атомная физика, пер. с англ., М.,1965

10. А.с. 154680, 178905, 243872, 268819, 391672, 416595,
474724

США патенты 3588214, 3558215, 3558415, 3588223, 3811778

Великобритания, заявка 1354509

ФРГ заявка 2333242

Франция, заявка 22099357

17. ЭФФЕКТЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ.

До сих пор мы рассматривали оптические явления в предпо-
ложении, что интенсивность (вт. см2) световой волны никак не
влияет на физику явления. Так оно и было до тех пор, пока в
оптике оперировали со световыми волнами, напряженность элект-
рического поля которых была пренебрежительно мала по сравнению
с внутренним электрическим полем (10 в девятой степени в/см),
определяющим силы связи оптического электрона с ядром атома.
Однако, с появлением лазеров, опыта со световыми пучками, ин-
тенсивность которых достигает NNNNN вт.см2,(электрическое поле
световой волны соизмерно с внутриатомным, показали, что су-
ществует сильная зависимость характера оптических эффектов при
достижении некоторых пороговых знаний интенсивности.

Оптические эффекты, характер которых зависит от интенсив-
ности излучения называют нелинейными. Далее мы приведем неко-
торые из них.


17.1. Вынужденное рассеяние света.

Случайные изменения плотности среды, обусловленные тепло-
выми движениями молекул (тепловые акустичекие волны), рассеи-
вают световую волну и модулируют ее по частоте, при этом
возникают сателлиты с частотами, равными сумме и разности час-
тот световой волны и тепловых акустичеких колебаний (спонтан-
ное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна). Однако отношение интен-
сивности сателлитов интенсивности падающего излучения
составляет лишь 10 в минус шестой степени.

При увеличении интенсивности падающего излучения выше по-
рогового значения происходит следующее. Под действием электри-
ческого тока из-за явления электрострикации возникают импульсы
избыточного давления, достигающие в поле лазерного луча дес.
тыс. атмосфер. Возникает акустическая волна давления (гипарз-
вук, 10 в 10-ой степени Гц), изменяющая показатель преломления
по закону бегущей волны. Эти изменения показателя преломления
образуют в среде как бы дифракционную решетку, на которой и
происходит рассеяние световой волны. При этом интенсивность
сателлитов становися сравнимой с интенсивностью падающей вол-
ны, а количество их возрастает. Описанный эффект называется
вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна.

При достаточно больших интенсивностях падающего излучения
нелинейная среда стать может генератором звука со световой на-
качкой. С помощью лазеров удается возбуждать мощные (до 10
квт) гиперзвуковые колебания во многих жидкостях и твердых те-
лах.

Свой нелинейный аналог и комбинационное рассеяние
(см."Поглощение и рассеяние"). При вынужденном комбинационном
рассеянии мощное световое излучение возбуждает в среде коге-
рентные колебания молекул, на которых и происходит его рассея-
ние с образованием суммарных и разностных сателлитов. Частота
наиболее мощного из них меньше частотоы падающего света на
частоту молекулярных колебаний.

Так, при рассеянии красного излучения лазеров в камере со
сжатым водородом, когда интенсивность достигает пороговой ве-
личины около 10 в 8-ой степени вт/см2, число компонентв рассе-
янном излучении настолько возрастает и их интенсивность нас-
только высока, что, луч, выходящий из газа, из красного
становится белым. Аналогичен опыт по ВКР в жидкостях, напри-
мер, в нитробензоле. Особенность здесь в том, что рассеянные
компоненты с различной длиной волны пространственно разделены
и образуют на экране цветные кольца.

Вынужденное расеяние (ВКР и ВРМБ) применяется, в основ-
ном, для последования структуры и свойств вещества, для изуче-
ния нелинейных процессов в средах. Используется также для на-
качки полупроводниковых ОКР, для управления параметрами
твердотельных ОКГ. Может использоваться для создания преобра-
зователей частоты мощного когерентного света в ультрафиолето-
вой, видимой и особено инфракрасной областях спектра


17.2. Генерация оптических гармоник.

При рассеянии интенсивного лазерного излучения в жидкос-
тях и кристаллах, помимо описанных выше боковых спектральных
компонент, обнаруживаются компоненты с частотами, в точности
кратными частоте падающего излучения (двухкратными, трехкрат-
ными и т.д.), называемые оптическими гармониками. В некоторых
кристаллах эти гармоники могут составлять до 50% рассеянного
излучения. Таким образом, если направить красное излучение ру-
бинового лазера (0,69 мкм) на кристалл дигидросфата калия, то
на выходе можно получить невидимое ультрафиолетовое излучение
(0,345 мкм).


17.3. Параметрическая генерация света.

Поместим нелинейный кристалл в оптический резонатор и
направим на него мощное световое излучение накачки. Одновре-
менно подадим на кристалл два слабых излучения с чатотами,
сумма которых равна частоте излучения накачки. При этом в
кристалле возникает генерация двух мощных когерентных световых
волн, частота которых равна частотам этих двух слабых излуче-
ний. В действительности же, кроме волны накачки, нет необходи-
мости ни в каких дополнительных излучениях, т.к. в кристалле
всегда найдутся два спонтанно излучающих фотона с соответству-
ющими частотами. Существенным является то, что при повороте
кристалла в резонаторе, частоты генерируемых волн могут плавно
перестраиваться, в сумме оставаясь равными частоте волны на-
качки. Это позволяет создавать оптические преобразователи,
квантовые усилители и генераторы, плавно перекрывающие широкий
диапазон излучений от видимого до далекого инфракрасного при
фиксированной частоте накачки.

ФРГ патент 1 287 229: Преобразователь частоты содержит
неинейный электрооптический двоякопреломляющий кристалл, через
который когерентный входной световой сигнал пропускается под
таким углом к оптичекой оси кристалла, что внутри кристалла
возникают два колебания с другими частотами. Эти колебания
согласованы между собой и в кристалле модулируются или регули-
руются по фазе одновременно.

Нелинейный кристалл расположен внутри оптического резона-
тора и подвергается не только электрооптической модуляции, но
и регулировке по температуре с целью подстройки частоты.

17.4. Эффект насыщения.

Так называют эффект уменьшения интенсивности спектральной
линии поглощения (или вынужденного излучения) при увеличении
мощности падающего на вещество внешнего электромагнитного из-
лучения. Причиной эффекта насыщения является выравнивание на-
селенности двух уровней энергии, между которыми под действием
излучения происходят вынужденные квантовые переходы "вверх"
(поглощение) и "вниз" (вынужденное излучение). В случае погло-
щения при этом уменьшается доля мощности излучения, поглощен-
ного веществом. Абсолютная величина поглощаемой мощности при
этом, однако не падает, а увеличивается, стремясь к некоторому
пределу. В случае активного вещества с инверсией населенностей
эффект эффект насыщения приводит к уменьшению мощности вынуж-
денного излучения, что ставит предел величине усиления в кван-
товых усилителях.

Однако эффекту нашли широкое применение в лазерной техни-
ке, где он используется для модуляции добротности оптических
резонаторов с помощью просветляющихся под действием мощного
излучения светофильтров. Кроме того, эффект насыщения исполь-
зуется для создания инверсии населенностей в трехуровневых
квантовых системах.


17.5. Многофотонное поглощение.

Если эффект насыщения делает среду, непрозрачную для сла-
бого светового поля, прозрачной для сильного, то для оптически
прозрачных сред может иметь место обратная ситуация. Здесь ин-
тенсивное излучение может поглощаться гораздо сильнее чем сла-
бое. Некая аналогия фотохромному эффекту, однако механизм со-
вершенно иной. Он состоит в том, что при больших плотностях
излучения и элементарном акте взаимодействия света с веществом
могут одновременно поглощаться два или несколько фотонов, сум-
ма энергий которых равна энергии перехода.

Эффект многофотонного поглощения используется, в основ-
ном, в так называемой многофотонной спектроскопии, дающей до-
полнительную информацию о строении вещества, недоступную для
обычной спектроскопии.


17.5.1. Многофотонный фотоэффект.

Эффект состоит в том, что при высокой интенсивности све-
тового поля ионизация атомов может производить под воздействи-
ем излучения, для которого энергия кванта меньше энергии иони-
зации. Это обьясняется тем, что происходит одновременное
поглощение нескольких фотонов, сумма энергий которых больше
энергии ионизации атомов. Здесь просматривается некая анология
с антистоксовской люминесценцией (см."Люминесценция"). Следует
отметить, что, например, для двухфотонного фотоэффекта величи-
на тока в фотоэлементе пропорциональна квадрату мощности ла-
зерного излучения.


17.6. Эффект самофокусировки.

Известно, что первоначально параллельный пучок света по
мере рапространения в среде (включая и вакуум) расплывается за
счет дифракционных явлений. Это справедливо при малых интен-
сивностях света, пока еще среда остается линейной. с увеличе-
нием мощности светового пучка его расходимость начинает умень-
шаться. При некоторой критической мощности пучок может
распространяться, вообще не испытывая расходимости (режим са-
моканализации), а при мощности, превышающей критическую, пучок
скачком сжимается к оси и сходится в точку наа некотором расс-
тоянии от места входа в среду ставшую теперь нелинейной. Про-
исходит пройесс самофокусировки. Это расстояние, называемое
эффективной длиной самофокусировки, обратно пропорционально
квадратному корню из интенсивности пучка. Оно также зависит от
его диаметра и оптических свойств среды. Открытие эффекта са-
мофокусировки пренадлежит Г.А.Аскорьяну (открытие - 67).

Физические причины этого эффекта заключаются в изменении
показателя преломления среды в сильном световом поле. В это
изменение вносит свой вклад также эффекты, как электрострик-
ция, высокочастотный эффект Керра и изменение преломления сре-
ды за счет ее нагрева в световом пучке. Вследствии этих эффек-
тов, среда в зоне пучка становится оптически неоднородной;
показатель преломления среды определяется теперь распределени-
ем интенсивности световой волны. Это приводит к явлению нели-
нейной рефракции, т.е. переферийные лучи пучка отклоняются к
его оси, в зону с большей оптической плотностью. Таким образом
нелинейная рефракция начинает конкурировать с дифракционной
расходимостью. При взаимной компенсации этих процессов и нас-
тупает самоканализация, переходящая в самофокусировку при при-
вышении критической мощности пучка. Процесс самофокусировки
выделяется среди прочих нелинейных эффектов тем, что он обла-
дает "лавинным" характером. Действительно, даже малое увеличе-
ние интенсивности в некотором участке светового пучка приводит
к концентрации лучей в этой области, а следовательно и к до-
полнительному возрастанию интенсивности, что усиливает нели-
нейную рефракцию и т.д.

Отметим, что критические мощности самофокусировки относи-
тельно не велики (для ниробензола - 25 квт, для некоторых сор-
тов оптического стекла - 1 вт), что создает реальные предпо-
сылки использования описанного эффекта для передачи энергии на
значительные расстояния.

Интересно, что при самофокусировке излучение импульсных
лазеров в органических жидкостях пучок после "охлопывания"
распространяется не ввиде одного пучка, а распадается на мно-
жество короткоживущих (10 в минус 10-ой степени сек.) узких
(мкм) областей очень сильного светового поля (около 10 в 7-ой
степени в/см) - световых нитей. Это явление обьясняют тем, что
при самофокусировке лазерных импульсов нелинейная среда рабо-
тает как линза с изменяющимися во времени фокусными расстояни-
ями, и быстрое движение фокусов (скорости порядка 10 в 6-ой
степени м/сек.) в сочетании с аберрациями "нелинейной линзы"
может создать длинные и тонкие световые каналы.

В нелинейной оптике уже обнаружено множество интересней-
ших эффектов. Кроме описанных выше, к ним относятся такие эф-
фекты как оптическое детектирование, гетеродинирование света,
пробой газов мощным излучением с образованием т.н. "лазерной
искры", светогидравлический удар, нелинейное отражение света и
другие. Некоторые из эффектов уже нашли применение не только в
научных исследованиях, но и в промышленности. Так например,
светогидравлический удар (см."Гидравлические удары") применя-
ется при штамповке, упрочнения материалов, для ударной сварки
и т.д., что наиболее себя оправдывает в производстве микроэ-
лектроники, в условиях особо чистых поверхностей.


17.7. Светогидравлический удар (открытие - 65)

Эффект заключается в том, что при пропускании мощного ла-
зерного излучения через жидкость в ней возникают акустические
волны с высоким давлением, достигающим миллиона атмосфер, соп-
ровождающиеся вспышкой белого света и выбросом жмдкости на
значительные расстояния, при этом тела, помещенные вблизи уда-
ра, подвергались сильным деформациям и разрушению. Точной тео-
рии эффекта еще нет, однако уже ясно, что это целый комплекс
явлений. Здесь и самофокусировка, увеличивающая интенсивность
световой волны в малом обьеме, и первоначальное ее поглощение,
связанное с ВРМБ (см. 17.1) и усиленное поглощение света обра-
зующейся плазмой, что приводит к возникновению ударной волны и
затем к авитации в жидкости. Предварительная фокусировка ла-
зерного пучка и введение в жидкость поглощающих добавок значи-
тельно усиливают проявления эффекта.



17.8. Нелинейная оптика.

Нелинейная оптика - новая и постоянно развивающаяся нау-
ка. Многообразие ее эффектов далеко не исчерпано известными
ныне. Так, совсем недавно были предсказания теоретически гис-
теризисные скачки отражения и преломления на границе нелиней-
ной среды - целый класс новых эффектов нелинейной оптики.
(Данных об эксперементальном подтверждении их существования
пока нет.)

Суть эффектов заключается в следующем. Если под небольшим
углом скольжения на границу раздела двух сред с близкими зна-
чениями диэлектрической проницаемости, одна из которых нели-
нейна, падает пучок мощного светового излучения, то при изме-
нении интенсивности излучения (угол падения фиксирования),
когда она достигает определенного значения, может произойти
скачок от прохождения к полному внутреннему отражению, при об-
ратном изменении интенсивности скачок от ПВО к прохождению
произойдет уже при другом ее значении. Такие же скачки могут
наблюдаться и при изменении угла падения, когда фиксировано
значение интенсивности.

Если существование этих эффектов подтвердится, то они мо-
гут быть широко использованы для исследования нелинейных
свойств веществаи в лазерной технике. Так, например, гистери-
зисная оптическая ячейка может служить идеальным затвором в
лазере при генерации гигантских импульсов, т.к. в режиме ПВО
практически не поглощает энергии; с помощью гистерезисных эф-
фектов можно будет с большой точностью измерять интенсивность
излучения, фиксируя скачки и т.д.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Квантовая электроника, Маленькая энциклопедия, изд. Советс-
кая энциклопедия, М., 1966.

2. Н.Бломберген, Нелинейная оптика, пер. с англ., М., 1966

3. М.Шуберт, В.Вильгельми, Введение в нелинейную оптику пер. с
нем. "Мир", М., 1973.

4. Ф.Цернике, Дж.Мидвинтер, Прикладная нелинейная оптика, пер.
с англ., "Мир", М., 1976

5. Ю.П.Конюшая, Открытия и начно-техническая революция, "Мос-
ковский рабочий", М., 1974

6. Г.А.Аскарьян, ЖЭТФ, 42, 1567, 1962

7. А.Ю.Каплан, Письма в ЖЭТФ, 9, 58, 1969

8. А.К.Каплан, Письма в ЖЭТФ, том 24, вып. 3, 1976

18. ЯВЛЕНИЯ МИКРОМИРА.

18.1. Радиоактивность.

Под радиоактивностью обычно понимают самопроизвольное
превращение неустойчивых изотопов одного вещества в изотопы
другого; при этом происходит испускание элементарных частиц и
жесткого электромагнитного излучения. Различают естественную
и искуственную радиоактивность. Процессы, происходящие при
естественной радиоактивности позволяют судить о структуре и
свойствах радиоактивных веществ.В настоящее время все большее
значение получают процессы,связанные с искуственной радиоак-
тивностью.Практически все вещества имеют радиоактивные изото-
пы, поэтому, не изменяя химического строения вещества можно
его пометить, сделав часть ядер радиоактивными. Это позволяет
с большей точностью следить за перемещением этого вещества
или изучать его внутреннюю структуру.

А.с. 234 740: Способ определения концентрации пылевых
частиц с осаждением этих частиц в осадительном устройстве,
отличающийся тем, что с целью расширения диапазонав измере-
ния, в исследуемый газ добавляют радиоактивный газ, например,
радон, а после осаждения частиц определяют их радиоактивность
по величчине которой судят о концентрации пылевых частиц в
газе.

А.с. 242 324: Способ ускоренного определения годности
защитно-моющих и лекарственных веществ наружного применения,
при котором на кожу наносят слой исследуемого вещества, отли-
чающийся тем, что с целью определения времени проникновения
вещества сквозь кожу и времени выполнения им барьерных функ-
ций, в исследуемое вещество предварительно вводят радиоизото-
пы, например, йода, фояфора или серы, и проводят радиометри-
ческие измерения исследуемого обьекта.

18.2. Рентгеновское и гамма излучения.

Рентгеновское излучение, открыто в 1895 году физиком
Рентгеном, имеет ту же электромагнитную природу, что гамма
излучение испускаемые ядрами атомов радиоактивных элементов,
поэтому оба вида изучения подчиняются одинаковым закономер-
ностям при взаимодействии с веществом. Принципиальная разница
между двумя этими видами излучения заключения в механизме их
возникновения. Рентгеновское излучение - внеядерного проис-
хождения, гамма излучение - продукт распада ядер.


18.2.1. Рентгеновское излучение возникает либо при тор-
можении заряженных частиц (электронов) высокой энергии в ве-
ществе (сплошной спектр) (см. 18.4.3. "Тормозное излучение"),
либо при высоко-энергетических переходах внутри атома (линей-
чатый спектр). Недавно установлено, что рентгеновское излуче-
ние может также возникать в результате явления адгезолюминес-
ценции, которыая наблюдается при очень быстром отрыве от
гладкой поверхности липкой ленты. Такой быстрый отрыв может
происходить, например, при быстром качени по металлической
поверхности цилиндра, покрытого липкой лентой. В этом случае
пленка и металлическая поверхность образуют как бы обкладки
микроскопического конденсатора, напряженность поля в котором
может достигать сотни тысяч электрон вольт. Электроны, разог-
нанные в миниконденсаторе, тормозятся, затем в веществе, ис-
пуская при этом рентгеновское излучение.


18.2.2. Рентгеновские лучи применяют для просвещения
различных веществ с целью выявления скрытых эффектов. При де-
формации неподвижного микрокристалла, на рентгенограммах наб-
людается размытие в определенных направлениях интерференцион-
ных пятен (явление астеризма). Появление астеризма
обьясняется тем, что монокристалл в процессе деформации раз-
бивается на отдельные участки (фрагменты) размером 1-0,1 мкм.
С увеличением деформации монокристалла интерференционные пят-
на удлиняются. По направлению и степени растяжения пятна мож-
но судить о колличестве размере и форме фрагмента и исследо-
вать характер протекания деформации.

Из других областей применения рентгеновских лучей можно
назвать:

- рентгеновскую дефектоскопию; занимающеся просвечивани-
ем твердых тел с целью установления размера и места нахожде-
ния эффекта внутри материала;

- рентгеновскую спектроскопию рентгено-спектральный ана-
лиз. Основная цель - исследование электронного строения
веществ
по их рентгеновским спектрам. Области применения - исследова-
ния химического строения веществ, технологические процессы
горнорудной и металлургической промышленности

- рентгеновскую микроскопию широко прменяющихся для исс-
ледования обьектов непрозрачных для видимого света и электро-
нов (биология,медицина,минералогия,химия, металлургия).

А.с. 427 698: Способ измерения моментов инерции неодно-
родных, несвободных тел, заключающийся в поступательном пере-
мещении исследуемого тела относительно пространственной оси,
отличающийся тем, что с целью устранения влияния напряжения
мускулатуры исследуемого, поперек оси перемещения исследуемо-
го передвигают источник гамма излучения с детектором, регист-
рирующим интенсивность прошедшего через равные участки тела
гамма излучения.

18.3. Взаимодействие рентгеновского и гамма излучения с
веществом происходят посредством трех основных процессов: фо-
тоэлектрического поглощения (фотоэффекта), рассеяния и эффек-
та образования пар.


18.3.1. Фотоэффект. (см. так же 14.1.1.)

При фотоэффекте рентгеновский или гамма-квант передает
всю энергию электрону атома. При этом, если электрон получает
энергию, большую, чем энергияч связи его в атоме, то он выле-
тает из атома. Этот электрон называется фотоэлектроном. При
потере атомами фотоэлектронов освободившиеся места в элект-
ронных оболочках в дальнейшем заполняются электронами с внеш-
них оболочек. Переход электронов на более близкую к ядру обо-
лочку сопровождается испусканием кванта характреристического
излучения, которое можно зарегистрировать, например, фотоэм-
мульсией.

США патент 3 580 745: Способ и устройство для маркировки
банок в контейнере путем облучения чувствительной эммульсией.
Перед упаковкой с траспортировочной картонный контейнер, то-
рец каждой банки покрывают чувствительной к облучению эммуль-
сией. Банки, упакованные в контейнер облучают рентгеновскими
или гамма- лучами. При этом, покрытие эммульсией торцы банок
облучаются через экран с прорезями, имеющими форму маркиро-
вочных обозначений (например цены). Таким образом, маркировка
упакованных в картонный контейнер банок осуществляется без
вскрытия этого контейнера и последующей индивидуальной марки-
ровки каждой банки.

При малых энергиях квантов (Е 0,5 Мэв) фотоэлектроны вы-
летают преимущественно в направлениях, перпендикулярных нап-
равлению распространения излучения. Чем выше энергия квантов,
тем ближе к их первоначальному направлению движение выбрасы-
ваемых фотоэлектронов. Процесс образования фотоэлектронов
приводит к ионизации облучаемого вещества, что находит боль-
шее применение для интенсификации различных технологических
процессов.

А.с. 241 010: Способ получения политокарбонилфторида по-
лимиризацией тиокарбонилфторида, отличающийся тем, что с
целью упрощния процесса и получения более чистого полимера,
полимиризацию осуществляют под действием гамма излучения Со
60.

А.с. 375 295: Способ получения алтилгалогенидов германия
взаимодействия четырехгалоидного германия с триалкалгерманием
при нагревании, отличающийся тем, что с целью увелечения вы-
хода и чистоты целевого продукта, процесс ведут при гамма об-
лучении.

18.3.2. Рассеяние рентгеновского и гамма излучения.

Различают два основных процесса рассеяния: комптновское
или кекогерентное (камптон эффект) и корентное рассеяние.

При камптон-эффекте происходит упругое соударение пер-
вичного кванта со свободным электроном вещества. камптоновс-
кое рассеяние представляет собой взаимодействие кванта с
электроном, при котором, в отличии от фотоэффекта, квант пе-
редает электрону не всю энергию, а только ее часть, отклоня-
ясь при этом от своего первоначального направления в некото-
рый угол а электрон, получивший некоторое количество энергии,
начинает двигаться под углом к напрвлению движения рентге-
новского или гамма-кванта. В результате камптон-эффекта появ-
ляется рассеянный квант
большей длиной волны, изменившей первоначальное направление,
и электрон отдачи (камптоновский электрон), получивший часть
энергии кванта. Камптоновские электроны характеризуются неп-
рерывным спектром от ничтожномалых значений до максимальной
величины (если они выбрасываются в направлении движения кван-
та).


18.3.3. В случае, если энергия кванта сравнима с энерги-
ей связи электрона в атоме, происходит когерентное рассеяние
квантов. При этом, когда электромагнитная волна встречается с
электроном, последний начинает колебаться с частотой этой
волны и излучает: энергию ввиде рассеянной волны. Энергия
кванта при этом не изменяется. Движение электронов в атоме
взаимосвязано, поэтому излучение, рассеянное одним электро-
ном, будет интерферировать с излучением, рассеяным другими
электронами этого же атома. Рассеянные гамма кванты несут ин-
формацию о структуре облучаемого вещества, поэтому рассеянное
излучение можно использовать для различных измериельных це-
лей.

А.с. 120 675: Способ определния угла смачивания и по-
верхностного или межфазового натяжения непрозрачных систем
при высоких температурах фотографирование контура, которое
осуществляется в пучках мягких гамма лучей полученных от ра-
диоактивных изотопов, например иридин, 192, тулия 170 или ев-
ропия 154 или 156.

18.3.4. Эффект образования пар.

При взаимодействии с атомами ядра
кванты рентгеновского и гамма излучения достаточно высокой
энергии (не менее 1,02 Мэв) вызывают одновременное появление
электронов и позитронов. Процесс образования электронно-по-
зитронных пар происходит в поле атомного ядра или поле элект-
рона. Позитрон существует лишь очень короткий промежуток вре-
мени; вслед за образованием пары наблюдается явление
аннигиляции - исчезновение позитрона и какого либо электрона
среды, сопровождаемое излучением двух квантов с энергией 0,51
Мэв.


18.4. Взаимодействие электронов с веществом.

Различают следующие виды взаимодествия: упругое и неуп-
ругое рассение электронов на атомных ядрах и электроных обо-
лочек и торможение электронов в кулоновком поле атомных ядер.


18.4.1. Упругое рассеяние имеет место при таких столкно-
вениях, при которых происходят лишь изменения направления
движения сталкивающихся частиц, тогда как их общая энергия
остается неизменной. Основную роль в россеянии электронов иг-
рает упругое рассеяние на атомных ядрах, хотя электроны рас-
сеиваются и на электронах атомных оболочек. Вследствии малой
массы электронов они отклоняются на углы от 0 градусов до 180
градусов, причем на малые углы электроны отклоняются с боль-
шей вероятностью. При отклонении на ьольшие углы электроны
несут информацию о строении вещества рассеивателя, что может
быть использовано в различных измерительных приборах.

США патент 3 560 742: Портативное устройство для измере-
ния обратно рассеянного фета-излучения предназначено для эф-
фективных измерений толщины покрытия обрабатываемой детали.
Устройство содержит зажим для монтажа постоянного зондирующе-
го элемента. Этот зажим является составной частью устройств,
регулирующих положение зондирующего элемента относительно об-
рабатываемой детали с тем, чтобы они контактировали друг с
другом. В другом варианте выполнения изобретения, устройство
содержит укосину, которая фиксирована относительно обрабаты-
вающей детали. Зажим у укосина предназначен для удержания
зондирующего элемента в плотном контакте с поверхностью обра-
батываемой детали, т.е. в положении измерения толщины покры-
тия нанесенного на поверхность обрабатываемой детали.

18.4.2. Неупругое рассеяние элктронов происходит в ос-
новном в результате их сталкивания с орбитальными электрона-
ми. При столкновении электронов с электронами атомных оболо-
чек часть энергии электронов передается связанному электрону
атома. В зависимости от количества переданной энергии проис-
ходит возбуждение или ионизация атомов вещества. В этом и
другом случае воздействующий электрон теряет свою энергию.
Большая часть вторичных электронов обладает незначительно ки-
нетической энергией. Процесс возбуждения сопровождается ис-
пусканием характеристического излучения. Процесс неупругого
рассеяния, посколько он сопровождается ионизацией может ис-
пользоваться для интенсификации различных технологических
процессов:

Патент СНГ 454 752: Способ приготовления пульпы из дре-
весной цепи путем облучения древесной щепы с последующей вар-
кой, отличающийся тем, что с целью повышения выхода пульпы и
улучшения ее качества, облучение щепы производят электронами
дозой не менее 1,0 Мрад.

Патент США 3 820 015: Устройство для измерения концент-
рации кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сго-
рания, содержит источник бетта-электронов, обладающих низким
уровнем энергии для ионизации молекул кислорода. Указанный
источник расположен во вторичном контуре выхлопной трубы. В
этот контур выхлопной газ подается с определенной скоростью
при помощи насоса постоянной производительности. На выходе
источника бетта-электронов в ниспадающей части потока газов
установлена коллекторная пластина. При этом между источником
бетта-электронов и коллекторной пластинкой поддерживается оп-
ределенная разность потенциалов, под действием которой иони-
зированные молекулы кислорода отделяются от молекул других
газов и ударяются о коллекторную пластину. Концентрация кис-
лорода выхлопных газов определяется путем измерения заряда,
накапливающегося на коллекторной пластинке.

18.4.3. Тормозное излучение.

Помимо потерь на ионизацию и возбуждение атомов вещест-
ва, электроны могут терять свою энергию на образование тор-
мозного излучения. Проходя вблизи атомного ядра, под действи-
ем его электрического поля электроны испытывают торможение.
Поэтому в соответствии с законом сохранения энергии они будут
испускать электромагнитное (тормозное) излучение. В тормозное
излучение может преобразоваться любая часть кинетической
энергии электрона вплоть до ее максимального значения. Поэто-
му энергетический спектр тормозного излучения непрерывный.
Примером тормозного излучения является рентгеновское излуче-
ние возникающее при торможении электронов на аноде рентге-
новской трубки. Это используется в рентгеновских аппаратах.


18.4.4. Совместные действия облучания электронами и све-
том.

Особенность эффекта состоит в том, что вещество не пог-
лощает свет до облучения электронами, но в процессе облучения
или после него свет поглощается короткоживущими частицами:
радикалами, возбужденными молекулами, возбуждение или диссо-
циация которых приводит к химическим превращениям. Например,
вещества: твердые растворы бензола и нафталина в метилцинкло-
гекоане и этаноле.

18.5. Взаимодествие нейтронов с веществом.

Нейтрон представляет собой электрически нейтральную час-
тицу с массой покоя, равной преблизительно массе покоя прото-
на, вместе с которым они образуют ядра всех элементов. Пос-
колько нейтрон электрически нейтрален, он может вызывать
различные ядернве реакции, в частности цепные реакции деления
тяжелых ядер (теория, урана, плутония) осуществляемые в ядер-
ных реакторах. По кинетической энергии нейтроны делятся на
быстрые, промежуточные и тепловые. в зависимости от этой
энергии нейтроны по разному взаимодействуют с веществом Теп-
ловые нейтроны взаимодействуют пратически со всеми ядрами
элементов, а в тяжелых вызывают реакцию деления. Промежуточ-
ные также поглощаются ядрами, но при некоторых значениях
энергии нейтроны хуже поглощаются ядрами, а гораздо лучше не-
упруго рассеиваются (замедляются), теряя при этом кинетичес-
кую энергию. Особенно интенсивно быстрые нейтроны рассеивают-
ся на водосодержащих веществах (замедлителях), что
используется для замедления быстрых нейтронов до тепловых
энергий в тепловых реакторах.

Патент США 3 794 843: Контрольно измерительный прибор
для определения весового содержания влаги в насыпном материа-
ле, содержит источник излучения, облучающий влажный насыпной
материал быстрыми нейтронами и гамма-лучами; прошедшее излу-
чение регистрируют двумя детекторами, причем первый регистри-
рует гамма-излучение, а второй тепловые нейтроны, возникающие
при замедлении быстрых нейтронов на ядрах водорода, содержа-
щихся во влаге насыпного материала; оба сигнала от детектора
поступают на электрическую схему, с целью получения сигнала,
скоррелированного с весовым процентным содержанием влаги в
материале.

Патент США 3 558 888: Сопособ нейтронного каротажа сква-
жин для измерения количества нефти в зоне скважин, пробурен-
ной в земной породе, с использованием радиоактиного излуче-
ния, согласно которому измеряется поперечное сечение захвата
тепловых нейтронов в буровом растворе; Величина этого сечения
определяется содержанием воды в этой геологической формации,
а количество нефти, содержащееся в зоне скважин измеряется
как функция макроскопического поперечного захвата тепловых
нейтронов в породе.

Патент США 3 562 523: Способ определениясодержания оста-
точных масел в формации после подачи воды или заводнения ней-
теносоного пласта состоит в измерении рапада тепловых нейтро-
нов сначала при наличии воды, содержащейся в данной формации,
а затем после замены этой воды водой, которая имеет сущест-
венно отличающееся сечение захвата и которая берется из зоны,
содержащей по крайней мере, в радиусе действия регистрирующе-
го инструмента.

18.5.1. При очень интенсивном облучении быстрыми нейтро-
нами различных веществ наблюдается так называемые явления
нейтронного раскупания - увеличение обьема вещества, что мо-
жет быть использовано, например, для правки массивных метал-
личеких деталей (А.с.395147) или в устройствах для измерения
деформации ядерного горючего (заявка Великобритании 1359759)
(см. 2,3).


18.6. Взаимодействие альфа-частиц с веществом.

Альфа-частицы (ядра гелия 4) состоят из двух протонов и
двух нейтронов. Посколько альфа-частицы заряжены, то их очнь
просто ускорять и облучать этим потоком различные вещества,
которые при этом сильно ионизируются. Ионизированные атомы
через какой-то промежуток времени захватывают свободные
электроны и превращаются в нейтральные, излучая при этом ха-
рактеристическое излучение, по которому можно судить о соста-
ве исследуемого вещества.

А.с. 223 948: Способ раздельного определения аллюминия и
кремния по облучению пробы протоком альфа-частиц и одновре-
менной регистрации возбужденного в ней суммарного характерис-
тического излучения аллюминия и кремния, отличающийся тем,
что с целью увеличения чувствительной и разрешающей способ-
ности, сразу после прекращения облучения пробы измеряют наве-
денную активность пробы и по соотношению измеряемых величин
суммарного характеристического излучения аллюминия и кремния
и наведенной активности судят о концентрации алююминия и
кремния в пробе.

18.6.1. Эффект увеличения коррзийной стойкости металлов.

Если металлическую пластину облучать в течении несколь-
ких минут альфа-частицами, то в силу короткого пробега части-
цу в веществе основная масса частиц останется в тонком по-
верхностном слое отдав при этом ему всю кинетическую энергию.
Эксперементально установлено, что если после такого облучения
пластину выдержать в атмосфере паров концентрированной соля-
ной и серной кислот, то поверхность металла сохраняет перво-
начальную структуру и блеск. Этот эффект можно обьяснить так
же, как и в случае сверхнизкого трения (см. раздел 1.3.1.)
перестройкой структуры поверхностного слоя и удалением паров
воды.


18.7. Радиотермолюминесценция.

Если какое-либо твердое вещество при низкой температуре
подвергнуть воздействию электронов рентгеновских или гам-
ма-лучей, то при нагреве, даже самом незначительном, вещество
начинает светиться. Причем, при плавном нагревании твердых
органических веществ температура, при которой наблюдается на-
ибольшее термолюминесцеция, совпадает с температурой струк-
турных переходов (плавления, размягчения и т.д.). Это явление
(открытие - 168) позволило создать новый эффективный метод
исследования вещества.

А.с. 381 983: Способ исследования структурных переходов
в органических веществах, основанный на регистрации радиотер-
молюминесценции образца, отличающийся тем, что с целью упро-
щения процесса облучают поверхностный слой образца пучком
электронов с энергией 5-30 Кэв.

В общих чертах метод радиотермолюминесценции или сокра-
щенно РТД, заключается в следующем: образец исследуемого ор-
ганического вещества облучают при низкой температуре (77-100
градусов К) в полной темноте. Пригодны любые источники иони-
зирующего излучения: нейтронные, гамма, бетта-источники, ус-
корители заряженных частиц рентгеновские установки. Мощность
дозы не играет существеной роли. Важно только, чтобы полная
так называемая экспозиционная доза достигала 0,1-2 Мрад. Та-
кие дозы, как правило не изменяют температуры структурного
перехода. Затем образец плавно нагревают 10-20 градусов С в
минуту. Свечение образца регистрируют с одновременной регист-
рацией температуры. Получают зависимость интенсивности РТЛ от
температуры - кривую высвечивания. Пики, изломы кривой, их
высота и ширина несут информацию об исследуемом веществе и
прежде всего, позволяют оценить температуру структурных пере-
ходов. Абсолютная точность определения достигает около 1 гра-
дуса (см. 15.6.)


18.8. Эффект Мессбауэра.

Суть эффекта состоит в упругом испускании или поглощении
гамма-квантов атомными ядрами связанными в твердом теле. При-
чина "упругости" процесса (при упругом процессе внутреняя
энергия тела не изменяется, т.е. атом остается в том же сос-
тоянии), в том, что если атом поглотитель (или излучатель
входит в состав кристаллической решетки, то перестает выпол-
няться однозначное соответствие между импульсом гамма-кванта
и энергии отдачи атома. При Мессбауэровском процессе отдача
атома вообще не имеет место (не происходит возбуждение фоно-
на), и импульс гамма-кванта воспринимается всей решеткой,
т.е. всем криссталлом. Благодаря этому ширина Мессбауэровских
линий поглощение и испускания очень мала (весьма острая резо-
нансная кривая); соответственно сдвиг линий очень чувствите-
лен к параметрам, как самого излучения, так и твердого тела.
В настоящее время на основе этого эффекта проведена масса
очень тонких физических экспериментов, весьма важных, в част-
ности, для физики и химии твердого тела. Малая ширина линий
поглощения и следовательно, почти фантастическая точность из-
мерений с помощью эффекта Мессбаэура позволило разработать
ряд методов для технического экспресс анализа веществ, содер-
жащих Мессбауэровские ядра.

А.с. 297 912: Способ фазового анализа руд, содержащих
Мессбауэровские элементы спектр которых частично перекрывают-
ся, основанные на резонансном гамма-поглощении, отличающийся
тем, что с целью повышения эффективности измерений при анали-
зе, последовательно определяют величину эффекта Мессбауэра на
исследуемой руде с разными источниками, число которых равно
числу соединений в ряде и мессбауэроские спектры коороых сов-
падают со спктрами соединений в руде, сопоставляют с резуль-
татами колибровки и по совокупности величин эффекта мессбауэ-
ра определяют содержание исследуемых соединений в руде.

А.с. 446 007: Способ фазового анализа вещества, включаю-
щий измерение эффекта Мессбауэра по линии спектра, соответс-
твующей исследуемой фазе и последующее определение содержания
фазы с помощью градуировочной зависимости, отличающийся тем,
что с целью повышения точности и чувствительности анализа,
измеряют эффект Мессбауэра на исследуемой линии в присутствии
фильтра полного резонансового поглощения со спектром, не пе-
рекрывающимся с линией определяемой фазы, и эффект Мессбауэра
на линии спектра упомянутого фильтра в присутствии исследуе-
мого образца и по отношению измереных эффектов определяют со-
держание исследуемой фазы.

Применение эффекта Мессбауэра для контроля железной руды
при ее магнином обогащении и использованием в качестве источ-
ника гамма-излучения кобальта-57 позволяет быстро и надежно
определять содержание железа в рудном порошке, что способс-
твует повышению качества железного концентрата.

18.9. Электронный парамагнитный резонанс (открытие-85).

"Установлено неизвестное ранее явление квантовых перехо-
дов между электронными энергетическими линиями парамагнитных
тел под влиянием переменного магнитного поля резонансной час-
тоты (явление электронного парамагнитного резонанса - ЭПР)"

Суть явления: постоянно в магнитном поле электронные
уровни энергии парамагнитных атомов расцепляются на несколько
подуровней; энергетическая разность подуровней определяется
величиной поля и свойствами вещества; соответствующие кванто-
вые переходы между этими подуровнями иницируются в переменном
(высокочастотном) магнитном поле.

Открытие ЭПР послужило толчком для развития резонансных
методов изучения вещества, в частности акустического парамаг-
нитного резонанса ферро и атиферромагнитного резонанса маг-
нитного резонанса.

При явлении акустического парамагнитного резонанса пере-
ходы между подуровнями иницируются наложением высокочастотных
звуковых колебаний; в результате возникает резонансное погло-
щение звука.

При ферромагнитном резонансе происходит избирательное
поглощение энергии электромагнитного поля: Эта энергия расхо-
дуется на возбуждение коллективных колебаний магнитоупорядо-
ченной структуре ферромагнетика (или антиферромагнетика) (см.
8.7.).

Применение метода ЭПР дало ценные данные о строении сте-
кол, кристаллов растворов; в химии этот метод позволил уста-
новить строение большого числа соединений изучить цепные ре-
акции и выяснить роль свободных радикалов (молекул),
обладающих свободной валентностью в протекании химических ре-
акций. Тщательное изучение радикалов привело к решению ряда
вопросов молекулярной и клеточной биологии.

Метод ЭПР - очень мощный, он практически не заменим при
изучении радиационных изменений в структурах, в том числе и в
биологических. Чувствительность метода очень высока и состав-
ляет 10 в 10-ой и 10 в 11-ой парамагнитных молекул. На приме-
нении ЭПР основан поиск и проверка новых веществ для кванто-
вых генераторов; явление ЭПР используется для генерации
сверхмощных субмиллиметровых волн.

А.с. 292 101: Способ текущего контроля условной вязкости
гудронов и жидких битумов, отличающийся тем, что с целью неп-
рерывности определения пропускают контролируемую струю по
трубопроводу через резонатор спектрометра ЭПР и регистрируют
условную вязкость по амплитуде линии спектра парамагнитного
поглощения.

А.с. 510 203: Способ определения поля у огурцов путем
исследования семян, отличающийся тем, что с целью повышения
производительности труда в селекционном процессе, измеряют
активный сигнал электронного парамагниного резонанса и опре-
деляют характер люминесценции семян по величине сигнала и ин-
тенсивности свечения судят о степени выраженности и принад-
лежности к полу: при величине активного сигнала электронного
парамагнитного резонанса 0,66-0,68 относительных единиц и
слабым свечением растения будут преимущественно мужского ти-
па, а при сигнале 0,48-0,56 относительных единиц и интенсив-
ном свечении - женского типа.

А.с. 516 643: Способ оценки стабильности пластичных сма-
зок путем сравнения свойств исходной и проработавшей в узле
трения смазки, отличающийся тем, что с целью сокращения вре-
мени проведения испытаний микроколичеств смазки, в исходную и
проработавшую смазки вводят стабильный радикал, снимают
спектр ЭПР, определяют частоты вращательной диффузии радикала
и по их отношению оценивают стабильность смазки.

18.10. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР).

Парамагнетизм вещества может быть обусловлен не только
строением электронных оболочек атомов, но и магнетизмом ядер.
Магнетизм ядер, также, как и магнетизм оболочек, может выз-
вать резонансное поглощение энергии в твердрдом, жидком или
газообразном состоянии. Резонансные частоты метода ЯМР лежат
в области 1-100 МГц, чувствительность метода составляет от 10
в 17-ой степени до 10 в 21-ой степени ядер. На применении ЯМР
основан принцип работы приборов для стабилизации и точнейших
измерений магнитных полей, а также для анализа смесей по их
изотопному составу. Сильный сигнал ЯМР наблюдается в присутс-
твии ядер изотопа углерод-13, что предопредилило применение
ЯМР и его разновидности - ядерного квадрупольного резонанса -
в химии углеродов, особенно природных (нефть).

А.с. 178 511: Способ измерения расхода жидкостей, осно-
ванный на явлении ЯМР, отличающийся тем, что с целью измере-
ния расхода жидкости, обладающих сильным сигналом магнитного
резонанса используют свободную процессию ядер в магнитном по-
ле земли.

А.с. 344 275: Способ измерения расхода жидкости по А.с.
179511, отличающийся тем, что с целью упрощения устройства
измеряют скорость затухания сигнала ЯМР при движении жидкости
в неоднородном магнитном поле и по ней судят о расходе.

А.с. 550 669: Способ измерения проницаемости пористых
материалов, основанный на явлении ограниченной самодиффузии
молекул жидкости, включающий ядерно-магнитные резонансные из-
мерения с импульсным градиентом магнитного поля, причем ин-
тервал времени между импульсами градиента устанавливают боль-
ше, чем время, необходимое для диффузии молекул на
расстояние, равное размеру пор в образце, измеряют сигнал эха
образца, отличающийся тем, что с целью получения достоверного
значения проницаемости увеличивают интервал времени между им-
пульсами градиента при фиксированной их амплитуде, повторяют
измерение амплитуды сигнала эха и по зависимости амплитуды
эха от интервала между импульсами градиента судят о проницае-
мости.

18.11. Эффект Оверхаузера-Абрагама.

В том случае, если в атоме имеет место и ядерный, и
электронный парамагнетизм, то их взаимодействие приводит к
изменению интенсивности сигнала ЯМР. При возрастании насыще-
ния электронного парамагнитного резонанса и образце с пара-
магнитными ядрами наблюдается значительное увеличение интен-
сивности ЯМР (Оверхаузер 1953). Этот эффект был использован
для разработки метода динамической поляризации ядер; вещество
с поляризованными ядрами очень чувствительно как к величине
магнитного поля, так и ее изменению. Это свойство и лежит в
основе практически: применений эффекта.

Патент США в 3 559 045: Магнитный градиометр, служащий
для измерения разницы между магнитными полями в двух зонах,
содержит два ядерных фильтра - по одному в каждой зоне. Каж-
дый из ядерных фильтров является фильтром такого типа, в ко-
тором исползуется эффект Обрхаузера-Абрагама, и выдает выход-
ной сигнал, который усиливается иподводится к одному из
входов операционного усилителя. Выходной сигнал усилителя
расщепляется и подводится к входной катушке двух фильтров.
Фазометр измеряет разность фаз входных сигналов операционного
усилителя, который может быть суммирующего или дифференциаль-
ного типа, что определяется фильтром ядерного фильтра (с пе-
рекрещивающимися или параллельными катушками). Разность фаз
находится в прямой зависимости от разности между полями.

Л И Т Е Р А Т У Р А

18.6. А.Хирный и др., Эффект увеличения коррозионной стойкос-
ти металлов, облученных ионами гелия. Доклады АН СССР, Т.214,
НР-1, 1974.

18.7. Л.Мельников. Свет из ловушки. "Химия и жизнь",нр-1,1976

18.8. В.И.Гольданский. Эффект Мессбауэра и его применение в
химии, изд. АН СССР, 1964

А.с. 181752, 247424, 297912, 346693.

18.9. Парамагнитное поглощение звука, УФН, 1961, Т.75, нр-3

Дж.Пейк. Парамагнитный резонанс. М., "Мир", 1965

18.10. И.В.Александров, Теория ядерного магнитного резонанса.
М., 1964

А.Абрагам. Ядерный магнетизм. М., ИЛ, 1963

А.Каррингтон и др. Магнитный резонанс и его применение в хи-
мии. М., "Мир", 1970

18.11. Г.Хуцишвили. УФН., 1960, т.71.

19. РАЗНОЕ

В этом разделе даются краткие сообщения о некоторых эф-
фектах, по какой-либо причине невошедшие в предыдущие главы
"Указателя". В некоторых случаях это обьясняется несовершенс-
твом принципа, положенного нами в основу систематизации физи-
ческих эффектов, в других - эффекты привлекли наше внимание
уже после написания основных разделов, некоторые эффекты воб-
ще трудно было назвать физическими, как например, эффект Ме-
биуса. Тем не менее, многие из них, по нашему мнению, могут с
успехом использоваться в изобретательской практике.


19.1. Термофорез.

Если нагретое тело поместить в обьем, заполненный аэро-
золем, т.е. мелкими частицами, взвешенными в воздухе, напри-
мер, дымом или туманом, то вокруг тела возникает так называе-
мая темная зона (среда, свободная от аэрозоля), толщина
которой зависит от разности температур тела и среды, давления
газа, размера и формы тела и не зависит от его химического
состава. Горячее тело как бы отталкивает от себя частицы аэ-
розоля.

Это явление обусловлено термофоретическими силами,
действующмими со стороны газообразной среды на находящееся в
ней неравномерно нагретые тела (в частности, частицы аэрозо-
ля). Термофоретические силы возникают вследствие того, что
газовые молекулы у более нагретой стороны частицы сильнее
бомбардируют ее, чем у менее нагретой стороны, и потому сооб-
щает частице импульс в направлении убывания температуры. Ве-
личина термофоретических сил пропорциональна квадрату радиуса
частицы, скорость же движения частицы под действием этих сил
- скорость термофореза - не зависит от ее размера вследствие
соответствующего возрастания силы сопротивления среды.

А.с. 261 400: Способ зарядки частиц, заключающийся в
том, что при помощи коронного разрядника, содержащего зазем-
ленный металлический электрод и коронирующие проволочки,
подключенные к одному из полюсов высоковольтного источника
тока, получают поток ионов определенного знака движущихся к
металлическому электроду и сообщающих заряд частицам аэрозо-
ля, отличающийся тем, что с целью улучшения условий эксплуа-
тации коронного разрядника и повышения качества электрофотог-
рафических изображений, получаемых пылевым методом
проявлений, заземленный металлический электрод и коронирующие
проволочки нагревают, например, электрическим током до такой
температуры, при которой ввиду проявления термофоретических
сил заряженные частицы аэрозоля не могут осаждаться в области
плазмы коронного разряда.

19.2. Фотофорез.

Если аэрозоль осветить интенсивным направленным пучком
света, то аэрозольные частицы начинают совершать упорядочен-
ные движения, причем некоторые из них в направлении распрост-
ранения света (положительный Ф.Ф.), а другие навстречу ему
(отрицательный Ф.Ф.). Наиболее сильно Ф.Ф. проявляется на ок-
рашенных частицах. Тип Ф.Ф. зависит от цвета и от ее размера.

В основе явления лежит совместное действие на частицу
светового давления и термофоретических сил. Преобладание од-
ного из этих факторов определяет тип Ф.Ф. Так, для мелких
частиц основным фактором является световое давление, оно и
обуславливает в данном случае положительный фотофорез.


19.2.1. Интенсивное явления обнаружено в аэрозолях селе-
новой и железной пыли. В этих системах под влиянием светового
потока аэрозольные частицы начинают двигаться в направлении
перпендикулярном направлению распространения света.


19.3. Стробоскопический эффект.

Если быстро вращающееся тело освещать импульсами света,
частота следования которых совпадает с круговой частотой вра-
щения, то наблюдатель будет видеть тело как бы неподвижным.
Это позволяет рассматривать особенности его поверхности или
какие-либо ее изменения, не останавливая вращения тела.

А.с. 515 936: Способ определения окружных люфтов транс-
миссий с ведомым и ведущими валами, заключающийся в том, что
на ведомом валу наносят базовую метку и вращают его с опреде-
ленной и постоянной угловой скоростью, отличающийся тем, что
с целью повышения точности определения люфтов, освещают базо-
вую метку стробоскопическими импульсами с частотой при кото-
рой метка кажется неподвижно изменяют синхронно скорость вра-
щения ведущего вала и частоту импульсов и определяют угол
отклонения метки от первоначального ее положения, по которому
судят о люфтах трансмиссий.

Если частоты световых импульсов и вращения тела несколь-
ко отличаются, то будет наблюдаться кажущееся вращение тела,
скорость которого гораздо меньше действительной скорости вра-
щения. Сказанное справедливо и для поступательного (колеба-
тельного) движения тел.

Стробоскопический эффект лежит в основе кино. Отдельные
изображения последовательных стадий движения, быстро сменяя
друг друга, создают иллюзию непрерывного движения. При этом
важную роль играет особенность нашего светового восприятия -
инерционность, глаз как бы "видит" изображение предыдущего
кадра некоторое время после того, как экран погас.

Движение в кинофильме может быть ускоренным или замед-
ленным в зависимости от соотношения частот сьемки и воспроиз-
ведения, что используется для визуализации быстро - или мед-
ленно - протекающих процессов.

Несмотря на свою простоту, стробоскопический метод может
являться основой многих тонких исследований.

А.с. 255 684: Фазовый способ измерения длины волны уль-
тразвука, основанный на использовании стробоскопического эф-
фекта при помощи бегущих ультразвуковых волн, отличающийся
тем, что с целью повышения точности, модулируют одну из бегу-
щих ультразвуковых волн, освещаемых пучком света, по фазе,
наводят последовательно ось фотоэлектрического микроскопа на
максимум освещенности видимого изображения и по расстоянию
между соседними максимумами судят о длине ультразвуковой вол-
ны.

В заключении отметим, что стробоскопический эффект явля-
ется ярким проявлением закона согласования ритмики частей
системы.

19.4. Муаровый эффект.

При наложении двух систем контрасных полос возникает
узор, образованный их сгущениями в местах, где полосы одной
системы попадают в промежутки между полосами другой системы.
Возниконовения таких узоров называют муаровым эффектом.

Простейший муаровый узор возникает при пересечении под
небольшим углом двух систем равноудаленных параллельных полос
(линий). Небольшое изменение угла поворота одной из систем
ведет к значительным изменениям расстояния между элементами
муарового узора.


19.4.1. Муаровый узор образуется также при наложении
двух непересекающихся систем равноудаленных параллельных ли-
ний, когда величина шага одной из систем слегка отлична от
другой. При этом, чем меньше разница в шаге, тем больше расс-
тояние между муаровыми полосами. Это позволяет получить ко-
лоссальное увеличение (в миллионы раз) разницы в ширине про-
межутков между линиями. Иначе говоря муаровый эффект дает
возможность визуально без применения оптических систем, обна-
руживать ничтожные отклонения в почти одинаковых периодичес-
ких структурах. В настоящее время метод муара широко применя-
ют при контроле точности делительных устройств для
изготовления дифракционных решеток.

19.4.2. Муар возникает на электронной микрофотографии
двух кристаллов, наложенных таким образом, что их атомные ре-
шетки почти совпадают. Любой деффект нарушающий регулярность
структуры кристалла, четко проявляется в муаровом узоре. Уве-
личение при этом таково, что позволяет видеть смещения ато-
мов, величины которых меньше диаметра самого атома.

19.4.3. Если две решетки из равноудаленных параллельных
прямых, несколько отличных по вельчине шага, двигать одну от-
носительно другой в направлении, перпендикулярном линиям, то
полосы муарового узора будут двигаться со скоростью гораздо
большей, чем относительная скорость движения самих решеток.
При этом направление их движения совпадает с направлением от-
носительного смещения решетки с меньшим шагом. Таким образом,
малое перемещение одной из решеток приводит к значительному
перемещению полос муара, которое легко обнаружить и измерить.

А.с. 297 861: Способ определения деформаций по картине
муаровых полос, отличающийся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения деформаций, определяют отношение скоростей
взаимного премещения деформированной и эталонной сеток и ско-
рости перемещения муаровой полосы и по величине этого отноше-
ния судят о величине деформаций.

Описанное проявление муарового эффекта издавна использу-
ется во всех измерительных приборах, обладающих нондусом, та-
ких, как микрометр или штангенциркуль.

19.4.4. С помощью эффекта муара можно визуализировать
ничтожные изменения показателя преломления прозрачных сред,
помещая их между решетками. Так, например, можно визуально
изучить динамику расстворения двух веществ.

19.4.5. Этот же принцип позволяет производить экс-
пресс-анализ качества оптических деталей. Линзы помещают меж-
ду решетками, наличие выпуклой линзы увеличивает элементы му-
арового узора, вогнутой - уменьшают. При этом обе линзы
поворачивают узор в противоположных направлениях на угол,
пропорциональный фокусному расстоянию. В местах неоднороднос-
тей структуры или формы линз линии узора искажаются.

Еще пример контроля оптики!

А.с. 515 937: Интерференционный способ измерения клино-
видности оптических прозрачных пластин, заключающийся в том,
что пучок света от лазера фокусирует с помощью обьектива в
плоскость отверстия в экране, за которым установливают конт-
ролируемую пластину, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и производительности измерений, от контролируемой
пластины при ее фиксированном положении получают прозрачную
копию интерференционных колец, поворачивают пластину в ее
плоскости на 180, накладывают интерференционную картину на
копию и по ширине муаровых полос, образовавшихся от наложе-
ния, измеряют клиновидность платины.

Множество муаровых узоров можно получить, совмещая ре-
шетки, образованные самыми различными линиями, например кон-
центрическими окружностями, спиралевидными волнообразными или
радиально исходящими из точки линиями и даже семействами рав-
номерно расположенных точек. Таким образом можно моделировать
многие сложные физические явления, такие, как взаимодействие
электростатических полей, интерференция волн и другие. Подоб-
ными методами решаются некоторые задачи архитектурной акусти-
ки.

В Японии предложено использовать муаровый эффект для
составления топографических карт предметов. Обьект фотографи-
руют через решетку из тонких нитей, сбрасывающую на него чет-
кую тень. Тень деформируется в соответствии с рельефом обьек-
та и при взаимодействии ее с реальной решеткой возникает
муаровый узор, наложенный на изображение обьекта. На фотогра-
фии расстояние между линиями муара соответствует глубине
рельефа. Такой метод очень эффективен, например, при изучении
деформации быстровращающихся деталей, при анализе обтекания
тел поверхностным слоем жидкости в медицинских исследованиях
анатомического характера.

Универсальность метода муара, простота преобразования с
его помощью различных величин, близка к ИКР, высокая разреша-
ющая способность - все это говорит о том, изобретатели еще не
раз обратятся в своей практике к муаровому эффекту.


19.5. Высокодисперсные структуры.

Одной из тенденций развития технических систем является
увеличение степени дисперсности входящих в них веществ. При
этом наблюдаются качественные изменения свойств дисперсной
структуры по сравнению со свойствами монолитного нераздроб-
ленного вещества.

Высокодисперсные структуры подразделяются на сыпучие,
консолидированные и коллоидные. Из сыпучих порошков особый
интерес представляют ферромагинтные порошки, так как ими лег-
ко управлять магнитным полем (1), и их можно вводить ввиде
индикаторных добавок в немагнитные вещества с целью выяснения
условий действующих внутри исследуемого вещества (температу-
ры, давления и т.п.).

А.с. 239 643: Способ определения степени затвердевания
полимерного состава. В полимер в небольшом колличестве вводят
ферромагнитный порошок. Полимер затвердевая сдавливает части-
цы порошка, который при этом меняет свои магнитные свойства,
что легко обнаружить.

19.5.1. Консолидированные тела - это тела, полученные
путем прессования или спекания мелкого порошка (размеры час-
тиц от 10 до 100 мкм). Консолидированные тела обнаруживают
много интересных свойств (2), отличающих их от сплошного те-
ла, состоящего из того же вещества. Например, при консолиди-
ровании порошка путем прессования можно получить анизотропные
тела, несмотря на то, что вещество, составляющее частицы ве-
щества, изотропно. Параметры такого консолидированного тела
(электропроводность, теплопровоность, распространение звука,
модуль упругости и т.п.) в направлении прессования выше, чем
в сплошном теле из того же вещества, причем все свойства из-
меняются практически на один и тот же масштабный коэффициент
пропорциональности. Зная, в каком масштабе искажена одна из
условных характеристик пористого образца (например, электроп-
роводность), можно легко определить масштабы искажения и дру-
гих характеристик этого образца (теплопроводности, скорости
звука, модуля сжатия, коэффициента Пуассона и т.д.), а зна-
чить легко можно определить и сами характеристики данного об-
разца. Контролируя какую-нибудь из легкоизмеряемых характе-
ристик пористого тела в процессе его консолидации можно
однозначно определить изменения интересующих нас других его
характеристик.


19.6. Электрореологический эффект.

Электрореологическим эффектом называется быстрое обрати-
мое повышениеэффективной вязкости неводных дисперсных систем
в сильных электрических полях (3).

Электрореологические супсенции состоят из неполярной
дисперсной среды и твердой дисперсной фазы с достаточно высо-
кой диэлектрической проницаемостью. Дисперсными средами могут
служить неполярные или слабополярные органические жидкости с
достаточно высоким электрическим сопротивлением (порядка 10
ом.см). Например, светлые масла (валелиновое, трансформатор-
ное, растительные мала (косторовое), диэфиры (дибутилсебаци-
нат), нефтановые углеводороды (циклогексан), керосин, загу-
щенный малыми добавками полиизобутилена. В качестве
дисперсной фазы широко применяется кремнезем в различных мо-
дификациях. Размеры частиц не более 1 мкм.

Электрореологический эффект не проявляется заметно
вплоть до некоторой пороговой напряженности электрического
поля. Величина ее зависит от состава суспензии и температуры.
После достижения значения Екр эффективная вязкость растет
приблизительно квадратично, но не до бесконечности, а до ее
насыщения.

Эффект наблюдается и в постоянных и в переменных полях.
При увеличении частоты поля кажущаяся вязкость вначале оста-
ется неизменной, затем падает. Вид зависимости эффекта от
частоты зависит от состава дисперсной системы.

Электрореологические суспенсии весьма чувствительны к
изменениям температуры. Нагрев снижает абсолютную величину
эффективной вязкости системы. С ростом температуры влияние
электрического поля постепенно невилируется.


19.7. Реоэлектрический эффект.

Под действием сдвига в так называемых электрочувстви-
тельных дисперсных системах происходят изменения диэлектри-
ческой проницаемости, электропроводности и тангенса угла диэ-
лектрических потерь. Такие изменения диэлектричеких
параметров предложено называть реоэлектрическим эффектом.
Важное значение реоэлектрического эффекта для практики связа-
но с возможностью получения на его основе электрически ани-
зотропных материалов, в частности электронов. Если частицы
дисперсной фазы несут заряд преимущественно одного знака, в
концентрированных системах при наложении электрического поля
наблюдается электросинерезис - сжатие структурного каркаса в
целом у одного электрода и выделение дисперсной среды у дру-
гого.

В суспезиях, если частички несут положительный или отри-
цательный заряд, под влиянием электрического поля протекает
электрофорез (см.12) и соответственно на катоде или на аноде
осаждается слой дисперсной фазы. Это свойство используется
для создания информационных табло и экранов отображения -
плоских устройств для показа картин с помощью дисперсных сис-
тем, прозрачность которых изменяется под влиянием электричес-
кого поля.

Области возможного практического применения электрорео-
логического эффекта чрезвычайно разнообразны и широки:

1. регулирование движения жидкости, прокачиваемой через
узкий канал;

2. конструкции муфт сцепления, тормозов и других фрикци-
онных устройств;

3. зажимные и фиксирующие устройства ( если пленку
электросвязкой жидкости нанести на тонкую пластину диэлектри-
ка, с другой стороны которого располагаются электроды, соеди-
ненные с источником одно или трехфазного тока, то электропро-
водный эффект, установленный на пластине, будет жестко
зафиксирован "затвердевший" пленкой при наложении достаточно
интенсивного электрического поля);

4. жидкие электрогенераторы, преобразователи тока;

5. электрокинетические весы, примеры использования
электрореологического эффекта подробно рассмотрены в (3).


19.8. Жидкие кристаллы.

Представим себе жидкость, молекулы которой имеют удли-
ненную палочкообразную форму. Силы взаимодействия "выстраива-
ют" их параллельно друг другу и ведут они себя как обычные
молекулы жидкости, но с учетом единственного ограничения -
при всех перемещениях должно сохраняться (в целом) некоторое
выделенное направление длинных осей. У такой жидкости будут
различные оптические и другие характеристики (например, теп-
лопроводность) в различных направлениях, т.е. они будут ани-
зотропной. А ведь анизотропия всегда считалась отличительной
чертой кристаллического состояния!

Жидкость, описанного выше типа, принадлежит обширному
классу веществ, называемых нематическими жидкими кристаллами.
Слово "немос" по-гречески "нить", и, действительно, молекулы
таких жидких кристаллов напоминают бусинки, укрепленные на
нити.

Возможны и другие типы молекулярной архитектуры, создаю-
щие анизотропию. Укладка молекул слоями и пачками приводит к
еще одному классу жидких кристаллов - сметическим. Такая упа-
ковка молекул создает анизотропию не только оптических, но и
механических свойств, посколько слоя легко смещаются относи-
тельно друг друга. Название этой группы связано с греческим
словом "смектос" (мыло). Такое расположение молекул характер-
но для мыльных растворов, эмульсий и т.д.

Третьим распространенным типом жидких кристаллов являют-
ся холестерические, в которых молекулы укладываются в плос-
костях подобно описанным выше нематическим кристаллам, но са-
ми плоскости повернуты друг относительно друга. Вектор,
связанный с длинной осью, так называемой "директор", описыва-
ет в пространстве спираль. Названием этот класс жидких крис-
таллов обячзан печально известному холестирину, у которого
впервые были обнаружены подобные свойства.

19.8.1. Прежде всего было найдено, что воздействие
электрического поля на жидкие кристаллы приводит к электрооп-
тическим эффектам, не имеющих аналогов среди прочих оптичес-
ких сред. Электрооптическая ячейка состоит из двух стекол,
между которыми находится тонкий слой жидкого кристалла. Окра-
шенные поверхности стекол обработаны таким образом, что они,
оставаясь прозрачными, пропускают электрический ток. Таким
образом получают как бы прозрачный конденсатор, диэлектриком
внутри которого служит слой жидкого кристалла.

19.8.2. Первым из открытых и, пожалуй наиболее впечатля-
ющих эффектов стало динамическое рассеяние. При определенном
значении приложенного поля жидкость между электродами как бы
становится мутной. Свет, до сих пор беспрепятственно прихо-
дивший через жидкий кристалл, рассеивается, и участки с повы-
шенной напряженностью поля становятся видны.

Этот простой эффект имеет большую практическую ценность.

Электропроводящие участки поверхности стекла могут быть
выполнены ввиде букв или любых геометричеких фигур. Подавая
на них соответствующие напряжения, можно формировать различ-
ным образом прозрачные и непрозрачные участки, то есть с нич-
тожными затратами энергии создавать подвижные и неподвижные
картины. Использование динамического рассеяния на слое жидко-
го кристалла толщиной в несколько микрометров позволяет полу-
чить изображение, затрачивая мощность порядка микроваттов.
При этом из-за тонкости слоя жидкого кристалла необходимое
напряжение на ячейке составит всего несколько вольт.


19.8.3. Удивительные превращения происходят с лучом све-
та при взаимодействии с колестерическим жидким кристаллом, т.
е. периодической спиралью. Освещенный белым светом, он кажет-
ся окрашенным и при поворотах (при изменении угла наблюдения)
начинает переливаться всеми цветами радуги. Этот эффект воз-
никает потому, что в различных направлениях чешуйки кристал-
ла, отражающие свет, расположены на различных расстояниях и
отражают из белого цвета лишь волны с определенной длинной.

Такой простой и красивый эффект дает ошеломляющую
возможность.

Например, пусть какой-то участок поверхности нагрет на
сотые доли градуса выше окружающих. Приложим к этой поверх-
ности пленку с нанесенным слоем холестерического жидкого
кристалла. В "горячей" точке шаг спирали чуть-чуть увеличится
и на пленке появится точка иного цвета. Покрыв готовое изде-
лие (это может быть интегральная схема или деталь двигателя)
слоем холестерического вещества, можно получить цветную кар-
тину тепловых направлений, на который контрастными пятнами
поступают любые дефекты, и неоднородности, даже скрытые дале-
ко в стуктуре, благодаря неодинаковой их теплопроводности.

19.8.4. Цвет окраски жидкого кристалла однозначен с тем-
пературой нагретой поверхности. Этот эффект лежит в основе
разработанного преобразователя инфракрасного изображения в
видимое.

Основным элементом этого устройства является пленка хо-
лестерического жидкого кристалла, повешенная на тонкую черную
мембрану. Мембрана поглощает сфокусированное на ней инфрак-
расное излучение и передает тепло слою жидкого кристалла.
Цвет жидкокристаллической пленки (в отраженном свете) зависит
от температуры, поэтому при освещении пленки белым светом по-
лучается видимое изображение инфракрасного излучения. Напом-
ним, что для преобразования инфракрасного излучения в видимое
обычно используют преобразователи на основе фотоэмиссионных
или фосфороресцирующих устройств с весьма сложной и дорогос-
тоящей электроникой. Предельная простота и малая стоимость
делает жидкокристаллические преобразователи несравненно более
выгодными.

Из смеси холестерических веществ можно изготавливать
температурные индикаторы в интервале температур от 20 до 250
C. Индикаторы представляют собой тонкую гибкую пленку жидкого
кристалла, заключенную между двумя полимерными пленками. Та-
кую пленку можно накладывать на поверхности деталей для ре-
гистрации температурных градиентов в различных направлениях.

19.8.5. Жидкие кристаллы холестерического типа (или их
смеси) весьма чувствительны к присутствию паров различных хи-
мических веществ. Присутствие крайне малого количества пара
может изменить структуру жидкого кристалла. С помощью жидкого
кристалла удается установить присутствие в воздухе пара при
его концентрации - несколько частей на миллион. Этот способ
имеет большую практическую ценность.


19.9. О смачивании.(к 3.3.2.)

19.9.1. Эффект растекания жидкости под окисными пленка-
ми металлов. Обычно окисные пленки затрудняют смачивание
твердых металлов из-за резкого различия химической природы
окисла и металла. Тем не менее во многих системах, несмотря
на наличие окисной пленки, жидкие металлы смачивают поверх-
ность твердого металла. Смачивание происходит вследствие про-
никновение расплава под окисный слой с последующим растекани-
ем в своеобразном капиллярном "зазоре" между окисной пленкой
и твердым металлом.

Растекание может может происходить не только под окис-
ными пленками, но и под некоторыми твердыми покрытиями. Эф-
фект зависит от напряжений, сжимающих тело или окисную плен-
ку.

Используется при пайке, сварке и склеивании.


19.9.2.Эффект капилярного "клея" - сцепление частиц,
плстин и т.д.,разделенных тонкой прослойкой смачивающей жид-
кости. Капилярное давление способствует повышению прочности
тонкодисперсных пористых структур.

19.9.3.Теплота смачивания - выделяется при смачивании
(в том числе и рпи избирательном смачивании). Является харак-
теристикой имерсионного смачивания(в том числе смачивания по-
рошков).

Используется для получения информации о свойствах тела
(подложки).

19.9.4. Магнитотепловой эффект смачивания - изменение
теплоты смачивания между твердым телом и жидкостью,прошедшей
магнитную обработку.Например,теплота смачивания при контакте
с углем воды,прошедшей через магнитное поле,возрастает на
30%. Изменения смачивания ,вызванные действием магнитного по-
ля, нестабильны;они исчезают через некоторое время(от нес-
кольких часов до несколькихсуток).

Л И Т Е Р А Т У Р А .

Сумм Б.Д.,Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и
растекания.М.,"Химия",1976

Дерягин Д.В. Свойства тонких жидких слоев и их роль в дис-
персных системах.М.,Издат-во Всесоюзного совета научно-инж. и
техн.о-в,1973.

19.10. Если взять бумажную ленту,облизить ее противопо-
ложные концы так,чтобы получилось кольцо,а затем развернуть
один из концов на 180 градусов и склеить ее друг с другом,то
мвы получим т.н. кольцо Мебиуса,тело,обладающее очень инте-
ресным свойством. Можно ли одновременно находится и снаружи и
внутри кольца? Явное физическое противоречие . Однако,оно
легко преодолевается , если это кольцо - кольцо Меблуса, это
тело имеет лишь одну неверность, и потому, например,муравей,
ползущий по внутренней поверхности нашего бумажного кольца,
не переползая через край полоски, может оказаться на "наруж-
ной" поверхности кольца. Кольцо Меблуса не одинаково среди
подобных тел, так, например, сущесвует и "одноповерхностная"
бутылка.

А.С.N.444682 Устройство для формирования детали из по-
лимерных материалов, например,мембран из провинилта,содержа-
щее замкнутую ленту с формирующими элементами, натянутую на
барабан,ведущий из которых снабжен нагревателем и напрвляющее
ролики, отличающееся тем,что,с целью повышения долговечности
ленты , они выполнены в виде ленты Меблуса с формирующими
элентами на двух ее сторонах.

см.так же А.С.N 446011


19.11. Обработка магнитными электрическими полями.

Омагничивание воды.Это словосочетание прочно вошло в
изобретательскую практику.И неважно,что до сих пор нет четко-
го объяснения изменения свойств воды после наложения на нее
магнитьного поля(1-3). Важно что применение этого эффекта
позволяет интенсифицировать многие процессы.

А.С.N 511644. Способ изготовления лиминесцентного экра-
на путем осаждения люминафора из водной суспезии, содержащей
силикат калия, отличающийся тем,что, с целью увеличения яр-
кости свечения экрана, воду для приготовления суспенции пред-
варительно пропускают через постоянное магнитное поле.

Некоторые изобретатели предпочитают использовать враща-
ющее магнитное поле.

А.С.N 423767. Способ обработки воды затворения строи-
тельной смеси, например, при производстве бетонных изде-
лий,заключающийся в воздействии на нее магнитным полем, отли-
чающийся тем,что с целью повышения и стабилизации прочности
изделий, на воду затворения воздействуют вращающимся магнит-
ным полем с напряженностью 100-2000А (СМ.при промышленной
частоте эл.тока и скорости протекания воды 0,5-2,5 м/сек.)

Начали обрабатывать магнитным полем и др. вещества .

А.С.N427953. Способ обработки композиций на основе ла-
текса, обработанного переменном или постоянном магнитном по-
лем, отличающийся тем,что с целью улучшения физико-мех. и тех
-ких свойств мастик и клеев на основе латекса , латикс про-
пускают через магнитное поле напряженностью от 400 до 2000 в
перпендикуляно его силовым линиям со скоростью 0,1-5,0 м/сек

В некоторых случаях в изображениях одинаково хорошо ра-
ботает и магнитное, и электрическое поле.

А.С.N 484245. Способ обработки смазочно-охлаждающей жид-
кости, отличающейся тем,что с целью повышения стойкости режу-
щего инструмента и повышения смазочных свойств жидкости, пос-
леднюю подвергают воздействию эл. или магн.поля.

Л И Т Е Р А Т У Р А .

1. В. Классен .Перспективы применения магнитной обработки
водных систем химической промышленности."Химическая промыш-
ленность" N1,1974.

2. Н.И.ЛЫШАГИН К изменению свойств омагниченной во-
ды."Изв.высш. учеб.заведений. Физика,1974,нр 2, стр.44-103.

3. "Изобретатель и рационализатор",1975,нр 10,26.

4. А.С.NN422562,542526,518553,416047,346553,496253,496146.

Приложение N.1

Возможные применения оторых физических эффектов и явле-
ний при решении изобретательских задач.

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Тепловое расширение и вызванное им изменение собственной
частоты колебаний (3.1;5,1; ).Фазовые переходы (3.2;
6.6.1,8.1.3.1,8.1.4.1, 7,5.6,8.1.6,8.8).Изменение магнитных,
электрических и оптических свойств(6.5, 7.1.1,1, 8.1.2, 13.2.
1,13,3, 13.4, 15.7, 15.8, 16.3.1)Пиро-и термоэлекрические эф-
фекты(5.5, 9.2).Термосртикция (8,3.1).Термокапилярный эффект
(3.3.7). Жидкие кристаллы .


ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Фазовые переходы(3.2, 4.3, )Сорбия(3.4) Механокалоричес-
кий эффект(4.3.3)Магнитокалорический эффект(8.2).Эффект Джоу-
ля-ТОМСОНА (4.6.1).Излучение (6.11.1; 13.4.3).Термоэлектри-
ческие и термомагнитные явления (9.2.2; 10.1.2, 10.2.2).
Диффузия(75).


Повышение температуры

Трение (1.3)Сорбция(3.4).Механокалорический эф-
фект(4.3.3) Скачок уплотнения(4.4.2)Тепловое действие токов и
полей (6.4, 6.9, 6.10.1, 6.10.5, 7.1.3, 8.3)Термоэлектричес-
кие и термомагнитные явления (9.2.2, 9.2.3, 10.1.2,
10.2.2)Разряды в газах (11)Излучение (13.1, 13.2, 13.4.3,
13.4.6) Диффузия(3.5) Ультразвуковой нагрев(5.3)


СТАБИЛИЗАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Фазовые переходы (3.2, 7.5.3, 7.6.3, 8.1.3.1, 8.1.4.1)


ИНДИКАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЬЕКТА

Реверберция (5.2.1) Ультразвук (5.3) Эффект Допплера-Физо
(5.4.2) Интерференция (5.4.5) Голография (5.4.6) Пьезоэлекь-
трический эффект (7.4.2) Оптические методы индикации (13) Ме-
ханооптические явления (16.2). Поляризация (5.4.3) ЯМР
(18.10) Магнитная индукция (6.7) Радиоактивные и другие мет-
ки.


Управление перемещением обьекта

Гравитация (1.2) Тепловое расширение (3.1) Центробежные
силы (1.1.2) Закон Архимеда (4.1.1, 4.2.2,) Подьемная сила
(4.5) Резонанс (5.1.3) Звуковое давление . Действие электри-
ческих и магнитных полей (6.1.1, 6.3, 6.7, 6.8, 6.10.2,
7.4.1, 7.4.3, 8.1.2, 8.1.3, 8.3, 8.5) Световое давление
(13.1.1)


УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЖИДКОСТИ И ГАЗА

Центробежные силы (1.1.2).Поверхностные явления,капиляр-
ность (3.3) Осмос (3.6) .Течение жидкости и газа (4.2) .Эф-
фект Томса (4.4.1) Эффект Коанда (4.4.3) Волновое движение
(5.4) Электрокинетические явления (12).Воздействие электри-
ческих и магнитных полей (6.3) (6.7, 6.8, 6.10.2, 7.4.1, 8.1.
2, с ферромагнитными добавками 8.1.3, 8.5) Свеиовое давление
(13.1.1) Ионизация (11.1.4)


УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ АЭРОЗОЛЕЙ
(ПЫЛЬ,ДЫМ,ТУМАН)

Центробежные силы (1.1.2).Силы инерции и гравиьтации
(1.1, 1.2). Дейсвтие ультразвука (5.3.4) Воздействие электри-
ческих и магнитных полей (6.1.1, 6.3, 6.7.2, 9.1.1). Световое
давление (13.1.1) фото-и термо-форез,конвекция.


ПОЛУЧЕНИЕ СМЕСЕЙ.ОБРАЗОВАНИЕ РСТВОРОВ

Диффузия (3.5) Акустическая кавитация (4.8.2) Колебания ,
ультразвук (5.1, 5.3.2.5) Электрофорез (12.3)


РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ

Гравитация.Центробежные силы (1.1, 1.2) Капилярный полуп-
роводник (3.3.9) Фазовые переходы (3.2) Сорбция
(3.4) Диффузия (3.5) Осмос (3.6) Ультразвук.Стоячие волны
(5.3.2.7) (5.4.1) Резонанс (5.1, 3, 13.4.3) Трибоэлектричест-
во (9.1.1) Электроосмос и элктрофорез (12.1, 12.3)


СТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЬЕКТА

Гироскопический эффект (1.1.4) Стабилизация в электри-
ческих и магнитных полях (6.3, 6.10.3, 6.10.4, 8.1.1) Вязкоэ-
лектрический эффект (4.2.4) Тепловое расширение (3.1.3)


СИЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ.РЕГУЛИРОВАНИЕ СИЛ
СОЗДАНИЕ БОЛЬШИХ ДАВЛЕНИЙ

Силы инерции.Гравитация (1.1, 1.2) Тепловое расширение
(3.1.1) Фазовые переходы (3.2, 7.6.2) Фотоадсорбционный эф-
фект (3.4.2) Гидростатика и гидродинамика (4.1.2, 4.5, 4.7)
Осмост (3.6) Воздействие электрических и других полей (6.7.1,
6.8, 8.1.2, 8.1.3) Пьезоэффект и магнистрикция (7.4.2, 8.3)
Световое и звуковое давление (13.1.1) Упругие деформации
(2.1.5)


РАЗРУШЕНИЕ ОБЬЕКТА

Силы инерции (1.1) Эффект Баушингера (2.1.4) Кавитация
(4.8) Гидровлические удары (4.7) Ультразвук.Резонанс (5.3.1,
5.1.3) Пробой диелектриков (7.1.3) Лазеры (13.4.6)


АККУМУЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ
И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Инерция (1.1) Фазовые переходы (3.2) Деформации (2)
Пьезо эффект (7.4.2) Радиотермолюминисценция (15.4.1) Потен-
циальная энергия в поле гравитации (1.2)


ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ

Эффект Александрова (2.2) Тепломассообмен (3.7) Уль-
тразвук (5.3) Волновое движение (5.4) Взаимная индукция (6.9.
1) Электромеханические эффекты (7.4) Взаимодействие электро-
нов с веществом (17.4) Излучение (13.4) Лазеры (13.4.6, 17.6)
Сверхпроводимость (6.6) Световоды (13.2.1) Тепловой диод
(3.1.3) Гидровлические удары (4.7)


ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОБЬЕКТА

Зависимость частоты собственных колебаний от размеров
(5.1). Электропроводность (6.5).Изгнитошумовая размерометрия
(6.10). Магнитная индукция (6.7) Супрпарамагнетизм (8.1.7)
Оптические и акустические медоты (13.2, 13.3, 13.4, 16.5.2,
5.3, 5.4) Разряды (11) Упругое рассеяние электронов (18.4.1)


ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОБЬЕКТА

Деформация (2).Тепловое расширение (3.1) Фазовые пере-
ходы (3.2, 7.6.2) Электро-и магнитомеханические эффекты
(7.4.1, 7.4.3, 8.3) Нейтронное распухапние (18.5.1)


КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ

Трение (1.3) Поверхностные явления (3.3.3.4) Оптические
методы (5.4.3, 5.4.5, 5.4.6, 13.2, 13.3, 15, муар) Электри-
ческие методы (6.5, 6.10.5, 9, 11)


ИЗМЕНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ

Управлени трением (1.3,) Фазовые переходы (3.2) Поверх-
ностные явления (3.3) Сорбция (3.4.) Диффузия (3.5) Эффект
Баушингера (2.1.4) Эффект Томса (4.4.1) Ультразвук (5.3.1,
5.3.2.2) Поверхностный эффект (6.10.5) Разряды (11) Облучение
(13.1, 18.6.1)


КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВ В ОБЕМЕ

Инверция (1.1) Закон Архимеда (4.1.1) Сводные колебания
(5.1.1) Дефектоскопия (5.2, 5.3, 13.3, 18.1, 18.3) Электро-
магнитные методы (6.5.3, 6.10.1, 7.2., 8.1, 2, 8.1.7, 8.4,
8.7, 9.1, 12.4) Отические методы (18)


ИЗМЕНЕНИЯ ОБЕМНЫХ СВОЙСТВ ОБЕКТА

Фазовые переходы (3.2) Электрические и магнитные поля
(2.1.1, 2.1.2, 2.1.5, 4.2.4, 7.1.2, 6.5, 7.5.6, 8.1.3) Уль-
тразвук (5.3.2) Ионизация (11) Облучение (18.3, 18.4, 18.5,
18.6) Изменение оптических свойств (14.2, 15, 16.17)


СОЗДАНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ

Волновые явления (5.4) Муаровый эффект (фазовые перехо-
ды(3.2) кавитация (4.8)


ИНДИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Движение зарядов (6.1.1, 6.2, 6.7.2, 6.11, 11) Измене-
ние параметров веществ (7.3, 7.4, 7.5, 8, 10, 12, 16, 9,
18.9, 18.10, 14.1, 4, 15.3.1, 15.7, 15.8, 15.9, )


ИНДИКАЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

Нагрев вещества излучения (3.1) Фотоэлектрические и фо-
тохимические явления (14) Люминисценция (15) Ионизация (11.1)
Оптикоакустический эффект (13.4.1) Явления микромира (18)


ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Эффекты Дозефсона и Ганна (4.3)
Люминисценция (3.4.5, 3.4.4, 4.8.3, 15, 19.2.1) Электрические
методы (6.7, 6.11) Другие методы (17.3, 13.4)


УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ

Электростатическая индукция. Экранирование (6.2) Сверх-
проводимость (6.6.1) Электромагнитная индукция (6.9) Электро-
калорический эффект (7.5.1) Пьезомагнетики и ильзоэлектрики
(8.1.8, 7.4.2)Магнитоэлектрики( 8.1.9) Контактные ,термоэ-
лектрические и эммиссионные явления (9) Гальвано и термомаг-
нитные явления (10) Электрокинетические явления (12) Фотоэ-
лектрические явления (14.1)


УПРВЛЕНИЕ СВЕТОМ

Отржение и преломление света (13.2) Влияние анизотропии
(16) Нелинейные эффекты (17)


ИНИЦИИРОВАНИЕ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Скачок уплатнения (4.4.2) Кавитация (4.8) Ультразвук
(5.3, 5.4) Разряды (11) Излучения (13.1, 13.4.6, 14.2, 16.5.1
18.3, 18.4, 18.5, 18.6)


К таблице

Если указана одна цифра (нр. главы) то нужно проработать всю
главу. Если указаны две цифры (нр.главы раздела),то следует
проработать все эффекты из этого раздела.

Ваш комментарий о книге
Обратно в раздел Наука