Р РАБИ МЕТОД [по имени амер. физика И. А. Раби (I. I. Rabi)], резонансный метод исследования магн. моментов ядер, атомов и молекул и внутримол. вз-ствий в молекулярных и атомных пучках. Резонансное высокочастотное магн. поле, через к-рое пролетают ч-цы, вызывает переориентацию магн. моментов, обнаруживаемую по изменению их траекторий в неоднородном магн. поле.РАБОТА силы, мера действия силы, зависящая от численной величины и направления силы и от перемещения точки её приложения. Если сила F численно и по направлению постоянна, а перемещение М0М1 прямолинейно (рис. 1), то P. A = F•s•cos, где s=M0M1, — угол между направлениями силы и перемещения. Когда 90° — отрицательна, а при =90°, т. е. когда сила перпендикулярна перемещению, А=0. Единицы измерения Р.: джоуль (в СИ), 1 эрг=10-7 Дж и килограмм-сила на метр (1 кгс•м=9,81 Дж). В общем случае для вычисления Р. силы вводится понятие элементарной работы dA=Fdscos, где ds — элем. перемещение, — угол между направлениями силы и касательной к траектории точки её приложения, направленной в сторону перемещения (рис. 2). В декартовых координатахdA=Fxdx+Fydy+Fzdz, (1) где Fx, Fy, Fz— проекции силы на координатные оси, х, у, z — координаты точки её приложения. В обобщённых координатахdA=Qiqi. (2) где qi — обобщённые координаты, Qi — обобщённые силы. Для сил, действующих на тело, имеющее неподвижную ось вращения, dA=Mzd, где Mz— сумма моментов сил относительно оси вращения z, — угол поворота. Для сил давления dA=pdV, где р — давление, V — объём. Р. силы на конечном перемещении определяется как интегральная сумма элементарных Р. и при перемещении М0М1 выражается криволинейным интегралом:A=∫M0M1)(Fcos)ds илиA=∫M0M1(Fxdx + Fydy + Fzdz). (3) Для потенциальных сил dA=-dП и А= П0-П1, где П0 и П1 — значения потенциальной энергии П в нач. и конечном положениях системы; в этом случае Р. не зависит от вида траекторий точек приложения сил. При движении механич. системы сумма работ всех действующих сил на нек-ром перемещении равна изменению её кинетической энергии Т, т. е. Аi=T1-T0. Понятие «Р. силы» широко используется в механике, а также в др. областях физики и в технике. С. М. Тарг. Р. в термодинамике — обобщение понятия «Р. в механике» [выраженного в дифф. форме (2)]. Обобщённые координаты в термодинамике -это внеш. параметры термодинамич. системы (объём, напряжённость внеш. магн. или электрич. поля и т. п.), а обобщённые силы (давление и др.) — величины, зависящие не только от координат, но и от внутр. параметров системы (темп-ры или энтропии). Р. термодинамич. системы над внеш. телами заключается в изменении состояния этих тел и определяется кол-вом энергии, передаваемой системой внеш. телам при изменении внеш. параметров системы. В квазистатических (т. е. бесконечно медленных) адиабатических процессах Р. равна изменению внутренней энергии системы, в квазистатич. изотермических процессах — изменению Гельмгольца энергии. В ряде случаев Р. может быть выражена через др. потенциалы термодинамические. В общем случае величина Р. при переходе системы из нач. состояния в конечное зависит от способа (пути), каким осуществляется этот переход. Это означает, что бесконечно малая (элементарная) Р. системы не явл. полным дифференциалом к.-л. функции состояния системы; поэтому элем. Р. обозначают обычно не dA (как полный дифференциал), а А. Зависимость Р. от пути приводит к тому, что для кругового процесса, когда система вновь возвращается в исходное состояние, Р. системы может оказаться не равной нулю, что используется во всех тепловых двигателях. Работа внеш. сил над системой А=-A, если энергия вз-ствия системы с внеш. телами не меняется в процессе совершения Р. Примерами Р. при изменении одного из внеш. параметров системы могут служить: Р. сил давления р при изменении объёма V системы A=pdV, Р. сил поверхностного натяжения при изменении поверхности системы A=-d ( — коэфф. поверхностного натяжения, d — элемент поверхности); Р. намагничивания системы A=-HdJ (H — напряжённость внеш. магн. поля, J — намагниченность в-ва) и т. д. Р. системы в неравновесном (необратимом) процессе всегда меньше, чем в равновесном. • Леонтович М. А., Введение в термодинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; Р е й ф Ф., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1972 (Верклеевский курс физики, т. 5).Г. Я. Мякишев.^ РАБОТА ВЫХОДА, энергия Ф, к-рую необходимо затратить для удаления эл-на из твёрдого или жидкого в-ва в вакуум (в состояние с равной нулю кинетич, энергией). Р. в. Ф=е, где — потенциал Р. в., е — абс. величина электрич. заряда электрона. Р. в. равна разности между мин. энергией эл-на в вакууме и Ферми энергией эл-нов внутри тела. Если электростатич. потенциалы в вакууме вак, в толще в-ва об, а ξF — энергия Ферми, отсчитываемая от энергии неподвижного эл-на в точке вакуума, где потенциал равен вак, то Р. в. (в случае однородной поверхности) Ф=e(об-вак)-ξF. В приповерхностной области любого тела образуется двойной электрич. слой. Он возникает даже на идеально чистой поверхности кристалла в результате того, что «центр тяжести» плотности эл-нов в поверхностной крист. ячейке не совпадает с плоскостью, в к-рой расположены ионы. При этом вак-об=4PS. где PS — дипольный момент двойного слоя, приходящийся на ед. площади поверхности (РS>0, если дипольный момент направлен наружу). Р. в.— характеристика поверхности тела: грани одного и того же кристалла, образованные разными кристаллографич. плоскостями или покрытые разными в-вами, имеют разные РS и разную Р. в. Вблизи этих поверхностей вак также не совпадают и между поверхностями возникают контактная разность потенциалов и электростатич. поле. В металлах при низких темп-рах уровень Ферми совпадает с самым высоким заполненным энергетич. уровнем эл-нов и Р. в. имеет смысл наименьшей энергии, требуемой для удаления эл-на в вакуум. В полупроводниках такой смысл Р. в. придавать нельзя. В металлах двойной электрич. слой сосредоточен на самой поверхности и толщина его — порядка межатомного расстояния. В ПП заряд одного знака находится на поверхности (эл-ны или дырки в поверхностных состояниях), а заряд противоположного ' знака распределён в слое, толщина к-рого зависит от концентраций примесей и темп-ры и может достигать многих тыс. межатомных расстояний. 600РАБОТА ВЫХОДА (в эВ) НЕКОТОРЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ, Q1=0, Q2=0, . . ., Qs=0. (2)^ ПП И ОТДЕЛЬНЫХ ГРАНЕЙ МОНОКРИСТАЛЛА ВОЛЬФРАМА Р. в. может быть сильно изменена адсорбцией разл. атомов или молекул на поверхности (адсорбированные ч-цы изменяют РS). Атомы металлов с малой энергией ионизации (напр., Cs) при адсорбции приобретают дипольный момент, направленный в сторону вакуума, и снижают Р. в. Покрытие Cs уменьшает Р. в. для нек-рых металлов и ПП до 1 эВ (4—6 эВ в отсутствие Cs, см. табл.). В ПП с гомополярными межатомными связями (Ge, Si и т. п.) Р. в. практически не изменяется даже при сильном изменении ξF в объёме кристалла (при изменении темп-ры или введении примеси): изменение ξF вызывает такое изменение заполнения поверхностных состояний эл-нами и, следовательно, такое изменение об — вак, к-рое компенсирует изменение ξF. Плотность состояний на чистых поверхностях ионных ПП в области запрещённой зоны невелика и допускает изменение Р. в. с изменением положения уровня Ферми в объёме ПП (напр., введением примесей). Абс. величину Р. в. измеряют по кол-ву теплоты, к-рое нужно подводить к телу при отборе из него термоэмиссионного тока (см. ^ Термоэлектронная эмиссия), чтобы темп-ра тела оставалась неизменной; по температурной зависимости и полной величине термоэмиссионного тока, а в металлах и вырожденных ПП — также по красной границе фотоэлектронной эмиссии. Контактная разность потенциалов Uк двух тел равна разности их Р. в.; измеряя Uк между исследуемой поверхностью и эталонной, находят и Р. в. первой. •Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Ривьере X., Работа выхода. Измерения и результаты, в сб.: Поверхностные свойства твердых тел, под ред. М. Грина, М., 1972; Фоменко В. С., Эмиссионные свойства материалов, К., 1981.^ С. Г. Дмитриев, Ш. М. Коган. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ, термин, применяемый в технической термодинамике для обозначения макс. работы, к-рую может совершить система при переходе из данного состояния в равновесие с окружающей средой. ^ РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, применяются для практич. измерений при науч. исследованиях, в произ-ве и др. областях. Этим они отличаются от образцовых средств измерений, применяемых только для поверки др. средств измерений.^ РАВНОВЕСИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, состояние механич. системы, находящейся под действием сил, при к-ром все её точки покоятся по отношению к рассматриваемой системе отсчёта. Если система отсчёта явл. инерциальной (см. ^ Инерциальная система отсчёта), равновесие наз. абсолютным, а если неинерциальной, то относительным. Изучение условий Р. м. с.— одна из осн. задач статики. Условия Р. м. с. имеют вид равенств, связывающих действующие силы и параметры, определяющие положения системы; число этих условий равно числу степеней свободы системы. Условия относит. Р. м. с. составляются так же, как и условия абс. равновесия, но к действующим на точки силам прибавляют соответствующие переносные силы инерции. Условия равновесия свободного тв. тела состоят в равенстве нулю сумм проекций сил на три координатные оси Oxyz и сумм моментов всех приложенных к телу сил относительно этих осей, т. е. При выполнении условий (1) тело будет по отношению к данной системе отсчёта находиться в покое, если скорости всех его точек относительно этой системы в момент начала действия сил были равны нулю. В противном случае тело при выполнении условий (1) будет совершать т. н. движение по инерции, напр. двигаться поступательно, равномерно и прямолинейно. Если тв. тело не явл. свободным (см. Связи механические), то условия его равновесия дают те из равенств (1) (или их следствий), к-рые не содержат реакций наложенных связей; остальные равенства дают ур-ния для определения неизвестных реакций. Напр., для тела, имеющего неподвижную ось вращения Oz, условием равновесия будет mz(Fk)=0; остальные равенства (1) служат для определения реакций подшипников, закрепляющих ось. Если тело закреплено наложенными связями жёстко, то все равенства (1) дают ур-ния для определения реакций связей. Согласно отвердевания принципу, равенства (1), не содержащие реакций внеш. связей, дают одновременно необходимые (но недостаточные) условия равновесия любой механич. системы и, в частности, деформируемого тела. Необходимые и достаточные условия равновесия любой механич. системы могут быть найдены с помощью возможных перемещений принципа. Для системы, имеющей s степеней свободы, эти условия состоят в равенстве нулю соответствующих обобщённых сил: Из состояний равновесия, определяемых условиями (1) или (2), практически реализуются лишь те, к-рые явл. устойчивыми (см. Устойчивость равновесия). Равновесия жидкостей и газов рассматриваются в гидростатике и фэростатике. С. М. Тарг.^ РАВНОВЕСИЕ СТАТИСТИЧЕСКОЕ, состояние замкнутой статистич. системы, в к-ром ср. значения всех физ. величин, характеризующих состояние, не зависят от времени. Р. с.— одно из осн. понятий статистической физики, играющее такую же роль, как равновесие термодинамическое в термодинамике. Р. с. не явл. равновесным в механич. смысле, т. к. в системе при этом постоянно возникают малые флуктуации физ. величин около ср. значений. Теория Р. с. даётся в статистич. физике, к-рая описывает его при помощи разл. Гиббса распределений (микроканонич., канонич. или большого канонического) в зависимости от типа контакта системы с окружающей средой, запрещающего или допускающего обмен с ней энергией или ч-цами. В теории неравновесных процессов важную роль играет понятие неполного Р. с., при к-ром параметры, характеризующие состояние системы, очень слабо зависят от времени. Широко применяется понятие локального Р. с., при к-ром темп-ра и химический потенциал в малом элементе объёма зависят от времени и пространств. координат её ч-ц. См. Кинетика физическая. Д. Н. Зубарев. ^ РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ, состояние термодинамич. системы, в к-рое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. При Р. т. в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии: теплопроводность, диффузия, хим. реакции и др. В состоянии Р. т. параметры системы не меняются со временем (строго говоря, те из параметров, к-рые не фиксируют заданные условия существования системы, могут испытывать флуктуации — малые колебания около своих ср. значений). Изоляция системы не исключает определённого типа контактов со средой (напр., теплового контакта с термостатом, обмена с ним в-вом). Изоляция осуществляется обычно при помощи неподвижных стенок, непроницаемых для в-ва (возможны также случаи подвижных стенок и полупроницаемых перегородок). Если стенки не проводят теплоты (как, напр., в сосуде Дьюара), то изоляция наз. адиабатической. При теплопроводящих (д и а т е р м и ч е с к и х) стенках между системой и внеш. 601средой, пока не установилось Р. т., возможен теплообмен. При полупроницаемых для в-ва стенках Р. т. наступает, когда в результате обмена в-вом между системой и внеш. средой выравниваются химические потенциалы, среды и системы. Переход системы в Р. т. наз. релаксацией. Одно из условий Р. т.— механич. равновесие, при к-ром невозможны никакие макроскопич. движения частей системы, но поступат. движение и вращение системы как целого допустимы. В отсутствие внеш. полей и вращения системы условием её м е х а н и ч е с к о г о р а в н о в е с и я явл. постоянство давления во всём объёме системы. Др. необходимые условия Р. т.— постоянство темп-ры и хим. потенциала в объёме системы, они определяют т е р м и ч е с к о е и х и м и ч е с к о е р а в н о в е с и е системы. Достаточные условия Р. т. (у с л о в и я у с т о й ч и в о с т и) могут быть получены из второго начала термодинамики; к ним, напр., относятся: возрастание давления при уменьшении объёма (при пост. темп-ре) и положит. значение теплоёмкости при пост. давлении. В общем случае система находится в Р. т. тогда, когда термодинамич. потенциал системы, соответствующий независимым в данных условиях переменным, минимален (см. Потенциалы термодинамические), а энтропия — максимальна. • Леонтович М. А., Введение в термодинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; К у б о Р., Термодинамика, пер. с англ., М., 1970; Мюнстер А., Химическая термодинамика, пер. с нем., М., 1971. Д. Н. Зубарев. ^ РАВНОВЕСИЯ СОСТОЯНИЕ колебательной системы, состояние динамич. системы, к-рое не изменяется во времени. Р. с. могут быть устойчивыми, неустойчивыми и безразлично-устойчивыми. Движение системы вблизи положения равновесия (при малом от него отклонении) может быть существенно разным в зависимости от характера типа) Р. с. Для систем с одной степенью свободы, если Р. с. устойчиво, при малом возмущении (отклонении) система возвращается к нему, совершая затухающие колебания (на фазовой плоскости — см. Фазовое пространство — такому движению соответствует устойчивый фокус; рис 1, а), или апериодически (устойчивый узел; рис. 2, а). Вблизи неустойчивого Р. с. малые отклонения нарастают, совершая колебания (неустойчивый фокус; рис. 1, б), или апериодически (неустойчивый узел; рис. 2, б); вблизи седлового Р. с. (рис. 3) возможно вначале приближение к Р. с., а затем уход. Наконец, в случае безразлично-устойчивого Р. с. (центр; рис. 4) малые отклонения приводят к незатухающим колебаниям вблизи Р. с. Для систем с неск. степенями свободы движение вблизи Р. с. может быть более сложным и существенно зависеть от характера нач. отклонения. Движение динамич. системы вблизи Р. с. чаще всего описывается линеаризованными ур-ниями, имеющими решение в виде суммы экспонент aeit с комплексными (в общем случае) характеристич. показателями i. Р. с. устойчиво, если действит. части всех характеристич. показателей отрицательны (Rei0) — рис. 2, фокус (Im1,20, Re1=Re20) — рис. 1, седло (Im1,2=0, Re1•Re2 • Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, [3 изд.], М., 1981; Меркин Д. Р., Введение в теорию устойчивости движения, 2 изд., М., 1976. М. И. Рабинович.^ РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, тепловое излучение, находящееся в термодинамич. равновесии с в-вом. Р. и.— излучение абсолютно чёрного тела. Спектр Р. и. не зависит от состава в-ва излучающей системы и определяется только темп-рой, одинаковой для всех частей системы (см. Планка закон излучения).^ РАВНОВЕСНЫЙ ПРОЦЕСС (квазистатический процесс) в термодинамике, процесс перехода термодинамич. системы из одного равновесного состояния в другое, столь медленный, что все промежуточные состояния можно рассматривать как равновесные, т. е. характеризующиеся очень медленным (в пределе — бесконечно медленным) изменением термодинамич. параметров состояния. Р. п.— одно из осн. понятий термодинамики равновесных процессов. Всякий Р. п. явл. обратимым процессом и, наоборот, любой обратимый процесс явл. равновесным.РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ системы сил, сила, эквивалентная данной системе сил и равная их геом. сумме: R=Fk. Система сил, приложенных в одной точке, всегда имеет Р., если R0. Любая другая система сил, приложенных к телу, если R0, имеет Р., когда главный момент этой системы или равен нулю, или перпендикулярен R. В этом случае замена системы сил их Р. допустима лишь тогда, когда тело можно рассматривать как абсолютно твёрдое, и недопустима, напр., при определении внутр. усилий или решении др. задач, требующих учёта деформации тела. Примеры систем сил, не имеющих Р.,— пара сил или две силы, не лежащие в одной плоскости.^ РАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ, движение точки, при к-ром численная величина её скорости v постоянна. Путь, пройденный точкой при Р. д. за промежуток времени t, равен s=vt. Тв. тело может совершать п о с т у п а т е л ь н о е Р. д., при к-ром всё сказанное относится к каждой точке тела, равномерное вращение вокруг неподвижной оси, при к-ром угловая скорость тела постоянна, а угол поворота тела =t, и равномерное винтовое движение. ^ РАВНОПЕРЕМЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ, движение точки, при к-ром её касательное ускорение w (в случае прямолинейного Р. д. всё ускорение w) постоянно. Скорость v, к-рую имеет точка через время t после начала движения, и её расстояние s от нач. положения, измеренное вдоль дуги траектории, определяются при Р. д. равенствами: v= v0+wt, s=v0t+wt2/2, где v0 — нач. скорость точки. Когда знаки v и wодинаковы, Р. д. явл. ускоренным, а когда разные - - замедленным. Тв. тело может совершать поступательное Р. д., при к-ром всё сказанное относится к каждой точке тела, и равнопеременное вращение вокруг неподвижной оси, при к-ром угловое ускорение тела постоянно, а угловая скорость и угол поворота тела равны:=0+t, =0t+et2/2, где 0 — нач. угловая скорость. ^ РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН, закон классич. статистической физики, утверждающий, что для статистич. системы в состоянии термодина- 602мич. равновесия на каждую трансляц. и вращат. степень свободы приходится в среднем кинетич. энергия kT/2, а на каждую колебат. степень свободы — в среднем энергия kT (где Т -абс. темп-ра системы, k — Больцмана постоянная). Р. з.— приближённый закон; он нарушается в тех случаях, когда становятся существенными квант. эффекты (а в случае колебат. степеней свободы — также и ангармоничность колебаний). Р. з. позволяет легко оценить предельные значения теплоёмкостей многоатомных газов и тв. тел при высоких темп-рах. РАД (рад, rad, сокр. от англ. radiation absorbed dose — поглощённая доза излучения), внесистемная ед. поглощённой дозы излучения, соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 г. 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 грэй=2,388•10-6 кал/г.РАДИАН (от лат. radius — луч, радиус) (рад, rad), единица плоского угла; 1 рад равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между к-рыми равна радиусу. 1 рад=57°17'44,8"3,44•103 угл. минут2,06•105 угл. секунд63,7g (см. Град).^ РАДИАН В СЕКУНДУ (рад/с, rad/s), единица угл. скорости; 1 рад/с — угл. скорость равномерно вращающегося тела, при к-рой за время 1 с тело совершает поворот относительно оси вращения на угол 1 рад. 1 рад/с=0,159 об/с57,3°/c. ^ РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА (Тr), физ. параметр, определяющий суммарную (по всему спектру) энергетич. яркость Вэ излучающего тела; Р. т. равна такой темп-ре абсолютно чёрного тела, при к-рой его суммарная энергетич. яркость В0э=Вэ. Законы теплового излучения (см. Стефана — Больцмана закон излучения и Кирхгофа закон излучения) позволяют выражение В0э=Вэ записать в виде Т4r=TT4, где T — излучательная способность (коэфф. черноты) тела, — Стефана — Больцмана постоянная. Если известна T и измерена Тr (радиац. пирометром), то можно вычислить темп-ру тела Т— = Тr•T-1/4. Для теплового излучения всех тел, кроме чёрного, T • Г о р д о в А. Н., Основы пирометрии, 2 изд., М.. 1971.^ РАДИАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ в акустике, то же, что давление звукового излучения.РАДИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, совокупность методов для: 1) создания материалов (конструкционных, полимерных, ПП и др.), устойчивых к воздействию яд. излучений; 2) придания материалам нужных св-в путём их дозированного облучения. ^ Радиационные дефекты способны изменить объёмные и поверхностные св-ва материалов. В металлах можно изменять уд. электросопротивление и пластичность (у Cu, Аl, Аu, Pt, F, Ni и др. удвоение наблюдается при концентрации вакансий и междоузлий ~1% от концентрации атомов). В результате ядерных реакций (n, ), (р, ) и т. п. образуются пузырьки газа (4Не), что в сочетании с вакансиями определяет изменение пластич. св-в металлов. После длит. облучения (напр., нейтронами) металлы упрочняются, а нек-рые переходные металлы с объёмно-центрир. решёткой приобретают повыш. хрупкость при низких темп-рах. Облучение полимеров сопровождается разрывом молекул и образованием химически активных радикалов, взаимодействующих между собой и с кислородом воздуха. В результате у мн. полимеров вместо слабо связанных между собой длинных полимерных молекул образуется жёсткий трёхмерный каркас. Напр., полиэтилен, полихлорвинил, мн. резины становятся жёсткими, теряют пластичность (несколько увеличивается их термостойкость), а фторированные полимеры при облучении в присутствии кислорода теряют прочность и пластичность, превращаясь в порошок. Наибольшей устойчивостью к облучению обладают материалы на основе ароматич. углеводородов. Наибольшую чувствительность к радиации имеют полупроводники. Радиац. дефекты создают в запрещённой зоне разрешённые состояния, что приводит к энергетич. перераспределению носителей заряда и интенсифицирует процессы рекомбинации. В результате время жизни неравновесных носителей изменяется даже при незначит. дозах облучения. В меньшей степени изменяется ПП. Изменяются также оптич. и фотоэлектрич. свойства ПП. Ядерные реакции под действием тепловых нейтронов на нек-рых изотопах Ge и Si приводят к образованию примесных атомов Ga и Р, что открыло возможность р а д и а ц и о н н о г о л е г и р о в а н и я, отличающегося высокой степенью однородности (недостижимой в традиц. способах). • Конобеевский С. Т., Действие облучения на материалы, М., 1967; Томпсон М., Дефекты и радиационные повреждения в металлах, пер. с англ., М., 1971.Я. А. Ухин.^ РАДИАЦИОННОЕ ТРЕНИЕ, то же, что реакция излучения. РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ, структурные повреждения, образующиеся при облучении тв. тел потоками ч-ц и жёстким электромагн. (гамма- и рентгеновским) излучением. Переданная тв. телу энергия расходуется (частично) на разрыв межатомных связей. Для образования простейшего Р. д.— вакансии и междоузельного атома (п а р а Ф р е н к е л я) необходима энергия, превышающая пороговую п (14—35 эВ). При облучении быстрыми ч-цами (нейтронами, протонами с энергией в десятки МэВ и др.) энергия, сообщаемая смещаемым атомам, может достигать десятков кэВ, т. е. в неск. сотен и в тысячи раз превышать ξп. Ускоренный смещённый атом, двигаясь в плотной среде, ионизует атомы вдоль своей траектории и образует каскад смещений. Р. д. явл. также примеси, образующиеся в результате деления атомных ядер, хим. и ядерных реакций, а также сами бомбардирующие ч-цы (ионное внедрение). В результате в сравнительно небольшой области, размером в сотни А, возникают сотни и тысячи точечных дефектов, образующих скопления (дивакансии, тривакансии, тетравакансии и т. д.). Нагреванием можно изменить концентрацию Р. д. вплоть до полного их исчезновения (отжиг). Р. д. типа скоплений или разупорядоченных областей можно наблюдать с помощью электронных микроскопов, а точечные Р. д.— с помощью ионных проекторов. Исследования Р. д. позволяют создавать радиационно-стойкие материалы и использовать облучение для целенаправленного изменения их св-в (см. Радиационное материаловедение). • Емцев В. В., Машовец Т. В., Примеси и точечные дефекты в полупроводниках, М., 1981; Болотов В. В., Васильев А. В., Герасименко Н. Н., Физические процессы в облученных полупроводниках, под ред. Л. С. Смирнова, Новосиб., 1977. Н. А. Ухин.^ РАДИАЦИОННЫЕ ПОПРАВКИ, в квантовой электродинамике поправки к значениям нек-рых физ. величин и к сечениям разл. процессов (вычисленным по ф-лам релятивистской квант. механики), обусловленные вз-ствием заряж. ч-цы с собственным эл.-магн. полем. Р. п. рассчитывают по методу теории возмущений, представляя их в виде ряда по степеням постоянной тонкой структуры =e2/ћnc1/137 (где е — заряд эл-на), n-й член к-рого можно рассматривать как результат испускания и поглощения n виртуальных фотонов или электрон-позитронных пар. При вычислении Р. п. используется процедура перенормировки массы и заряда ч-цы. Наибольший интерес представляют Р. п. к магн. моментам эл-на и мюона, к сверхтонкому расщеплению ат. уровней, радиац. смещение ат. уровней энергии (сдвиг уровней), Р. п. к сечениям рассеяния эл-на эл-ном или ат. ядром. Результаты расчётов Р. п. вплоть до величин 3-го порядка по степеням а блестяще согласуются с эксперим. данными и свидетельствуют о справедливости квант. электродинамики по крайней мере на расстояниях, больших 10-15 см. Р. п. растут с ростом энергии, и эфф. параметром разложения (эффективным зарядом) при высоких энергиях явл. величина •ln(ξ/m), где ξ — энергия ч-цы в системе центра инерции, m — её масса в энергетич. единицах. 603Р. п. могут быть в ряде случаев подсчитаны не только для электродииамич. процессов, но и для процессов, вызванных др. вз-ствиями. Напр., в квантовой хромодинамике вычисляются Р. п. к сечениям глубоко неупругих процессов или к вероятностям распада мезонов со скрытым «очарованием». При вычислении Р. п. к электродинамич. величинам с точностью выше 3-го порядка существ. вклад вносят процессы виртуального рождения адронов и эффекты слабого взаимодействия. • Фейнман Р., Теория фундаментальных процессов, пер. с англ., М., 1978; Бьёркен Дж., Дрелл С. Д., Релятивистская квантовая теория, пер. с англ., т. 1—2, М.,. 1978. ^ Б. Л. Иоффе.РАДИАЦИОННЫЕ ПОСТОЯННЫЕ (постоянные излучения), физ. константы с1=2hc2 и c2=hc/k, входящие в Планка закон излучения ,T = где ,T — объёмная плотность излучения с длиной волны К и абс. темп-рой Т. Первая Р. п. c1=3,741832(20) •10-16 Вт•м2, вторая Р. п. с2=0,01438786(45) м•К. ^ РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ, внутренние области земной магнитосферы, в к-рых магн. поле Земли удерживает заряж, ч-цы (протоны, эл-ны, альфа-частицы и ядра более тяжёлых хим. элементов), обладающие кинетич. энергией от десятков кэВ до сотен МэВ. Выходу заряж. ч-ц из Р. п. 3. мешает особая конфигурация силовых линий геомагн. поля, создающего для заряж. ч-ц магн. ловушку. Р. п. 3. были открыты в 1958: внутр. пояс группой амер. учёных под руководством Дж. Ван Аллена, внеш. пояс сов. учёными во главе с С. Н. Верновым и А. Е. Чудаковым. Потоки ч-ц Р. п. 3. были зарегистрированы счётчиками Гейгера, установленными на ИСЗ. Принципиальная возможность существования магн. ловушки в магн. поле Земли была показана расчётами норв. геофизика К. Стёрмера (1913) и швед. физика X. Альфвена (1950), но лишь эксперименты на спутниках показали, что ловушка реально существует и заполнена ч-цами высоких энергий. Захваченные в магн. ловушку Земли ч-цы под действием Лоренца силы совершают сложное движение, к-рое можно представить как колебат. движение по спиральной траектории вдоль силовой линии магн. поля из Сев. полушария в Южное и обратно с одновременным более медленным перемещением (долготным дрейфом) вокруг Земли (рис. 1). Когда ч-ца движется по спирали в сторону увеличения магн. поля (приближаясь к Земле), радиус спирали и её шаг уменьшаются. Вектор скорости ч-цы, оставаясь неизменным по величине, приближается к плоскости, перпендикулярной направлению поля.Рис. 1. Движение заряж. ч-ц, захваченных в гоомагн. ловушку (а). Ч-цы движутся по спирали вдоль силовой линии магн. поля Земли (б) и одновременно дрейфуют по долготе.Наконец, в нек-рой точке (наз. зеркальной) происходит «отражение» ч-цы. Она начинает двигаться в обратном направлении — к сопряжённой зеркальной точке в др. полушарии. Одно колебание вдоль силовой линии из Сев. полушария в Южное протон с энергией ~100 МэВ совершает за время ~0,3 с. Время нахождения («жизни») такого протона в геомагн. ловушке может достигать 100 лет (~3•109 с), за это время он может совершить до 1010 колебаний. Долготный дрейф происходит со значительно меньшей скоростью. В зависимости от энергии ч-цы совершают полный оборот вокруг Земли за время от неск. минут до суток. Положит. ионы дрейфуют в зап. направлении, электроны — в восточном. Движение ч-цы по спирали вокруг силовой линии магн. поля можно представить как состоящее из вращения около т. н. мгновенного центра вращения и поступат. перемещения этого центра вдоль силовой линии. При движении заряж. ч-цы в магн. поле Земли её мгновенный центр вращения находится на одной и той же поверхности, получившей назв.^ Рис. 2. Поверхность, описываемая ч-цей (эл-ном) радиац. пояса; осн. характеристикой поверхности явл. параметр L; N и S — магн. полюсы Земли. магн. оболочки (рис. 2). Магн. оболочку характеризуют параметром ^ L, его численное значение в случае дипольного поля (см. Диполь) равно расстоянию, выраженному в радиусах Земли, на к-рое отходит магн. оболочка в экваториальной плоскости диполя от центра диполя. Для реального магн. поля Земли параметр L приближённо сохраняет такой же простой смысл. Энергия ч-ц связана со значением параметра L; на оболочках с меньшими значениями L находятся ч-цы, обладающие большими энергиями. Это объясняется тем, что ч-цы высоких энергий могут быть удержаны лишь сильным магн. полем, т. е. во внутр. областях магнитосферы.Рис. 3. Структура радиац. поясов Земли (сечение соответствует полуденному меридиану): I —внутр. пояс, II —пояс протонов малых энергий, III — внеш. пояс, IV— зона квазизахвата.Обычно выделяют внутр. и внеш. Р. п. 3., пояс протонов малых энергий (пояс кольцевого тока) и зону квазизахвата ч-ц (рис. 3) или авроральной радиации (по латинскому названию полярных сияний). Внутр. Р. п. 3. характеризуется наличием протонов высоких энергий (от 20 до 800 МэВ) с максимумом плотности потока протонов с энергией ξр>20 МэВ до 104 протон/(см2•с•ср) на расстоянии L~l,5. Во внутр. поясе присутствуют также эл-ны с энергиями от 20—40 кэВ до 1 МэТаблица 2. Р. применяются для передачи информации без проводов на разл, расстояния. Передаются речь, музыка (радиовещание), телеграфные сигналы (радиосвязь), изображения (телевидение). Р. используются для обнаружения и определения положения разл. объектов (радиолокация) и т. п. Практич. использование Р. с теми или иными частотами связано с особенностями распространения радиоволн, условиями их генерации и излучения (см. Антенна). В табл. 2 приведено деление Р. на диапазоны, установленное междунар. регламентом радиосвязи. Р. используются для изучения структуры в-ва (см. Радиоспектроскопия) и св-в той среды, в к-рой они распространяются, напр. с помощью Р. получены сведения о структуре ионосферы и процессах в ней. Исследование радиоизлучения косм. объектов — предмет радиоастрономии. В радиометеорологии изучают процессы по характеристикам принимаемых волн. • См. лит. при ст. ^ Распространение радиоволн. М. Б. Виноградова.РАДИОГОЛОГРАФИЯ, метод записи, восстановления и преобразования волнового фронта эл.-магн. волн радиодиапазона, в частности диапазона СВЧ. Методы Р.— прямые аналоги методов оптич. голографии. Как и там, голографич. процесс сводится к получению (регистрации) голограммы и восстановлению (реконструкции) изображения. Для регистрации используются непрерывные среды, чувствительные к излучению радиодиапазоиа, и радиоприёмные устройства. В качестве непрерывных сред применяются плёнки холестерич. жидких кристаллов, тонкие плёнки жидкостей, плёнки антимонида индия, люминофоры и др. Оптич. св-ва этих в-в (цвет, показатель преломления, плотность почернения, интенсивность свечения и др.) зависят от темп-ры и локально изменяются под действием тепла, выделяющегося при поглощении радиоволн. Для регистрации голограмм используются также матрицы газоразрядных диодов, светящихся под действием поля СВЧ. Для реконструкции видимого изображения обычно поверхность материала фотографируют, а затем восстанавливают изображение с помощью полученной оптич. голограммы. При регистрации голограмм СВЧ с помощью радиоприёмных устройств предметная волна (рассеянная объектом) принимается антенной (з о н д о м) и подаётся на нелинейный преобразователь (д е т е к т о р). Опорная волна может существовать в пр-ве одновременно с предметной волной, образуя с ней пнтерференц. картину (естеств. способ), а может имитироваться изменением фазы (непрерывным или дискретным) в тракте опорной волны (искусств. способ). В Р. используются одиночные сканирующие антенны и многоэлементные антенные системы (см. Антенна). Р. применяется для моделирования и измерения параметров антенн. Измерение параметров в традиц. радиотехнич. методах осуществляется вводом индикаторной антенны в дальнюю зону испытуемой антенны. Для совр. остронаправленных антенн дальняя зона находится на расстояниях ~ десятков км, что делает измерения затруднительными, а часто невозможными. Голографпч. методы позволяют определить параметры антенны в зоне Френеля вплоть до полей вблизи антенны. На нек-ром расстоянии от антенны регистрируется радиоголограмма и её оптич. модель — транспарант, помещение к-рой в когерентное световое поле образует распределение, подобное измеряемому. Полученное поле преобразуют системой 608линз так, что на выходе в определённой плоскости образуется распределение поля, соответствующее диаграмме направленности антенны. Обработка результатов измерения поля в раскрыве антенны может производиться на ЭВМ. Р. применяется для исследования удалённых объектов. Небольшая подвижная антенна принимает сигналы от перемещающегося объекта (р а д и о л о к а т о р), к-рые записываются в виде радиоголограммы. Радиоголограмма преобразуется в оптич. модель, реконструкция изображения даёт детальную картину земной поверхности. Метод радиолокатора с синтезируемой апертурой использовался на «Аполлоне-17» при облёте Луны (=60, 20 и 2 м); он примен