Слова на букву «Ц» (стр. 2 )

от свойств окружающей среды (её сжимаемости). При движении со сверх­звуковой скоростью Ц. д. значительно смещается к хвосту из-за влияния сжимаемости воздуха. Изменение по­ложения Ц. д. у движущихся объек­тов (самолёт, ракета, мина и др.) существенно влияет на устойчивость их движения. Чтобы их движение бы­ло устойчивым при случайном изме­нении угла атаки а, Ц. д. должен сместиться так, чтобы момент аэроди­намич. силы относительно центра тя­жести (положение к-рого также может изменяться в процессе полёта) вызвал возвращение объекта в исходное поло­жение.

• Л о й ц я н с к и й Л. Г., Механика жид­кости и газа, 5 изд., М., 1978; , Лекции по теории крыла, М.— Л. 1949.

ЦЕНТР ИЗГИБА в сопротивлении материалов и теории упругости, точка поперечного сечения бруса, такая, что брус при изгибе не испытывает кру­чения, если поперечная сила проходит через Ц. и. В упругом брусе положе­ние Ц. и. не зависит от величины си­лы. и. важно для рас­чёта ряда конструкций. Напр., чтобы крыло самолёта в полёте не изменяло самопроизвольно угол атаки, надо профиль крыла выбрать таким обра­зом, чтобы подъёмная сила проходила через Ц. и.

ЦЕНТР ИНЕРЦИИ (центр масс), геом. точка, положение к-рой характе­ризует распределение масс в теле или механич. системе. и. определяются ф-лами:

или для тела при непрерывном рас­пределении масс

где mk — массы материальных точек, образующих систему, хk, уk, zk — координаты этих точек, M=Smk — масса системы, r(х, у, z) — плотность, V — объём. Понятие о Ц. и. отлича­ется от понятия о центре тяжести тем, что последнее имеет смысл толь­ко для твёрдого тела, находящегося в однородном поле тяжести; понятие же о Ц. и. не связано ни с каким си­ловым полем и имеет смысл для любой

843

механич. системы. Для твёрдого тела положения Ц. и. и центра тяжести совпадают.

При движении механич. системы её Ц. и. движется так, как двигалась бы материальная точка, имеющая массу, равную массе системы, и находящаяся под действием всех внеш. сил, прило­женных к системе. Кроме того, нек-рые ур-ния движения механич. системы (тела) по отношению к осям, имеющим начало в Ц. и. и движущимся вместе с Ц. и. поступательно, сохраняют тот же вид, что и для движения по отно­шению к инерциальной системе от­счёта. Ввиду этих свойств понятие о Ц. и. играет важную роль в дина­мике системы и твёрдого тела.

.

ЦЕНТР МАСС, то же, что центр инер­ции.

ЦЕНТР ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СИЛ, точка, через к-рую проходит линия действия равнодействующей системы параллельных сил Fk, при любом пово­роте всех этих сил ок. их точек при­ложения в одну и ту же сторону и на один и тот же угол. п. с. определяются ф-лами:

где xk, yk, zk — координаты точек приложения сил. п. с. пользуются при отыскании координат центров тяжести тел.

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ, геом. точка, не­изменно связанная с твёрдым телом, через к-рую проходит равнодействую­щая сила всех сил тяжести, действую­щих на частицы тела при любом его положении в пространстве; она может не совпадать ни с одной из точек дан­ного тела (напр., у кольца). Если сво­бодное тело подвешивать на нити, прикрепляемой последовательно к разным точкам тела, то отмеченные нитью направления пересекутся в Ц. т. тела. т. твёрдого тела в однородном поле тяжести сов­падает с положением его центра масс. Разбивая тело на части с весами pk, для к-рых координаты xk, yk, xk их Ц. т. известны, можно найти коорди­наты Ц. т. всего тела по ф-лам:

Ц. т. однородного тела, имеющего центр симметрии (прямоугольная или круглая пластины, шар, цилиндр и др.), находится в этом центре.

ЦЕНТР УДАРА, точка тела, имею­щего неподвижную ось вращения, обладающая тем свойством, что удар, направленный в эту точку перпендику­лярно к плоскости, проходящей через ось вращения и центр масс тела, не передаётся на ось и не оказывает удар­ных воздействий на подшипники, в к-рых эта ось закреплена. Ц. у. всегда существует у тела, имеющего плоскость симметрии, перпендикулярную к оси вращения, и лежит в этой плос­кости на расстоянии h=I/Ma, от оси вращения, где М — масса тела, I — его момент инерции относительно оси вращения, а — расстояние центра масс тела от этой оси. Вращающиеся ударные устройства (маятниковые копры, курки охотничьих ружей и т. п.) конструируют так, чтобы точка, к-рой производится удар, была по отношению к оси вращения Ц. у.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ СИЛА, приложен­ная к материальному телу сила, линия действия к-рой при любом по­ложении тела проходит через нек-рую определённую точку, наз. центром силы. с.— сила тяготе­ния, направленная к центру планеты, кулоновы силы электростатич. притя­жения или отталкивания и др. Под действием Ц. с. центр масс свободного тела движется по плоской кривой, а отрезок прямой, соединяющей этот центр с центром силы, описывает в любые равные промежутки времени равные площади (см. Площадей закон). Теория движения под действием Ц. с. имеет важные приложения в небесной механике, при расчёте движения космич. летательных аппаратов, искусств. спутников и т. д.

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА, сила, с к-рой движущаяся материальная точ­ка действует на тело (связь), стесняю­щее свободу движения точки и вынуж­дающее её двигаться криволинейно. с. равна mv2/r, где m — масса точки, v — её скорость, r — радиус кривизны траектории, и на­правлена по главной нормали к траек­тории от центра кривизны (от центра окружности при движении точки по окружности). Ц. с. и центростреми­тельная сила численно равны друг другу и направлены вдоль одной пря­мой в противоположные стороны, но приложены к разным телам, как силы действия и противодействия. Напр., при вращении в горизонтальной плос­кости привязанного к верёвке груза центростремительная сила действует со стороны верёвки на груз, вынуждая его двигаться по окружности, а Ц. с. действует со стороны груза на верёвку, натягивая её.

При применении к решению задач динамики Д'Аламбера принципа тер­мину Ц. с. придают иногда др. смысл и наз. Ц. с. составляющую силы инер­ции материальной точки, направлен­ную по главной нормали к траектории.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МОМЕНТ ИНЕР­ЦИИ, одна из величин, характери­зующих распределение масс в теле (механич. системе). Ц, м. и. вычис­ляются как суммы произведений масс mk точек тела (системы) на две из коор­динат xk, yk, zk этих точек:

м. и. зависят от направ­лений координатных осей. При этом для каждой точки тела существуют по

крайней мере три такие взаимно пер­пендикулярные оси, наз. главны­ми осями инерции, для к-рых Ц. м. и. равны нулю.

м. и. играет важную роль при изучении вращательного движения тел. От значений Ц. м. и. зависят величины сил давления на подшипники, в к-рые закреплена ось вращающегося тела. Эти давления бу­дут наименьшими (равны статичес­ким), если ось вращения явл. гл. осью инерции, проходящей через центр масс тела.

ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ СИЛА, сила, действующая на материальную точку и направленная по гл. нормали к её траектории в сторону центра кри­визны (к центру окружности при движении точки по окружности). Чис­ленно Ц. с. равна центробежной силе, т. е. равна mv2/r, где m — масса точки, v — её скорость, r — радиус кривиз­ны траектории. Под действием Ц. с. материальная точка движется криво­линейно; при прямолинейном движе­нии Ц. с. равна нулю. ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЕ УСКО­РЕНИЕ, то же, что нормальное уско­рение. Обычно термин Ц. у. приме­няют в случае движения точки по окружности, когда её Ц. у. направ­лено к центру этой окружности.

ЦЕНТРЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ (цент­ры свечения), дефекты кристаллич. решётки, обусловливающие свечение люминофора (см. Люминесценция). В кристаллофосфорах Ц. л. могут быть обусловлены структурными дефекта­ми кристаллич. решётки (катионные и анионные вакансии, междоузельные атомы и ионы) — собств. Ц. л., и ак­тиваторами (специально вводимыми атомами и ионами) — примесные Ц. л. л. представляет со­бой точечный структурный дефект или одиночный атом (ион) активатора, сложный — пары дефектов или ато­мов активатора (часто разнородных), а также их агрегаты. В люминесцент­ных стёклах Ц. л. примесные, они создаются при изготовлении стёкол добавлением активатора в шихту.

Осн. хар-ки Ц. л.— спектры погло­щения и излучения. Спектр поглоще­ния, как правило, находится в обла­сти прозрачности кристалла, поэтому Ц. л. часто являются и центрами ок­раски. Однако не все центры окраски люминесцируют; с другой стороны, если поглощение Ц. л. находится в области собственного поглощения кри­сталла, то он будет люминесцировать, не являясь центром окраски. Спектры поглощения и излучения простых примесных Ц. л. генетически связаны с атомами активатора. Так, при акти­вации люминофора ионами редкозе­мельных элементов спектры Ц. л. ока­зываются линейчатыми, обусловлен­ными квантовыми переходами во внутр. электронных оболочках иона. Воздей­ствие решётки проявляется в смеще­нии и расщеплении линий кристалли­ческим полем (Штарка эффект) и

844

в наложении добавочных частот, соответствующих колебаниям решёт­ки (см. Спектры кристаллов). При активации люминофора атомами эле­ментов, спектры к-рых обусловлены переходами во внеш. электронной обо­лочке, воздействие решётки приводит к уширению спектральных линий и превращению их в широкие полосы. Обычно ионы активатора замещают в регулярной решётке катион, однако при нек-рых условиях синтеза люми­нофора они могут локализоваться так­же и на внутр. дефектных плоскостях кристалла или по соседству с к.-л. структурным дефектом, тоже образуя Ц. л. Часто в одном люминофоре существуют два и более типов Ц. л.

• Л е в ш и н В. Л., Фотолюминесценция жидких и твердых веществ, М.—Л., 1951; Поляризованная люми­несценция атомов, молекул и кристаллов, М., 1959; Антонов-Романов­ский В. В., Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров, М., 1966.

3. Л. Моргенштерн.

ЦЕНТРЫ ОКРАСКИ, дефекты крист. решётки, поглощающие свет в спект­ральной области, в к-рой собств. поглощение кристалла отсутствует (см. Спектроскопия кристаллов). Пер­воначально термин «Ц. о.» относился только к т. н.F-центрам (от нем. Farbezentren), обнаруженным впервые в 30-х гг. в щёлочно-галоидных кри­сталлах нем. физ. с сотр. и представляющим собой анионные вакансии, захватившие электрон. В дальнейшем под Ц. о. стали понимать любые точечные дефекты крист. ре­шётки, поглощающие свет вне области собств. поглощения кристалла — катионные и анионные вакансии, междоузельные ионы (собств. Ц. о.), а так­же примесные атомы и ионы (примесные Ц. о.). Ц. о. обнаруживаются во мн. неорганич. кристаллах и стёк­лах, а также в природных минералах.

Ц. о. могут быть разрушены при нагревании (термич. обесцвечивание) или воздействии света, соответствую­щего спектральной области поглоще­ния самих Ц. о. (оптич. обесцвечива­ние). Под действием тепла или света один из носителей заряда, напр. электрон, освобождается из захватив­шего его дефекта и рекомбинирует с дыркой. В щёлочно-галоидных кри­сталлах F-центр обусловливает се­лективную полосу поглощения колоколообразного вида, обычно в види­мой области спектра, смещающуюся для кристаллов с одинаковыми анио­нами (катионами) и разными катио­нами (анионами) в сторону длинных волн при увеличении ат. веса катиона (аниона). Напр., в NaCl F-полоса имеет максимум поглощения в синей области спектра (l=465 нм) и цвет кристалла - - жёлто-коричневый (до­полнит. цвет), в KC1 — в зелёной об­ласти (l=563 нм) и кристалл выглядит фиолетовым.

Примесные атомы и ионы также могут захватывать электрон или дыр­ку, в результате чего изменяют полосу поглощения кристалла и его окраску.

Ц. о., будучи центрами захвата электронов и дырок, могут служить центрами люминесценции.

Окрашивание и обесцвечивание кристаллов и стёкол широко приме­няется в науке и технике: е дозимет­рии, в вычислит. технике, в устрой­ствах, где применяются фотохромные материалы. В археологии и геологии по исследованиям Ц. о., возникших под действием излучения радиоактив­ных элементов, находящихся в толще Земли, определяют возраст глиняных изделий и минералов. Окраска ряда драгоценных камней и самоцветов связана с Ц. о. Нек-рые кристаллы и стёкла с примесными Ц. о. использу­ются в качестве активной среды в твердотельных лазерах.

• М а р ф у н и н А. С., Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах, М., 1975.

З. Л. Моргенштерн

ЦИКЛ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ, круговой процесс, осуществляемый термодинамич. системой. Изучаемые в термодинамике циклы представляют собой сочетания разл. термодинамич. процессов, и в первую очередь изотермич., адиабатич., изобарич., изохорических. К Ц. т., исследование к-рых сыграло важную роль в разработке общих основ термодинамики (см. Вто­рое начало термодинамики) и в раз­витии её технич. приложений, отно­сятся: Карно цикл (рис. 1, а), цикл

в

Термодинамич. цик­лы в системе коор­динат р—V (объём — давление): а — Кар­но; б — Клапейрона; в — Клаузиуса — Ранкина.

Клапейрона (рис. 1,6), цикл Клаузиу­са — Ранкина (рис. 1, в) и ряд др. Кпд цикла Карно hк=(Т1-Т2)/Т1, где T1 и T2 — темп-ры нагревателя и холодильника тепловой машины. Все остальные тепловые циклы обладают меньшим значением кпд (h<hк). Так, для цикла Клапейрона hкл=(T1-T2)/[T1+CV(T1-T2)/Rln(VB/VA)], где CV— теплоёмкость рабочего тела (идеаль­ного газа), VB/VA— отношение объё­мов газа в конце и в начале изотермич. расширения, R — газовая постоянная. На основе Ц. т. были детально изу­чены общие закономерности работы тепловых двигателей (внутр. и внеш. сгорания, турбин, ракетных двигателей), холодильных установок и т. д. Напр., цикл жидкого ракетного дви­гателя (ЖРД) в принципе совпадает с циклом Клаузиуса — Ранкина, его термич. кпд

hт =1-(i4-i1)/(i3-i2), где i4 - i1 — разность энтальпий в изобар­ном процессе при давлении, соответ­ствующем давлению окружающей дви­гатель среды, i3-i2 — разность энтальпий в изобарном процессе под­вода теплоты к рабочему телу (газу) в камере сгорания.

• , , Техническая термодинамика, 4 изд., М., 1968; ,

С ы ч е в В. В., , Техническая термодинамика, М., 1968.

ЦИКЛИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ, обобщённые координаты механич. системы, не входящие явно в Лагранжа функцию или в др. характеристич. функции этой системы. к. упрощает процесс решения (интегри­рования) соответствующих дифф. ур-ний движения механич. системы. Напр., если в ф-ции Лагранжа L не входит явно координата q1; то первое из ур-ний Лагранжа примет вид

(d/dt)(дL/дq1)=0 и сразу даёт интеграл

дL/дq1=const.

ЦИКЛИЧЕСКИЕ УСКОРИТЕЛИ, ус­корители заряженных час­тиц, в к-рых благодаря управляю­щему (ведущему) магн. полю ч-цы движутся по орбитам, близким к кру­говым или спиральным, многократно проходя через один и тот же ускоряю­щий промежуток. См. Ускорители. ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ МАЯТНИК, материальная точка, совершающая под действием силы тяжести колеба­ния вдоль дуги циклоиды, ось к-рой вертикальна, а выпуклость обращена вниз. Период колебаний Ц. м. около положения равновесия (наинизшей точки циклоиды) не зависит от размахов колебаний и определяется форму­лой Т=2pÖ(4a/g), где а — радиус про­изводящего круга, g — ускорение си­лы тяжести, т. е. Ц. м. является строго изохронным, в отличие от матем. маятника.

• , Основной курс теоретической механики, 9 изд., ч. 1, М., 1972.

ЦИКЛОТРОН, циклич. резонансный ускоритель тяжёлых ч-ц (протонов, ионов), в к-ром и управляющее магн. поле и частота ускоряющего электрич. поля постоянны во времени. Ч-цы в Ц. движутся по плоской развёртываю­щейся спирали. В Ц. с азимутальносимметричным магн. полем ч-цы могут быть ускорены лишь до нерелятив. скоростей. В Ц. с вариацией по азимуту (изохронный Ц.) возможно ускорение до больших энергий. См. Ускорители.

ЦИКЛОТРОННАЯ ЧАСТОТА (гиро­магнитная частота), частота wс обра­щения заряженных частиц в постоян-