Словарь (стр. 29 )

мы магн. полем, если при этом не обеспечены условия устойчивости плазмы.

Потоки заряж. ч-ц могут «раскачи­вать» в плазме колебания и волны; возникающая в этом случае Т. п. наз. кинетической и в зави­симости от того, какой именно тип колебаний явл. преобладающим, го­ворят о Ленгмюровских волнах, ионнозвуковых колебаниях и т. п. (см. также Плазма). п., связан­ная с раскачкой широкого спектра волн в плазме, часто бывает слабой, она больше сходна с совокупностью волн на воде, чем с системой вихрей в турбулентном потоке жидкости. При слабой Т. п. волны имеют неболь­шую амплитуду, и поэтому процесс передачи энергии от одних волн к дру­гим протекает сравнительно медленно.

Т. п. проявляется во мн. процессах, протекающих в плазме: при удержа­нии магн. полем неоднородной плазмы, при вз-ствии пучков ч-ц с плазмой, при прохождении через плазму мощ­ного эл.-магн. излучения (в последнем случае она возникает благодаря раз­витию т. н. параметрических взаимодействий). Т. п. пред­ставляет собой сложное движение заряж. ч-ц и эл.-магн. поля и, т. о., служит проявлением коллективной природы вз-ствия заряж. ч-ц плазмы между собой.

• , Турбулент­ность плазмы, «Вопросы теории плазмы», 1964, в. 4; Ц ы т о в и ч В. Н., Теория турбулентной плазмы, М., 1971; Г а л е е в А. А., С а г д е е в Р. 3., Нелинейная теория плазмы, «Вопросы теории плазмы», 1973, в. 7; Электродинамика плазмы, под ред. , М., 1974.

Б.  Б.  Кадомцев.

ТУРМАЛИН, природный и синтетич. монокристалл — алюмосиликат, со­держащий В. Точечная группа сим­метрии 3m, плотность 2,9—3,85 г/см3, Tпл=1100°С, твёрдость по шкале Мооса 7—7,5. Оптически анизотропен (двойное лучепреломление), обладает дихроизмом. Применяется гл. обр. как пироэлектрик и пъезоэлектрик. Крупные прозрачные кристаллы без­железистых Т. используются в каче­стве датчиков гидростатич. давления, в радиотехнике, оптике, акустоэлектронике. Окрашенные прозрачные раз­новидности Т.— розовый и красный рубеллиты, синий индиголит — ис­пользуются как ювелирные камни.

ТУШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ, уменьшение выхода люминесценции, вызываемое разл. причинами. Т. л. может происходить при добавлении в люминофор посторонних примесей, при увеличении в нём концентрации само­го люминесцирующего в-ва (концентрационное тушение), при нагревании (температур­ное тушение), под действием ИК света, электрич. поля и др. воз­действий на люминофор. В результате действия этих факторов относительно

771

возрастает вероятность безызлучат. (по сравнению с вероятностью излучательных) квантовых переходов люминесцирующих молекул из воз­буждённого состояния в основное. В случае рекомбинационной люминес­ценции кристаллофосфоров Т. л. объ­ясняется безызлучат. рекомбинацией носителей заряда с центрами тушения, к-рыми могут служить дефекты крист. решётки или атомы примеси.

л. нежелательно, по­этому к чистоте люминесцирующих в-в предъявляются очень высокие тре­бования. Однако спец. виды люмино­форов, обладающие сильным тушением при повышении темп-ры или под действием ИК излучения, применя­ются в качестве чувствит. индикаторов ДВ излучений (см. Приёмники опти­ческого излучения).

• См. лит. при ст. Люминесценция, Люми­нофоры. 

.

ТЯГОТЕНИЕ (гравитация, гравита­ционное взаимодействие), универсаль­ное взаимодействие между любыми видами материи. Если это вз-ствие относительно слабое и тела движутся медленно (по сравнению со скоростью света с), то справедлив закон все­мирного тяготения Нью­тона. В общем случае Т. описывается созданной А. Эйнштейном общей теорией относительно­сти. Эта теория описывает Т. как воздействие материи на св-ва пр-ва и времени; в свою очередь, эти св-ва пространства-времени влияют на дви­жение тел и др. физ. процессы. Т. о., совр. теория Т. резко отличается от теорий др. видов вз-ствия — эл.-магн., сильного и слабого. (Однако в настоя­щее время большинство физиков счи­тает, что при очень высоких энергиях все виды фундаментальных вз-ствий объединяются в единое вз-ствие; см. раздел Квантовые эффекты.)

Теория тяготения Ньютона. Первые высказывания о Т. как всеобщем св-ве тел относятся к античности. В 16 и 17 вв. в Европе возродились попытки доказательства существова­ния взаимного тяготения тел. Нем. астроном И. Кеплер говорил, что «тя­жесть есть взаимное стремление всех тел». Окончат. формулировка закона всемирного Т. была сделана Ньютоном в 1687 в гл. его труде «Математические начала натуральной философии». За­кон тяготения Ньютона гласит, что две любые материальные ч-цы с мас­сами mA и  mB притягиваются по направлению друг к другу с силой F, прямо пропорц. произведению масс и обратно пропорц. квадрату рас­стояния r между ними:

F=GmAmB/r2  (1)

(под материальными ч-цами здесь по­нимаются любые тела при условии, что их линейные размеры много мень­ше расстояния между ними). Коэфф.

пропорциональности G наз. гравита­ционной постоянной. Числовое зна­чение G было определено впервые англ. учёным Г. Кавендишем в 1798, измерившим в лаборатории силы при­тяжения между двумя шарами. По совр. данным,

(G=6,6745 (8) •10-8 см3/г•с2=6,6745 (8) •10-11  м3/кг•с2. Согласно закону (1), сила Т.  зависит только  от  положения  ч-ц  в  данный момент времени, т. е. гравитац. вз-ствие распространяется мгновенно.

Чтобы вычислить силу Т., дейст­вующую на данную ч-цу со стороны мн. др. ч-ц (или непрерывно распре­делённого в-ва в нек-рой области пр-ва), следует векторно сложить си­лы, действующие со стороны каждой ч-цы (проинтегрировать в случае не­прерывного распределения в-ва). Т. о., в ньютоновской теории Т. справедлив суперпозиции принцип. Ньютон тео­ретически доказал, что сила Т. между двумя шарами конечных размеров со сферически симметричным распреде­лением в-ва выражается также ф-лой (1), где mA и mB — полные массы шаров, a r — расстояние между их центрами. При произвольном распре­делении в-ва сила Т., действующая в данной точке на пробную ч-цу, может быть выражена как произведение мас­сы этой ч-цы на вектор g, наз. напря­жённостью поля Т. в данной точке. Чем больше по модулю g, тем сильнее поле Т.

Из закона Ньютона следует, что поле Т.— потенц. поле, т. е. его на­пряжённость g может быть выражена как градиент нек-рой скалярной вели­чины φ, наз. гравитационным потенциалом:

g=- gradφ.  (2)

Так, для ч-цы массы т потенциал по­ля Т.

φ=-Gm/r.  (3)

Если задано произвольное распреде­ление плотности в-ва в пр-ве ρ=ρ(r), то можно вычислить гравитац. потен­циал φ этого распределения, а следо­вательно, и напряжённость гравитац. поля g во всём пр-ве. Потенциал φ определяется как решение Пуассона уравнения:

Δφ = 4πGρ,  (4)

где Δ=d2ldx2+d2/dy2+d2/dz2 — опера­тор Лапласа.

Гравитац. потенциал к.-л. тела или системы тел может быть записан в виде суммы потенциалов полей Т. части­чек, слагающих тело или систему (принцип суперпозиции), т. е. в виде интеграла от выражения (3):

Интегрирование производится по всей массе тела (или системы тел), r — рас­стояние элемента массы dm от точки, в к-рой вычисляется потенциал. Выражение (4а) явл. решением ур-ния Пуассона (4). Потенциал изолиров. тела (системы тел) определяется неод­нозначно. Напр., к потенциалу можно прибавлять произвольную константу. Однако если потребовать, чтобы вдали от тела, на бесконечности, потенциал равнялся нулю, то потенциал опреде­ляется решением ур-ния Пуассона однозначно в виде (4а).

Ньютоновская теория Т. и ньюто­новская механика явились величай­шим достижением естествознания. Они позволяют описать с большой точно­стью обширный круг явлений, в т. ч. движение естеств. и искусств. тел в Солнечной системе, движения в др. системах небесных тел: в двойных звёздах, в звёздных скоплениях, в, галактиках. На основе теории тя­готения Ньютона было предсказано существование планеты Нептун и спут­ника Сириуса и сделаны мн. др. пред­сказания, впоследствии блестяще под­твердившиеся. В астрономии закон тяготения Ньютона явл. фундаментом, на основе к-рого вычисляются дви­жения и строение небесных тел, их эволюция, определяются массы не­бесных тел. Точное определение гра­витац. поля Земли позволяет устано­вить распределение масс под её по­верхностью (гравиметрич. разведка). Однако в нек-рых случаях Т. не может быть описано законом Ньютона.

Необходимость обобщения закона тяготения Ньютона. Теория Ньютона предполагает мгновенное распростра­нение Т. и уже поэтому не может быть согласована со спец. теорией относи­тельности (см. Относительности тео­рия), утверждающей, что никакое вз-ствие не может распространяться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Определим усло­вия, ограничивающие применимость ньютоновской теории Т. Так как эта теория не согласуется со спец. тео­рией относительности, то её нельзя применять в тех случаях, когда гра­витац. поля настолько сильны, что разгоняют движущиеся в них тела до скоростей порядка скорости света с. Скорость, до к-рой разгоняется тело, свободно падающее из бесконечности (предполагается, что там оно имело пренебрежимо малую скорость) до нек-рой точки, равна по порядку величины квадратному корню из мо­дуля гравитац. потенциала φ в этой точке (предполагается, что на беско­нечности φ=0). Т. о., теорию Ньютона можно применять только в том слу­чае, если

|φ|<<с2.  (5)

В полях Т. обычных небесных тел это условие выполняется; так, на поверхности Солнца

|φ|/с2≈4•10-6, а на поверхности белых карликов — порядка 10-3.

Ньютоновская теория неприменима также к расчёту движения ч-ц даже в слабом поле Т., удовлетворяющем условию (5), если ч-цы, пролетающие