Словарь (стр. 2 )

v=vпр√(1-exp (-2gx)/v2пр), (3)

где vпр=√(2P/cxρS). Из ф-лы (3) видно, что с возрастанием х скорость v стре­мится к vпр, наз. предельной скоростью падения. Когда сх и S достаточно ве­лики, значение v становится близким к vпр на небольшом нач. участке. пути

и дальнейшее П. т. происходит с прак­тически пост. скоростью vпр.

.

ПАР, термин, обозначающий газооб­разное состояние в-ва в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой (твёрдой) фа­зой того же в-ва. Как правило, этот термин применяют в тех случаях, ког­да фазовое равновесие осуществляется при темп-pax Т и давлениях р, ха­рактерных для обычных природных условий (говорят, напр., о П. спирта, бензола, иода, нафталина). Для мн. физ. задач понятия «пар» и «газ» экви­валентны.

Различают след. виды состояний П. химически чистых в-в: насыщен­ный пар— П. при Т и р насыщения; н е н а с ы щ е н н ы й п а р (п е р е г р е т ы й) — П. при Т >Tнасыщ для данного р и, следовательно, с плотностью, меньшей, чем у насыщен­ного П.; п е р е с ы щ е н н ы й п а р — П., имеющий давление боль­шее, чем рнасыщ при той же темпера­туре.

ПАР РОЖДЕНИЕ, см. Рождение пары.

ПАРА СИЛ, система двух сил Р и Р', действующих на тв. тело, равных по абс. величине и направленных парал­лельно, но в противоположные сторо­ны, т. е. Р'=-Р. П. с. не имеет равнодействующей, т. е. её нельзя заменить (а следовательно, и уравно­весить) одной силой.

Расстояние l между линиями дейст­вия сил пары наз. плечом П. с. Действие, оказываемое П. с. на тв. тело, характеризуется её момен­том, к-рый изображается вектором M, равным по абс. величине Рl и направ­ленным перпендикулярно к плоскости действия П. с. в сторону, откуда

516

поворот, совершаемый П. с., виден происходящим против хода часовой стрелки (в правой системе координат). Основное св-во П. с.: действие, ока­зываемое ею на данное тв. тело, не изменяется, если П. с. переносить куда угодно в плоскости пары или в плоскости, ей параллельной, а также если изменять абс. величину сил пары и длину её плеча, сохраняя неизменным момент П. с. Т. о., момент П. с. можно считать приложенным к любой точке тела. с. с одинаковыми момен­тами М, приложенные к одному и то­му же тв. телу, механически эквива­лентны одна другой. Любая система П. с., приложенных к данному тв. телу, механически эквивалентна одной П. с. с моментом, равным геом. сумме векторов — моментов этих П. с. Если геом. сумма векторов — моментов не­которой системы П. с. равна нулю, то эта система П. с. явл. уравновешен­ной.

.

ПАРАБОЛИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО, см. Зеркало оптическое.

ПАРАКСИАЛЬНЫЙ ПУЧОК ЛУ­ЧЕЙ света, пучок лучей, распро­страняющихся вдоль оси центриро­ванной оптич. системы и образующих очень малые углы с осью и нормалями к преломляющим и отражающим по­верхностям системы. Осн. соотноше­ния, описывающие образование изобра­жений оптических в осесимметричных системах, строго справедливы толь­ко для П. п. л. Только в изображе­ниях, создаваемых такими лучами, отсутствуют аберрации оптических систем (кроме хроматической аберра­ции в линзовых системах). На прак­тике, однако, под П. п. л. обычно по­нимают пучок лучей, проходящих под конечными (неск. градусов) угла­ми, для к-рых отступления от строгих соотношений настолько малы, что ими можно пренебречь. Область вок­руг оптич. оси системы, в к-рой лучи можно считать параксиальными, тоже наз. параксиальной.

ПАРАЛЛЕЛОГРАММ СИЛ, геометрич. построение, выражающее закон сложения сил: вектор, изображающий силу, равную геом. сумме двух сил, явл. диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на его сторонах. Для двух сил, прило­женных к телу в одной точке, сила, найденная построением П. с., явля­ется одноврем. равнодействующей данных сил (аксиома П. с.).

ПАРАМАГНЕТИЗМ (от греч. para — возле, рядом и магнетизм), свойство в-в (парамагнетиков), помещённых во внеш. магн. поле, намагничиваться (приобретать магнитный момент) в направлении, совпадающем с направ­лением этого поля. Т. о., внутри парамагнетика к действию внеш. поля прибавляется действие возник­шей намагниченности J. В этом от­ношении П. противоположен диамаг­нетизму. Парамагнитные тела притя­гиваются к полюсам магнита (диа­магнитные — отталкиваются). Характерным для парамагнетиков св-вом намагничиваться по полю обладают также ферромагнетики, ферримагнетики и антиферромагнетики. Од­нако в отсутствии внеш. поля намагни­ченность парамагнетиков равна нулю и они не обладают магнитной струк­турой атомной, в то время как ферро-, ферри - и антиферромагнетики сохра­няют магн. структуру. Термин «П.» ввёл в 1845 М. Фарадей, к-рый разде­лил все в-ва (кроме ферромагнитных) на диа - и парамагнитные. П. характе­рен для в-в, частицы к-рых (атомы, молекулы, ионы, ат. ядра) обладают собств. магн. моментом, но в отсутст­вии внеш. поля эти моменты ориен­тированы хаотически, так что в це­лом J=0. Во внеш. поле магн. мо­менты атомов парамагн. в-в ориенти­руются преимущественно по полю, с ростом поля намагниченность парама­гнетиков растёт по закону J=χH, где χ — магнитная восприимчивость 1 см3 в-ва, для парамагнетиков χ ~10-7—10-4 и всегда положительна. Если поле очень велико, то все магн. моменты парамагн. ч-ц будут ориен­тированы строго по полю (магнитное насыщение). С повышением темп-ры Т при неизменной напряжённости поля возрастает дезориентирующее дейст­вие теплового движения ч-ц и магн. восприимчивость убывает — в простейшем случае по Кюри закону χ= С/Т (С — постоянная Кюри). От­клонения от закона Кюри (см. Кюри— Вейса закон) в осн. связаны с взаимо­действием ч-ц (влиянием внутрикристаллического поля).

Существование у атомов (ионов) магн. моментов, обусловливающих П. в-в, может быть связано с движе­нием эл-нов в оболочке атома (орби­тальный П.), со спиновым моментом самих эл-нов (спиновый П.), с магн. моментами ядер атомов (ядерный пара­магнетизм). Магн. моменты атомов, ионов, молекул создаются в осн. их эл-нами, чьи моменты примерно в тысячу раз превосходят маги. момен­ты ат. ядер (см. Магнетон).

П. металлов слагается в осн. из спинового П., свойственного эл-нам проводимости (т. н. п а р а м а г н е т и з м П а у л и), и П. электронных оболочек атомов (ионов), составляю­щих крист. решётку металла. По­скольку движение эл-нов проводимо­сти металлов практически не меня­ется при изменении темп-ры, П., обус­ловленный эл-нами проводимости, от темп-ры не зависит. Поэтому, напр., щелочные и щёлочноземельные ме­таллы, у к-,рых электронные оболочки ионов лишены магн. момента, а П. обусловлен исключительно эл-нами проводимости, обладают магн. воспри­имчивостью, не зависящей от темп-ры. В в-вах, в к-рых нет эл-нов проводи­мости, магн. моменты электронных оболочек атомов скомпенсированы, магн. моментом обладает лишь ядро (напр., у изотопа гелия 3Не) и П. край­не мал (~10-9—10-12), он может наблюдаться лишь при сверхнизких тем­пературах (Т ~ 0,1 К).

Парамагн. восприимчивость диэлек­триков, согласно классич. теории П. Ланжевена (1906), определяется ф-лой χд = Nμ2a/3kT, где N — число парамагн. атомов в 1 моле в-ва, μa — магн. момент атома. Эта ф-ла была получена методами статистической физики для системы практически не взаимодействующих атомов, находя­щихся в с л а б о м магн. поле или при в ы с о к о й темп-ре (когда μaH <<kT). В сильных магн. по­лях или при н и з к и х темп-pax (ко­гда μaH>>kT) намагниченность пара­магн. диэлектриков стремится к Nμa (насыщение). Квант. теория П., учиты­вающая квантование пространственное момента μa (франц. физик Л. Бриллюэн, 1926), в случае восприимчиво­сти χд диэлектриков приводит к ф-ле (при μaH<<kT): χд=Nj(j+1)μ2ag2j/ЗkT, где j — квант. число, определяю­щее полный момент импульса атома, gj — Ланде множитель. Парамагн. восприимчивость 1 моля полупроводни­ков χп, обусловленная эл-нами прово­димости, в простейшем случае зависит от темп-ры Т экспоненциально χпэ=AT1/2exp(-Δо/2kT), где А — кон­станта в-ва, Δо — ширина запрещён­ной зоны ПП. Особенности индивиду­ального строения ПП сильно искажа­ют эту зависимость. Для металлов (без учёта Ландау диамагнетизма и вз-ствия эл-нов) χмэ=3Nμ2э/2о0, где о0 — энергия Ферми, μэ — магн. мо­мент эл-на, χмэ не зависит от темп-ры. Парамагнитными могут быть и хим. соединения, содержащие ионы, не об­ладающие магн. моментом в осн. состо­янии. В них П. связан с квантовомеханич. поправками, обусловленными примесью возбуждённых состояний с магн. моментом. (п а р а м а г н е т и з м В а н Ф л е к а) не зави­сит от темп-ры (пример — ионы Eu3+ ).

Яд. П. при отсутствии сильного вз-ствия между спинами ядер и элект­ронными оболочками атомов характе­ризуется величиной χя=Nμ2я/3kT (μя — магн. момент ядра), к-рая прибл. в 106 раз меньше электронной парамагн. восприимчивости (μэ~103μя). в-в, а также электронного парамагнитного резонанса позволяет определять магн. моменты отд. атомов, ионов, молекул, ядер, изучать строение сложных моле­кул и мол. комплексов, а также осу­ществлять тонкий структурный ана­лиз материалов, применяемых в тех­нике. Парамагн. в-ва используют для получения сверхнизких темп-р (ниже 1 К, см. Магнитное охлаждение).

• , Магнетизм, М., 1971; Д о р ф м а н Я. Г., Магнитные свой­ства и строение вещества, М., 1955; А б р а г а м А., Ядерный магнетизм, пер. с англ.,

517

М., 1963; Введение в фи­зику твердого тепа, пер. с англ., М., 1978.

Я, Г. Дорфман.

ПАРАМАГНЕТИК, вещество, намаг­ничивающееся во внеш. магн. поле по направлению поля. В отсутствии внеш. магн. поля П. немагнитен. Атомы (ио­ны) П. обладают собств. магнитным моментом, но ориентация моментов в пр-ве имеет хаотич. характер, так что П. не обладают магн. структурой, присущей, напр., ферромагнетикам. Под действием внеш. магн. поля магн. моменты атомов (ионов) П. (у парамагн. металлов — спины части эл-нов про­водимости) ориентируются преим. по направлению поля. В результате П. приобретает намагниченность J, про­порциональную напряжённости поля If и направленную по полю. Магнит­ная восприимчивость П. χ=J/H всегда положительна. Её абс. значение неве­лико (см. табл.), в слабых полях она не зависит от напряжённости магн.