Словарь (стр. 33 )

В случае, когда свет поглощается молекулами в-ва, растворённого в практически не поглощающем раство­рителе, или молекулами газа, кλ ока­зывается пропорциональным числу по­глощающих молекул на единицу длины пути световой волны, или, что то же, на единицу объёма, заполненного про­ходящим светом, т. е. пропорционален концентрации С: кλ=χλС (правило Бера). Тогда закон поглощения при­нимает вид J=J0e-χλCl (Бугера-Ламберта — Бера закон), где χλ — новый коэфф., не зависящий от кон­центрации и характерный для моле­кулы поглощающего в-ва. В реаль­ных газах и растворах закон Бугера — Ламберта — Бера выполняется далеко не всегда.

В проводящих средах (металлах, плазме) вз-ствие со светом в значит. степени определяется свободными эл-нами, в связи с чем кλ зависит от элек­тропроводности σ. Значит. П. с. в проводящих средах сильно влияет на все процессы распространения света в них; формально это учитывается тем, что член, содержащий кλ, входит в выражение для комплексного преломления показателя среды.

В терминах квант. теории процесс П. с. связан с переходом эл-нов в по­глощающих атомах, ионах, молекулах или тв. теле с более низких уровней энергии на более высокие. Обратный переход в осн. или нижнее возбуждён­ное состояние может совершаться с из­лучением фотона или безызлучательно, или комбинированным путём, при­чём способ перехода обратно опреде­ляет, в какой вид энергии переходит энергия поглощённого света.

В световых пучках очень большой интенсивности П. с. перестаёт подчи­няться закону Бугера, т. е. кλ стано­вится функцией интенсивности света J0 (н е л и н е й н о е П. с.). Этот эффект может быть обусловлен тем, что очень большая доля поглощающих ч-ц, перейдя в возбуждённое состоя­ние и оставаясь в нём сравнительно долго, теряет способность поглощать свет, что заметно изменяет характер П. с. средой.

Если в поглощающей среде искусст­венно создана инверсия населённости, т. е. число возбуждённых состояний на верхнем уровне превосходит тако­вое на нижнем, то каждый фотон из падающего потока имеет большую вероятность индуцировать испускание точно такого же фотона, чем быть по­глощённым самому (см. Вынужденное излучение). В этом случае интенсив­ность выходящего света J превосходит интенсивность падающего J0, т. е. имеет место усиление света.

Формально это явление в законе Буге­ра соответствует отрицательности kλ, поэтому явление наз. о т р и ц а т е л ь н ы м П. с. На нём основано действие квантовых генераторов (ла­зеров) и квантовых усилителей.

П. с. используется в разл. областях науки и техники. Так, на нём основа­ны мн. особо высокочувствит. методы количеств. и качеств. хим. анализа, в частности а б с о р б ц и о н н ы й спектральный анализ, спектрофотометрия, колориметрия и пр. Вид спектра П. с. удаётся связать с хим. структурой в-ва, по виду спектра поглощения можно исследовать ха­рактер движения эл-нов в металлах, выяснить зонную структуру полупро­водников и мн. др.

• , Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики); Б о р н М., Основы оптики, пер. с англ., М., 1973; , Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; , Оптические свойства металлов, М., 1961; М о с с Т., Оптические свойства полупроводников, пер. с англ., М.. 1961.

.

ПОГЛОЩЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ, отношение потока излучения, погло­щённого данным телом, к потоку из­лучения, упавшему на это тело. В слу­чае, если падающий поток имеет ши­рокий спектр, указанное отношение характеризует т. н. интеграль­ный П. к.; если же диапазон частот падающего света узок, то говорят о м о н о х р о м а т и ч е с к о м П. к.— поглощательной способности тела. В соответствии с законом сохранения энергии сумма П. к., отражения коэф­фициента и пропускания коэффициен­та равна единице. В отличие от по­глощения показателя, характеризую­щего св-во вещества, П. к. зависит от толщины слоя, сквозь к-рый проходит свет, т. е. от размера тела. В спектро­скопии иногда под термином «П. к.» понимают показатель поглощения.

.

ПОГЛОЩЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЬ (кλ), величина, обратная расстоянию, на к-ром монохроматич. поток излучения длины волны λ, образующий парал­лельный пучок, ослабляется за счёт поглощения в в-ве в е раз (натураль­ный П. п.; см. Бугера — Ламберта — Бера закон) или 10 раз (десятичный П. п.). Измеряется в см-1 или м-1. См. Поглощение света.

ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, область те­чения вязкой жидкости (газа) с малой по сравнению с продольными разме­рами поперечной толщиной, образую­щаяся у поверхности обтекаемого тв. тела, у стен канала, по к-рому течёт жидкость, или на границе раздела двух потоков жидкости с разл. ско­ростями, темп-рами или хим. составом. П. с. характеризуется резким изме­нением в поперечном направлении скорости (динамич. П. с.) или темп-ры (тепловой, или температурный, П. с.) или же концентраций отд. хим. ком-

555

понентов (диффузионный, или концент­рационный, П. с.). На, формирование течения в П. с. осн. влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузи­онная способность жидкости (газа). Внутри динамич. П. с. происходит плавное изменение скорости от её значения во внеш. потоке до нуля на стенке (вследствие прилипания вязкой жидкости к тв. поверхности). Анало­гично внутри П. с. плавно изменяются темп-pa и концентрация.

Режим течения в динамич. П. с. за­висит от Рейнольдса числа Re и может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном режиме отд. ч-цы жидкости (газа) движутся по траекто­риям, форма к-рых близка к форме обтекаемого тела или условной грани­цы раздела между двумя жидкими (га­зообразными) средами. При турбулент­ном режиме в П. с. на нек-рое осреднённое движение ч-ц жидкости в на­правлении осн. потока налагается хао­тическое, пульсационное движение отд. жидких конгломератов. В результате интенсивность переноса кол-ва дви­жения, а также процессов тепло - и массопереноса резко увеличивается, что приводит к возрастанию коэфф. поверхностного трения, тепло - и массообмена. Значение критич. числа Рейнольдса, при к-ром в П. с. проис­ходит переход ламинарного течения в турбулентное, зависит от степени шероховатости обтекаемой поверхно­сти, уровня турбулентности внеш. по­тока, Маха числа М и нек-рых др. факторов. При этом переход ламинар­ного режима течения в турбулентный с возрастанием Re происходит в П. с. не внезапно, а имеется переходная область, где попеременно чередуются ламинарный и турбулентный режи­мы.

Толщина δ динамич. П. с. опреде­ляется как то расстояние от поверх­ности тела (или от границы раздела жидкостей), на к-ром скорость в П. с. можно практически считать равной скорости во внеш. потоке. Значение 6 зависит гл. обр. от числа Рейнольд­са, причём при ламинарном режиме те­чения δ~l•Re-0,5, а при турбулент­ном — δ~l•Re-0,2, где l — харак­терный размер тела.

Развитие теплового П. с. опреде­ляется, помимо числа Рейнольдса, также Прандтля числом, к-рое харак­теризует соотношение между толщи­нами динамич. и теплового П. с. Соот­ветственно на развитие диффузионного П. с. дополнит. влияние оказывает диффузионное число Прандтля или Шмидта число.

с. кинетич. энергия моле­кул переходит в тепловую, вследствие чего при больших скоростях внеш. по­тока локальная темп-pa газа увеличи­вается. В случае теплоизолированной поверхности темп-pa газа в П. с. может приближаться к т. н. темп-ре торможения Т0=Те(1+((k-1)/2)М2), где Те— темп-pa газа вне П. с., k=cp/cv— отношение теплоёмкостей при пост. давлении и пост. объёме.

Характер течения в П. с. оказывает решающее влияние на отрыв потока от поверхности обтекаемого тела. При­чина этого заключается в том, что при наличии достаточно большого поло­жит. продольного градиента давления кинетич. энергия заторможённых в П. с. ч-ц жидкости становится недо­статочной для преодоления сил давле­ния, течение в П. с. теряет устойчи­вость и возникает т. н. отрыв потока (см. Отрывное течение).

При больших числах Рейнольдса толщина П. с. очень мала по сравне­нию с характерными размерами тела. Поэтому почти во всей области тече­ния, за исключением тонкого П. с., влияние сил вязкости несущественно по сравнению с инерционными силами, и жидкость в этой области можно рас­сматривать как идеальную. Одновре­менно вследствие малой толщины П. с. давление в нём в поперечном направ­лении можно практически считать по­стоянным. В результате весьма эф­фективным оказывается такой метод изучения обтекания тел потоком жид­кости (газа), когда всё поле течения разбивается на две части — область течения идеальной жидкости и тонкий П. с. у поверхности тела. Течение в первой области изучается с помощью ур-ний движения идеальной жидко­сти, что позволяет определить распре­деление давления вдоль поверхности тела; тем самым определяется и давле­ние в П. с. Течение внутри П. с. рас­считывается после этого с учётом вяз­кости, теплопроводности и диффузии, что позволяет определить поверхност­ное трение и коэфф. тепло - и массообмена. Однако такой подход оказывает­ся неприменимым в явном виде в слу­чае отрыва потока от поверхности тела. Он неприменим и при малых Re, когда влияние вязкости распространяется на довольно большую часть возмущён­ной области течения.

• Л о й ц я н с к и й Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., М., 1978; III л и х т и н г Г., Теория пограничного слоя, пер. с нем., М., 1974; Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической техни­ке, М., 1975; , , Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое, М., 1972.

.

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ (ошиб­ки измерений), отклонения резуль­татов измерений от истинных значе­ний измеряемых величин. Различают с и с т е м а т и ч е с к и е, с л у ч а й н ы е и г р у б ы е П. и. (последний вид П. и. часто наз. промахами). Систематич. П. и. обусловлены гл. обр. погрешностями средств измерений и несовершенством методов измерений (см. Измерение); случайные — рядом неконтролируемых обстоятельств (незначит. изменениями условий измере­ний и т. п.); промахи — неисправ­ностью средств измерений, неправильным отсчитыванием показаний, рез­кими изменениями условий измерений и т. д. При обработке результатов из­мерений промахи обычно отбрасывают; влияние систематич. погрешностей стремятся уменьшить внесением по­правок или умножением показаний приборов на поправочные множители; оценки случайных П. и. осуществляют методами матем. статистики. При изме­рениях пост. величин, когда исполь­зуются установившиеся показания (вы­ходные сигналы) средств измерений, П. и. наз. с т а т и ч е с к и м и. При измерениях изменяющихся величин, т. е. при изменяющихся выходных сигналах, к статич. добавляются