Словарь (стр. 34 )

д и н а м и ч е с к и е П. и., и общая по­грешность возрастает.

.

ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕ­НИЙ, отклонения метрологич. св-в или параметров средств измерений от номинальных, влияющие на погреш­ности результатов измерений, получае­мых при помощи этих средств. Состав­ляющие этих погрешностей, завися­щие от П. с. и., наз.

и н с т р у м е н т а л ь н ы м и п о г р е ш н о с т я м и (инструментальные ошибки). П. с. н. выражают в форме абс., относит. или приведённых погрешностей.(т. е. соот­ветственно в единицах измеряемой ве­личины, в долях или процентах от неё либо в процентах от верх. предела из­мерений, диапазона измерений или длины шкалы).

П. с. и., имеющие место при нор­мальных условиях применения средств измерений, наз.

о с н о в н ы м и; по­грешности, вызванные отклонением влияющих величин (темп-ры, частоты, электрич. напряжения и т. п.) от при­нятых за нормальные,— д о п о л н и т е л ь н ы м и. Для каждого типа средств измерений устанавливаются пределы допускаемых погрешностей, определяющие классы точности средств измерений.

• Б у р д у н Г. Д., М а р к о в Б. Н., Основы метрологии, М., 1972.

К. 77. Широков.

ПОДВИЖНОСТЬ ИОНОВ И ЭЛЕК­ТРОНОВ, 1) в газе и н и з к о т е м п е р а т у р н о й плазме — от­ношение ср. скорости v направленного движения эл-нов или ионов (в резуль­тате действия электрич. поля) к напря­жённости этого поля Е: μ=v/E. Зави­симость v от Е в принципе даётся ре­шением кинетич. уравнения Больц­мана. Однако не только решение, но даже точное написание этого ур-ния связано со значит. трудностями, обус­ловленными разнообразием элемен­тарных процессов, в к-рых участвуют ионы и эл-ны. Поэтому обычно П. и. и э. теоретически рассчитывают при­ближённо, вводя упрощающие допу­щения. Подвижность ионов (μi)и эл-нов (μe) исследуют раздельно, т. к. эле­ментарные процессы, определяющие движение тех и других, различны. Для эл-нов существенно, что из-за малости их массы они при упругих столкновениях с тяжёлыми ч-цами

556

теряют лишь незначит. часть энергии. Поэтому даже в слабых полях их ср. энергия намного превышает энергию тяжёлых нейтральных атомов и моле­кул. и. и э. впервые проанализировал в 1903 франц. физик П. Ланжевен. Впоследствии были раз­виты более строгие и сложные теории зависимости v от Е. Первым измерил μe англ. физик Дж. Таунсенд, изучая диффузию пучка эл-нов, движущихся в электрич. поле, и смещение этого пучка в магн. поле. Данные о зависи­мости v эл-нов от E в разл. газах при­ведены на рис. 1. Приближённые зна­чения μe получают при измерении кон­центрации и энергии эл-нов (а также Е) в положительном столбе газового разряда.

Рис. 1. Зависимость скорости в направлен­ного (по электрич. полю Е) движения эл-нов в разл. газах от отношения Е/р, где р — приведённое к 0°С давление газа.

Подвижность ионов в постороннем газе удовлетворительно описывается теорией Ланжевена, согласно к-рой в однородном газе она зависит только от массы иона (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость подвижности ионов μi от их массы Mi.

Осн. процесс, определяющий μi ионов в их собств. газе,— перезарядка ионов. При столк­новении с нейтральной ч-цей ион обме­нивается с ней зарядом, а вновь воз­никший ион «стартует» (т. н. эстафет­ное движение ионов).

П. и. и э. связана с коэфф. диффузии D ф-лой Эйнштейна: D/μ= kT/e, где Т — абс. темп-pa заряженных ч-ц в предположении, что они подчиняются Максвелла распределению (в смеси раз­ных заряженных и нейтральных ч-ц их ср. энергии и, следовательно, темп-ры могут быть различны — св-во «неизотермичности» такой смеси); е — заряд эл-на.

2) Подвижность ионов в растворах U=Fu, где F — Фарадея постоянная, u — скорость иона в см/с при напря­жённости электрич. поля в 1 В/см. Величина U зависит от природы иона, а также от темп-ры, диэлектрической

проницаемости, вязкости и концентра­ции раствора.

• См. лит. при ст. Рекомбинация ионов и электронов.

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА в твёрдом теле, отношение скорости направленного движения носителей за­ряда в тв. проводниках (д р е й ф о в о й с к о р о с т и vдр), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля:

μ=vдр/E. (1)

У разных типов носителей в одном и том же в-ве μ различны, а в анизотроп­ных кристаллах различны μ каждого типа носителей для разных направле­ний поля Е. Подвижность эл-нов про­водимости и дырок определяется про­цессами рассеяния эл-нов в кристалле. Рассеяние происходит на дефектах кристаллич. решётки, а также на её тепловых колебаниях (фононах). Ис­пуская или поглощая фонон, носитель изменяет свой квазиимпульс, а, следо­вательно, и скорость. Поэтому μ силь­но зависит от темп-ры. При комнатных темп-pax (Т≈300 К), как правило, преобладает рассеяние на фононах, с понижением темп-ры вероятность это­го процесса падает, и доминирующим становится рассеяние на дефектах (осо­бенно заряженных), вероятность к-рого растёт с уменьшением энергии носи­телей.

Ср. дрейфовая скорость vдр равна: удр=еEτ/m*, где е — заряд, m* — эффективная масса, τ— интервал вре­мени между двумя последоват. актами рассеяния (в р е м я с в о б о д н о г о п р о б е г а). Отсюда:

μ=еτ/m*. (2)

П. н. т. в тв. проводниках варьирует­ся в широких пределах — от 105 см2/с до 10-3 см2/с и меньше при T=300 К. В переменном электрич. поле vдр может не совпадать по фазе с напря­жённостью поля Е, и тогда П. н. т. бу­дет зависеть от частоты поля.

• -Дж., Теория подвижности электронов в твердых телах, пер. с англ., М.—Л., 1963.

.

ПОДВОДНЫЙ ЗВУКОВОЙ КАНАЛ, слой в океане, расположенный на нек-рой глубине, в к-ром наблюдается сверхдальнее распространение звука под водой, обусловленное рефракцией звука. Подробнее см. Гидроакустика.

ПОДДЕРЖИВАЮЩАЯ СИЛА (гидростатич. подъёмная сила, выталкиваю­щая сила, архимедова сила), направ­ленная вертикально вверх составляю­щая суммы сил давления жидкой или газообразной среды на поверхность тела, полностью или частично погру­жённого в среду (см. Архимеда закон).

ПОДОБИЯ КРИТЕРИИ, безразмер­ные (отвлечённые) числа, составленные из размерных физ. параметров, опре­деляющих рассматриваемые физ. яв­ления. Равенство всех однотипных П. к. для двух физ. явлений и систем — необходимое и достаточное условие физ. подобия этих систем. П. к., пред­ставляющие собой отношения однород­ных физ. параметров системы (напр.,

отношения длин), наз.. тривиальными и при установлении определяющих П. к. обычно не рассматриваются: равенство их для двух систем явл. определением физ. подобия. Нетриви­альные безразмерные комбинации, к-рые можно составить из определяю­щих параметров, и представляют собой П. к. Всякая новая комбинация из П. к. также явл. П. к., что даёт воз­можность в каждом конкретном случае выбрать наиболее удобные и характер­ные критерии. Число определяющих нетривиальных П. к. меньше числа определяющих физ. параметров с разл. размерностями на величину, равную числу определяющих параметров с не­зависимыми размерностями. Подроб­нее см. Подобия теория.

Если известны ур-ния, описывающие рассматриваемое физ. явление, то П. к. для этого явления можно получить, приводя ур-ния к безразмерному виду путём введения нек-рых характерных значений для каждого из определяю­щих физ. параметров, входящих в сис­тему ур-ний. к. определяют­ся как безразмерные коэфф., появляю­щиеся перед нек-рыми из членов новой системы безразмерных ур-ний. Когда ур-ния, описывающие физ. явление, неизвестны, П. к. отыскиваются при помощи анализа размерностей, опре­деляющих физ. параметры (см. Раз­мерностей анализ).

П. к. механич. движения получается из ур-ния, выражающего второй закон Ньютона, и наз. числом Ньютона Ne=Ft2/ml, где F — действующая на тело сила, т — его масса, t — время, l — характерный линейный размер.

При изучении упругих деформаций конструкции под воздействием внеш. сил основными П. к. явл. Пуассона коэффициент для материала конструк­ции v=|ε1/ε2| и критерии ρgl/E, F/El2, где ε=ΔL/L — относит. продольная деформация, ε1=Δd/d — относит. по­перечная деформация, Е — модуль Юнга, ρ — плотность материала кон­струкции, F — характерная внеш. си­ла, g — ускорение силы тяжести.

В г и д р о а э р о м е х а н и к е важнейшие П. к.— Рейнольдса число Re=ρvl/μ=vl! v, Маха число M=v/a и Фруда число Fr=v2/gl, где ρ — плот­ность жидкости или газа, v — скорость течения, μ — динамич. коэфф. вяз­кости, v=μ/ρ— кинематич. коэфф. вязкости, а — местная скорость рас­пространения звука в движущейся среде. Каждый из П. к. имеет опреде­лённый физ. смысл как величина, пропорциональная отношению одно­типных физ. величин. Так, число Re характеризует отношение инерцион­ных сил при движении жидкости или газа к силам вязкости, а число Fr — отношение инерционных сил к силам тяжести.