Словарь и короткий справочник физической терминологии (стр. 2 )

b — ширина сечения на уровне рас­сматриваемой точки.

С увеличением действующих на­грузок в наиболее напряжённых точ­ках бруса могут возникнуть пластич. деформации, если интенсивность на­пряжений σн будет равна или больше предела текучести σs. При чистом И. пластич. деформации наступят прежде всего в волокнах, наиболее удалённых от нейтральной оси. С увеличением изгибающего момента область пластич. деформаций будет увеличиваться; норм. напряжения будут распреде­лены нелинейно. При снятии изгиба­ющего момента возникают остаточные напряжения (рис. 2).

Характерная деформация бруса в целом при И.— искривление оси, ко­личеств, мерой к-рого явл. кривизна χ. В упругом брусе χ в плоскости yz определяется ф-лой: χ=Мх/ЕIх, где EIх — жёсткость при изгибе в пло­скости yz, Е — модуль упругости ма­териала. .

ИЗГИБНЫЕ ВОЛНЫ, деформации изгиба, распространяющиеся в стерж­нях и пластинках. в. всегда много больше толщины стержня и пластинки. в.— стоячие волны в камертоне, в деках музыкаль­ных инструментов, в диффузорах гром­коговорителей, а также волны, воз­никающие при вибрациях тонкостен­ных механич. конструкций (фюзеля­жей самолётов и др.).

В бесконечных стержнях и пластин­ках возникают бегущие И. в. В стерж­не направлением распространения вол­ны явл. его ось; в пластинке плоские И. в. могут распространяться по лю­бому направлению, ориентированному в её плоскости, и, кроме того, возможны цилиндрич. И. в.

Деформация стержня (а) и пластинки (б) в изгибной волне. Сплошной чёрной чертой дано положение стержня и срединной плос­кости пластинки до смещения, пунктирной — положение оси стержня и срединной плос­кости пластинки после смещения; u0 — амплитуда смещения элементов стержня и пластинки в изгибной волне, ось z — нап­равление распространения волны.

При распростра­нении И. в. каждый элемент стержня или пластинки смещается перпендику­лярно оси стержня или плоскости пла­стинки (рис.). Фазовые скорости И. в. много меньше фазовых скоростей про­дольных волн в пластинках и стерж­нях. Фазовая скорость монохроматич. И. в. пропорц. квадратному корню из частоты. в. характерна дис­персия (см. Дисперсия звука).

205

В стержнях и пластинках, размеры к-рых в направлении распространения И. в. ограничены, возникают стоячие И. в. в результате отражений от кон­цов. И. в. возможны не только в пло­ских, но и в искривлённых пластин­ках (т. н. оболочках).

• См. лит. при ст. Упругие волны.

ИЗЛУЧАТЕЛИ ЗВУКА, устройства, предназначенные для возбуждения звук. волн в газообразных, жидких, тв. средах. Наибольшее распростра­нение в кач-ве И. з. получили электро­акустические преобразователи (напр., громкоговорители электродинамич. или электростатич. типа, пьезоэлектри­ческие преобразователи и магнитострикционные преобразователи для УЗ техники и акустоэлектроники). В подавляющем большинстве И. з. этого типа энергия электрич. колеба­ний преобразуется в энергию упругих колебаний к.-л. тв. тела (диафрагмы, пластинки, стержня и др.), к-рое и излучает в окружающую среду акустич. волну. Колебания излучающей системы при этом воспроизводят по форме возбуждающий электрич. сиг­нал. В преобразователях, предназна­ченных для излучения монохроматич. волны, используют явление резонан­са; они работают на одной из собств. частот механич. колебат. системы.

Другой тип И. з. основан на преоб­разовании в энергию упругих колеба­ний кинетич. энергии струи газа или жидкости. Такое преобразование воз­никает при периодич. прерывании струи (см. Сирена) или при вз-ствии её с тв. препятствиями разл. вида, напр. типа резонатора, клина (см. Га­зоструйные излучатели, Гидродина­мический излучатель).

К осн. хар-кам И. з. относятся их частотный спектр, излучаемая мощ­ность звука, направленность (см. На­правленность акустических излучате­лей и приёмников). В случае моночас­тотного излучения осн. хар-ками явл. резонансная частота и ширина полосы частот, определяемая добротностью из­лучателя. И. з.— электроакустич. пре­образователи характеризуются чувст­вительностью (отношением звук. дав­ления на оси И. з. на заданном рас­стоянии от него к электрич. напряже­нию или току) и кпд (отношением акустич. мощности к затраченной элект­рической).

И. з. явл. также музыкальные инст­рументы, где источником звук. волн может быть колеблющаяся струна, де­ка или столб воздуха в резонансной полости. В кач-ве И. з. можно рас­сматривать и звукообразующий аппа­рат человека и животных (см. Физиоло­гическая акустика).

.

ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЙ КВАНТОВЫЙ ПЕРЕХОД, квантовый переход, при к-ром квант. система (атом, молекула, ат. ядро и т. д.) испускает или погло­щает квант эл.-магн. излучения. И. к. п. приводят к спонтанному излуче­нию, поглощению и вынужденному излучению. В отличие от безызлучательных квантовых переходов, возмож­ность И. к. п. определяется отбора правилами, а их вероятность — Эйн­штейна коэффициентами.

ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное, в классич. электродинамике образо­вание эл.-магн. волн ускоренно дви­жущимися заряж. ч-цами (или перем. токами); в квант. теории рождение фотонов при изменении состояния квант. системы; термин «И.» употреб­ляется также для обозначения самого свободного (т. е. излучённого) эл.-магн. поля. Основы классич. теории И. (электродинамики) заложены в 1-й пол. 19 в. англ. физиками М. Фа­радеем и Дж. Максвеллом; последний развил идеи Фарадея и придал им строгую матем. форму. Классич. тео­рия И. объяснила мн. характерные черты процессов И. (она осталась, напр., теор. базой электротехники и радиотехники), но не смогла дать удо­влетворит. описания законов теплово­го излучения, спектров атомов и моле­кул. Эти и ряд др. проблем удалось решить лишь в рамках квант. теории И. Первая работа, положившая нача­ло квант. теории И., принадлежит нем. физику М. Планку (1900), к-рый вы­вел ф-лу для распределения энергии в спектре равновесного теплового из­лучения, впервые приняв, что ат. сис­темы испускают эл.-магн. волны не непрерывно, а порциями, квантами. Основы квант. теории излучения зало­жили А. Эйнштейн, дат. физик Н. Бор, франц. физик Л. де Бройль и др. Пол­ное теор. обоснование она получила после создания квантовой электроди­намики.

Классическая теория излучения (те­ория Максвелла). Физ. причины су­ществования свободного эл.-магн. поля (т. е. самоподдерживающегося, незави­симого от возбудивших его источни­ков) тесно связаны с тем, что изменяю­щееся во времени электрич. поле Е порождает магн. поле Н, а изменяю­щееся Н — вихревое электрич. поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. Благодаря конечности скорости рас­пространения эл.-магн. поля, оно мо­жет существовать автономно от поро­дившего его источника и не исчезает с устранением источника (напр., ра­диоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

В процессе И. эл.-магн. поле уносит от источника И. энергию. Плотность потока энергии этого поля определя­ется Пойнтинга вектором П, к-рый пропорционален векторному произве­дению [ЕН].

ои — энергия, уносимая полем от источника в ед. времени. Порядок её величины опре­деляется ср. плотностью потока через к.-л. замкнутую поверхность (обыч­но выбирают сферическую радиуса R, её площадь ~R ), и при R →∞

Для того чтобы эта величина не обра­щалась в нуль, т. е. для возможности существования свободного эл.-магн. поля, необходимо, чтобы Е и Н убы­вали не быстрее, чем 1/R. Это требова­ние удовлетворяется для вихревой части поля, порождаемого ускоренно движущимися зарядами.

И. движущегося заряда. Простейший источник поля — точеч­ный заряд. У покоящегося или равно­мерно движущегося (в пустоте) заряда И. отсутствует. Излучает эл.-магн. волны лишь ускоренно движущийся заряд. Прямые вычисления на основе ур-ний Максвелла показывают, что интенсивность И. такого заряда равна: