Если точка-объект находится не в параксиальной области, то исходящие из неё и прошедшие через оптич. систему лучи не собираются в одну точку, а пересекают плоскость изображения в разных точках, образуя аберрационное пятно (см. Аберрации оптических систем); размеры этого пятна зависят от положения точки-объекта и конструкции системы. Безаберрационными (идеальными) оптич. системами, дающими точечное изображение точки, явл. только плоские зеркала. При конструировании оптич.
систем аберрации исправляют, т. е. добиваются, чтобы аберрац. пятна рассеяния не ухудшали в заметной степени картины изображения; однако полное уничтожение аберраций невозможно.
Сказанное выше строго справедливо лишь в рамках геом. оптики (не учитывающей волн. явлений, напр. дифракции света), к-рая явл. хотя и достаточно удовлетворительным во мн. случаях, но всё-таки лишь приближённым способом описания явлений, происходящих в оптич. системах. Более детальное рассмотрение микроструктуры И. о., принимающее во внимание волн. природу света, показывает, что изображение точки даже в идеальной (безаберрационной) системе представляет собой не точку, а сложную дифракц. картину (подробнее см. в ст. Разрешающая способность оптических приборов).
Для оценки кач-ва И. о., получившей большое значение в связи с развитием фотогр., телевиз. и пр. методов, существенно распределение плотности световой энергии в изображении. С этой целью используют особую
хар-ку — контраст k=(Eмакс-Eмин)/(Eмакс+Eмин),
где Eмин и Eмакс — наименьшее и наибольшее значения освещённости в И. о. стандартного тест-объекта; за такой объект обычно принимают решётку, яркость к-рой меняется по синусоидальному закону с частотой R
(число периодов решётки на 1 мм). Контраст k зависит от R и направления штрихов решётки. Ф-ция k(R) наз. частотно-контрастной характеристикой. Чем меньше k при заданной R, тем хуже кач-во И. о. в данной системе.
•, Теория оптических приборов, 2 изд., М.—Л., 1948; С л ю с а р е в Г. Г., Методы расчета оптических систем, 2 изд., Л., 1969.
.
ИЗОЛЮКС, линия равной освещённости, выраженной в люксах.
ИЗОМЕРИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР (от греч. isos — равный, одинаковый и meros — доля, часть), существование у нек-рых ат. ядер метастабильных состояний с относительно большими временами жизни. Нек-рые ат. ядра имеют неск. изомерных состояний с разными временами жизни. Понятие «И. а. я.» возникло в 1921, когда нем. учёный О. Ган открыл радиоакт. в-во, наз. ураном-Z, к-рое как по хим. св-вам, так и по массовому числу А не отличалось от известного тогда урана-Х2. Позднее было установлено, что уран-Z и уран-Х2 — два состояния одного и того же ядра 234Ра с разными энергией и периодом полураспада Т1/2. По аналогии с изомерией молекул их назвали ядерными изомерами. В 1935 , , и обнаружили изомерное состояние у ядра 80Вг, что послужило началом систематич. изучения И. а. я. Известно большое число изомеров с T1/2 от 10-6 с до мн. лет. Один из наиболее долгоживущих изомеров — 236Np (T1/2=5500 лет).
Распад изомеров обычно сопровождается испусканием конверсионных электронов или γ-квантов; в результа-
Схемы уровней энергии радиоакт. изотопов 80Br, 234Ра и 192Ir. Изомерные состояния ядер , обозначены жирной линией, осн. состояния — линией со штриховкой. Слева указаны энергии уровней, справа — спины и периоды полураспада T1/2 ; β- означает распад с испусканием эл-на, β+ — позитрона, ЭЗ — электронный захват, прямые верти к. стрелки — испускание эл-нов внутр. конверсии или γ-квантов.
210
те образуется то же ядро, но в состоянии с меньшей энергией. Иногда более вероятен бета-распад (рис.). Изомеры тяжёлых элементов могут распадаться путём самопроизвольного деления (см. Деление атомного ядра).
И. а. я. обусловлена особенностями структуры ядер. Изомерные состояния образуются в тех случаях, когда переход ядра в состояние с меньшей энергией путём испускания γ-кванта затруднён. Чаще всего это связано с большим различием в значениях спинов ядер в этих состояниях. Если при этом различие в энергии двух состояний невелико, то вероятность испускания γ-кванта мала и, как следствие, период полураспада возбуждённого состояния оказывается большим. Изомеры особенно часто встречаются в определ. областях значений А (острова изомерии). Этот факт оболочечная модель ядра объясняет существованием (при определ. значениях чисел протонов и нейтронов, входящих в состав ядра) близких по энергии яд. уровней с большим различием спинов (см. Ядро атомное).
В 1962 в ОИЯИ (г. Дубна) был открыт новый вид изомерных состояний, характеризующихся высокой вероятностью спонтанного деления (см. Делящиеся изомеры).
• Теория мультипольного излучения, в кн.: Альфа-, бета - и гамма-спектроскопия, под ред. К. Зигбана, пер. с англ., т. 3, М., 1969, с. 5.
.
ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ, явление, состоящее в существовании молекул, обладающих одинаковой мол. массой и составом, но различающихся по строению или расположению атомов в пр-ве и, следовательно, по хим. и физ. св-вам. Такие молекулы наз. и з о м е р а м и. Существуют два вида И. м.— структурная и конформационная. Структурными изомерами наз. соединения, характеризующиеся одинаковыми хим. ф-лами, но разными структурными ф-лами. Так, нормальный бутан и изобутан при одинаковых ф-лах (С4Н10) имеют разные структурные ф-лы:
и явл. изомерными соединениями.
Молекулы структурных изомеров — разные молекулы, и их взаимопревращение невозможно без разрыва хим. связей. Если при к.-л. условиях наблюдают переходы между структурными изомерами, то последние наз. т а у т о м е р а м и.
Особым типом структурной И. м. явл. оптическая изомерия. Оптич. изомеры (т. н. э н а н т и о м е р ы) возникают в том случае, когда молекула содержит атом, являющийся киральным, т. е. молекула должна иметь асимметричный центр, напр. асимметричный тетраэдрич. атом С (см. Симметрия молекулы), заместители к-рого могут быть расположены двумя
зеркально-симметричными способами. Так, в изомерах молекулы фторхлорбромметана
заместители при тетраэдрич. атоме углерода (Н, F, Cl и Br) расположены зеркально-симметричным способом. Оптич. изомеры имеют одинаковые физ. св-ва, за исключением того, что они вращают плоскость поляризации света в противоположные стороны, т. е. явл. оптически активными веществами.
Конформационная изомерия связана с различием пространств. форм (к о н ф о р м е р о в) одной и той же молекулы. Конформеры, возникающие при вращении ат. групп вокруг хим. связей и отвечающие разным минимумам потенц. поверхности (см. Молекула), наз. поворотными изомерами (или ротамерами), а о соответствующем явлении говорят как о поворотной И. м. Если же взаимопревращения изомеров происходят при одноврем. вращении вокруг неск. связей в циклич. молекулах или при изменении нек-рых валентных углов, то И. м. наз. и н в е р с и о н н о й. Так, молекула 1,2-дихлорэтана существует в виде двух ротамеров:
Транс-ротамер стабильнее гош-изомера, а энергетич. барьер, разделяющий их, равен 13 кДж/моль. Молекула аммиака существует в виде двух одинаковых пирамидальных и н в е р т о м е р о в, превращающихся друг в друга через плоскую форму:
Барьер инверсии аммиака (разность энергий плоской и пирамидальной форм) равен 25 кДж/моль.
Энергетич. барьеры, разделяющие конформеры, при норм. темп-pax не превышают 100 кДж/моль, а времена их жизни обычно ~10-10 —10-13 с. Если же величина барьера существенно выше, то взаимопревращения невозможны (статистически крайне редки) и соответствующие изомеры наз. геометрическими. Напр., геом. изомеры 1,2-дихлорэтилена
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
