Никола Тесла. Наследие великого изобретателя Фейгин Олег

Биографический справочник

Иоффе Абрам Федорович (1880–1960), русский физик и организатор науки. Родился 29 октября 1880 в г. Ромны Полтавской губернии в семье купца второй гильдии. Окончил Ромненское реальное училище (1897), затем Санкт-Петербургский технологический институт (1902). В 1903 г. отправился в Мюнхен к Рентгену, лучшему, по отзыву петербургских профессоров, физику, для приобретения опыта в постановке эксперимента по проверке созданной Иоффе еще в годы учебы в училище резонансной теории запаха и чувства обоняния.

Сначала работал практикантом, живя на собственные средства, потом получил место ассистента.

В 1906 г., отклонив лестное предложение Рентгена остаться в Мюнхене, вернулся в Россию. Был зачислен старшим лаборантом в Политехнический институт, в 1913 г., после защиты магистерской диссертации, стал экстраординарным профессором, а в 1915 г., защитив докторскую диссертацию, — профессором кафедры общей физики. Параллельно читал лекции в Горном институте и на курсах Лесгафта. В 1916 г. организовал в институте свой знаменитый семинар по физике. Его участниками были молодые ученые из Политехнического института и университета, вскоре ставшие ближайшими соратниками Иоффе при организации Физико-технического института (1918).

В 1918 г. Иоффе организовал физико-технический отдел в Рентгенологическом и радиологическом институте в Петрограде, в 1919 г. — физико-механический факультет в Политехническом институте для подготовки физиков, которые могли бы решать задачи, важные для промышленности, в 1932 г. — Агрофизический институт. По его инициативе начиная с 1929 г. были созданы физико-технические институты в крупных промышленных городах (Харькове, Днепропетровске, Свердловске, Томске), Институт химической физики АН СССР. В годы войны Иоффе участвовал в строительстве радиолокационных установок в Ленинграде, во время эвакуации в Казани был председателем Военно-морской и Военно-инженерной комиссий. В 1952–1955 гг. возглавлял лабораторию полупроводников АН СССР.

Капица Петр Леонидович (1894–1984), советский физик. Родился 26 июня 1894 г. в Кронштадте. Окончил Кронштадтское реальное училище (1912), затем Петроградский политехнический институт (1918). Руководителем дипломной работы Капицы был академик А.Ф. Иоффе. На его же кафедре Капица остался работать после окончания института. В 1921 г. вместе с Иоффе и другими учеными отправился в командировку в Англию. Занимался приобретением оборудования для научных учреждений России, работал в Кембриджском университете у Э. Резерфорда. Здесь выполнил исследования по а- и 0- излучению, создал метод получения сильных магнитных полей. За эти работы в 1923 г. получил премию им. Дж. Максвелла. В том же году получил степень доктора философии в Кембриджском университете. С 1924 г. — помощник директора Кавендишской лаборатории. В 1925 г. был избран членом совета Тринити-колледжа, в 1929 г. — членом Лондонского королевского общества и членом-корреспондентом АН СССР. В 1930 г. возглавил лабораторию Монда Королевского общества, специально созданную для проведения работ под его руководством.

В 1934 г. Капица приехал в отпуск в СССР, но вернуться обратно в Кембридж ему не разрешили. В 1935 г. он возглавил Институт физических проблем в Москве. В 1939 г. был избран действительным членом Академии наук СССР. Лауреат Сталинских премий 1941 и 1943 гг. по физике.

В 1946 г. Капица был снят с поста директора, и ему пришлось заниматься исследованиями в созданной им на даче частной лаборатории. В 1939–1946 гг. был профессором МГУ, с 1947 г. — профессором МФТИ. В 1955 г. Капица был вновь назначен директором Института физических проблем. В том же году стал главным редактором «Журнала экспериментальной и теоретической физики».

Наибольшую известность Капице принесли его новаторские экспериментальные исследования в области физики низких температур, создание техники для получения импульсных сверхсильных магнитных полей, работы по физике плазмы. В 1924 г. ему удалось получить магнитное поле напряженностью 500 кГс. В 1932 г. Капица создал ожижитель водорода, в 1934 г. — ожижитель гелия, а в 1939 г. — установку низкого давления для промышленного получения кислорода из воздуха. В 1938 г. открыл необычное свойство жидкого гелия — резкое уменьшение вязкости при температуре ниже критической (2,19 К); это явление называют теперь сверхтекучестью. Данные исследования стимулировали развитие квантовой теории жидкого гелия, разработанной Л. Ландау. В послевоенный период внимание Капицы привлекает электроника больших мощностей. Им были созданы магнетронные генераторы непрерывного действия. В 1959 г. он экспериментально обнаружил образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Капица был членом многих зарубежных академий наук и научных обществ, награжден медалями М. Фарадея (1942), Б. Франклина (1944), М.В. Ломоносова (1959), Н. Бора (1964), Э. Резерфорда (1966).

В 1978 г. удостоен Нобелевской премии «За фундаментальные открытия и изобретения в области физики низких температур».

Ландау Лев Давидович (1908–1968), советский физик-теоретик. Родился 9 января 1908 г. в Баку. В 14 лет окончил 8-й класс средней школы и поступил в Бакинский государственный университет. В 1924 г. перевелся на физический факультет Ленинградского государственного университета, который окончил в 1927 г. С 1926 по 1929 г. — аспирант Ленинградского физико-технического института. В 1929 г. находился на стажировке у Н. Бора в Копенгагене, побывал в других научных центрах Европы. В 1931 г. вернулся в Ленинград и работал научным сотрудником Физико-технического института, в 1933 г. возглавил теоретический отдел Украинского физико-технического института в Харькове и кафедру теоретической физики Харьковского университета. В 1937 г. стал заведующим теоретическим отделом созданного П. Л. Капицей Института физических проблем в Москве, с 1943 г. — профессор МГУ. С 1947 по 1950 г. Ландау был также профессором МФТИ. Действительный член АН СССР (с 1946 г.), трижды лауреат государственной премии.

Как и большинство выдающихся физиков-теоретиков, Ландау отличался широтой научных интересов. Его первые работы были посвящены квантовой механике. В 1937 г. Ландау, получив соотношение между плотностью уровней в ядре и энергией возбуждения, стал одним из создателей статистической теории ядра. В 1959 г. он предложил принцип сохранения комбинированной четности вместо обычного закона сохранения четности, нарушаемого при слабых взаимодействиях.

Одно из центральных мест в исследованиях Ландау занимала термодинамика фазовых переходов II рода. Результатом их детального изучения стало создание теории фазовых переходов. В 1940–1941 гг. Ландау разработал теорию сверхтекучести жидкого гелия, положившую начало физике квантовых жидкостей. В своем анализе опирался на понятия фононов и ротонов (высокоэнергетических возбуждений, связанных с вращательным движением). Дальнейшим развитием физики квантовых жидкостей стало создание в 1956 г. теории бозе- и ферми-жидкостей. В духе идей теории фазовых переходов Ландау совместно с В.Л. Гинзбургом создал в 1950 г. теорию сверхпроводимости. Существенных результатов достиг в области гидродинамики, физической кинетики и физики плазмы.

Значительное место в наследии Ландау занимает написанный им совместно с Е.М. Лившицем «Курс теоретической физики».

В 1962 г. удостоен Нобелевской премии по физике «За пионерские работы в теории конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия».

Маркони Гульельмо (1874–1937), итальянский инженер и предприниматель. Родился 25 апреля 1874 г. в Болонье. Получил домашнее образование. В юношеские годы занимался физикой под руководством итальянского ученого А. Риги. Заинтересовавшись открытиями в области радиосвязи, сделанными А.С. Поповым, скопировал его радиоприемник и в 1894 г. поставил опыты по передаче сигналов на короткие расстояния с помощью электромагнитных волн. Усовершенствовав первый в мире радиоприемник А.С. Попова и приборы, созданные Н. Теслой, осуществил передачу и прием сигналов на расстоянии более 3 км.

Не получив поддержки в Италии, Маркони в 1896 г. отправился в Англию, где заинтересовал своими приборами Почтовое ведомство и Адмиралтейство. В том же году получил патент «на усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в соответствующей аппаратуре».

В 1898 г. осуществил радиосвязь через Ла-Манш, а в 1901 г. — через Атлантический океан: сигналы передавались со станции на полуострове Корнуолл (Англия), а принимались в Сент-Джонсе на острове Ньюфаундленд (Канада). Этот первый трансатлантический сеанс радиосвязи опроверг утверждения некоторых физиков о том, что радиоволны вследствие искривления земной поверхности будут распространяться на расстояние лишь до 300 км. Маркони запатентовал и другие устройства для радиосвязи: магнитный детектор, антенну и искровое устройство для генерации радиоволн. Свою первую компанию «Уайрлесс телеграф энд сигнал компани» Маркони основал в Англии в 1897 г., а через три года она была преобразована в «Маркони уайрлесс телеграф компани».

Деятельность Маркони сыграла важную роль в развитии радиотехники и в распространении радио, однако его продолжали донимать судебными исками, в которых оспаривался его приоритет в изобретении радио. В 1915 г. Федеральный суд США решил все дела о приоритете в его пользу, однако в 1943 г. Верховный суд США аннулировал основные патенты Маркони, признав приоритет другого изобретателя — Николы Теслы.

В 1909 г. году Маркони совместно с Фердинандом Брауном получил Нобелевскую премию по физике за вклад в развитие беспроволочной телеграфии.

Попов Александр Степанович (1859–1906) — выдающийся русский ученый в области физики и электротехники, изобретатель электрической беспроводной связи (радиосвязи, радио).

Родился 4 марта 1859 г. на Урале в поселке Турьинские Рудники (современная Екатеринбургская область) в семье священника. Начальное образование получил в духовной семинарии Перми.

В 1882 г. с отличием окончил физико-математический факультет Петербургского университета. По окончании университета был приглашен преподавать электротехнику в Кронштадтское техническое училище при Морском ведомстве (1883–1901). В хорошо оборудованном классе Попов в свободное от преподавания время проводил опыты и изучал электромагнитные колебания, открытые великим ученым Г. Герцем.

В 1895 г. Попов изобрел приемник электромагнитных волн и продемонстрировал возможность регистрации последовательности электрических сигналов на расстоянии без проводов (радиосвязь).

Весной того же года Попов сделал публичный доклад о своем изобретении и результатах исследований. Этот день, 7 мая, является Днем радио в нашей стране.

Уже к лету 1897 г. Попов достиг дальности передачи радиосигнала до пяти километров.

В 1889–1900 гг. Попов проводил экспериментальные опыты на Черном и Балтийском морях.

После достижения дальности радиосвязи до 50 км Морское министерство ввело на судах российского флота беспроволочный телеграф.

Вместе со своими коллегами, учеными П. Рыбкиным и Д. Троицким, Попов запатентовал в 1901 г. изобретенный ими на основе эффекта Когерера «телефонный приемник депеш» для слухового приема радиосигналов в наушниках.

С 1901 г. Попов становится профессором физики, а в 1905 г. Александр Степанович занимает должность директора Петербургского электротехнического института.

В июне 1896 г. итальянский физик Г. Маркони в Великобритании официально запатентовал изобретение, точно повторяющее схему устройства, опубликованную ранее в России Поповым. Этот факт вынудил Александра Степановича выступить со специальными заявлениями в российской и зарубежной печати о своем приоритете в изобретении радиопередачи.

В 1900 г. на Всемирной выставке в Париже изобретение Попова было удостоено Большой золотой медали.

13 января 1906 г. (по новому стилю) Александр Степанович скоропостижно скончался в Петербурге.

Его имя носят Школа связи в Кронштадте, Центральный музей связи и Высшее военно-морское училище в Санкт-Петербурге, улицы в различных городах России.

Тесла Никола (1856–1943), американский изобретатель сербского происхождения.

Родился 10 июля 1856 г. в Смиляне (Хорватия). Окончил Политехнический институт в Граце (1878) и Пражский университет (1880). Работал инженером в Будапеште и Париже. В 1884 г. приехал в Нью-Йорк, организовал лабораторию и вскоре изобрел генератор двухфазного переменного тока. Тесла разработал несколько конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также систему передачи и распределения многофазных токов. Позже такая система была применена на гидроэлектростанции Ниагарского водопада. В 1888 г. Тесла открыл явление вращающегося магнитного поля, на основе которого построил электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 г. сконструировал резонансный трансформатор (трансформатор Теслы), позволяющий получать высокочастотные колебания напряжения с амплитудой до 106 В, и первым указал на физиологическое воздействие токов высокой частоты. Исследовал возможность беспроволочной передачи сигналов и энергии на значительные расстояния, в 1899 г. публично продемонстрировал лампы и двигатели, работающие на высокочастотном токе без проводов. Построил радиостанцию в Колорадо-Спрингс и радиоантенну в Лонг-Айленде. Именем Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Умер Тесла в Нью-Йорке 7 января 1943 г.

Френкель Яков Ильич (1894–1952), русский физик-теоретик. Родился 10 февраля 1894 г. в Ростове-на-Дону. В 1913 г. поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Весной 1917 г. семья переехала в Крым. Здесь Френкель принял участие в организации Таврического университета, где работал до 1921 г. Затем вернулся в Петроград и до конца жизни работал в Физико-техническом институте в качестве руководителя теоретического отдела. Одновременно преподавал в Политехническом институте, где на протяжении 30 лет возглавлял кафедру теоретической физики. В 1929 г. был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР.

После революции Френкель трижды был за границей: работал у Паули в Гамбурге и у Бора в Гёттингене (1925–1926), был участником Международного съезда физиков в Италии (1927), читал лекции в Университете Миннесоты (США) в 1930–1931 гг. Внес значительный вклад в такие разделы физики, как электронная теория твердого тела, физика конденсированного состояния вещества, квантовая механика и электродинамика, физика ядра, физика элементарных частиц, магнетизм, физическая химия, астрономия, геофизика.

Первая научная публикация Френкеля о двойных электрических слоях на поверхности твердого тела и жидкости появилась в 1917 г. В дальнейшем целый ряд его работ был посвящен сопоставлению жидкости и твердого тела, развитию представлений о ближнем и дальнем порядке в конденсированных средах. Разрабатывая в 1923–1929 гг. электронную теорию твердых кристаллических тел, в том числе металлов, Френкель впервые применил к изучению движения электронов в них методы квантовой статистики; кроме того, он ввел понятие дефекта кристаллической решетки (отсутствие атома в соответствующем узле кристаллической решетки, ныне называемое «дефектом по Френкелю»), что позволило ему описать не только электропроводность, но и упругость, так что в его интерпретации теория упругости стала как бы разделом теории электричества. В частности, в 1927 г. Френкель описал движение свободных электронов в металлах с помощью представления о волнах де Бройля, что позволило ему объяснить поведение электронов проводимости в металлических кристаллах и зависимость их электропроводности от температуры и наличия примесей в кристаллической решетке.

Исследуя ферромагнетизм, Френкель в 1928 г. создал его качественную теорию: применив принцип Паули к электронному газу, объяснил самопроизвольную намагниченность ферромагнетиков, а в 1930 г. ввел понятие спонтанно намагниченных областей — доменов. Эти работы Френкеля стали фундаментом теории ферромагнетизма. Предложенное им в 1946 г. объяснение спекания металлических порошков легло в основу порошковой металлургии.

В 1930–1936 гг. Френкель создал квантовую теорию электрических и оптических свойств диэлектрических кристаллов. Впервые ввел в теорию поглощения света кристаллами понятие электронной дырки (атома решетки, лишенного одного из своих электронов) как носителя положительного заряда и экситона — носителя возбуждения. Френкель фактически создал теорию фотопроводимости диэлектриков и полупроводников; дал квантомеханическое описание туннельного эффекта и в 1932 г. применил его к протеканию тока в месте контакта «металл — полупроводник».

Начиная с 1928 г. Френкель успешно развивал аналогии между макроскопическими процессами — испарением обычных твердых и жидких тел и процессами микроскопическими — диссоциацией отдельных молекул и распадом возбужденных ядер. Он внес серьезный вклад в кинетическую теорию жидкостей, описав температурную зависимость их диффузии, вязкости и упругости, предложил общие уравнения упруго-вязкой среды. В дальнейшем занимался кинетикой фазовых переходов, адсорбцией, гетерофазными флуктуациями.

Мировое признание получили и работы Френкеля в области общих разделов физической теории. Ученый занимался электродинамикой точечного электрона и электрона вращающегося; сопоставлением «старой» и «новой» квантовой механики; релятивистскими обобщениями квантово-механических уравнений. Новые идеи Френкель внес в геофизику. Разрабатывал теорию атмосферного электричества, занимался выяснением природы земного магнетизма и других явлений в недрах Земли.

Научные интересы Френкеля пересекались с деятельностью многих выдающихся физиков современности. Так, независимо от Бора и Уилера и чуть раньше их (хотя и не в столь подробной форме) Френкель создал теорию деления тяжелых ядер; независимо от Гейзенберга — квантово-механическую теорию ферромагнетизма; независимо от Бора — капельную модель ядра.

Эйнштейн Альберт (1879–1955), выдающийся физик-теоретик. Родился в Ульме германского округа Вюртемберг в семье мелкого коммерсанта. Учился в католической народной школе в Ульме, а после переезда семьи в Мюнхен — в гимназии. В учебе предпочитал самостоятельные занятия по геометрии и чтение популярных книги по естествознанию, при этом сумел овладеть дифференциальным и интегральным исчислением. В 1895 г., не окончив гимназии, пытался поступить в Федеральное высшее политехническое училище в Цюрихе, но не сдал экзамены по языкам и истории. Доучившись в кантональной школе в Аарау, без экзаменов поступил в Цюрихский политехникум, где много времени проводил в физических лабораториях и библиотеках, читая классические труды Г. Кирхгофа, Дж. Максвелла и Г. Гельмгольца.

После окончания политехникума он долго не мог найти работу, пока в 1902 г. не получил по протекции место технического эксперта в Бернском патентном бюро, где и проработал до 1907 г. В 1905 г. в немецком журнале «Анналы физики» (Annalen der Physik) вышли три работы Эйнштейна, принесшие ему всемирное признание и славу: «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты», «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света», «К электродинамике движущихся тел». С этого момента возник пространственно-временной континуум специальной теории относительности, были с новых позиций объяснены фотоэффект и броуновское движение, а масса превратилась в форму энергии.

Вначале Эйнштейн рассмотрел некоторые проблемы молекулярной физики, связанные со статистическим описанием теплового движения атомов и молекул, известного как броуновское; с помощью статистических методов он показал, что между скоростью движения взвешенных частиц, их размерами и коэффициентами вязкости жидкостей существует экспериментально проверяемое количественное соотношение. Последующие его работы по теории света основывались на квантовой гипотезе М. Планка, выдвинутой им в 1900 г., и в них Эйнштейн рассматривал квантование самого потока света в его фотонной интерпретации. Так он объяснил фотоэффект, состоящий в выбивании электронов из металла световыми лучами и ранее не укладывавшийся в рамки волновой теории света.

В том же 1905 г. была опубликована работа Эйнштейна, в которой излагалась специальная теория относительности (СТО), основанная на расширенном постулате относительности Галилея и принципе постоянства скорости света. Из СТО Эйнштейн вывел взаимосвязь массы и энергии, позволившую упростить законы сохранения в единый принцип постоянства массы и энергии в замкнутых системах при любых процессах. Сегодня этот закон составляет основу всей атомной физики.

В 1909 г. Эйнштейн получил место экстраординарного профессора на кафедре теоретической физики Цюрихского университета, а вскоре последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики Немецкого университета в Праге. Там в 1911 г., исходя из принципа относительности, он заложил основы релятивистской теории тяготения, высказав мысль, что световые лучи должны отклоняться в поле тяготения, и изложив свои выводы в статье 1911 г. «О влиянии силы тяжести на распространение света». В 1919 г. английская астрофизическая экспедиция Эддингтона подтвердила выводы Эйнштейна.

Летом 1912 г. Эйнштейн возвратился в Цюрих на новую кафедру математической физики Высшей технической школы, где приступил к дальнейшему развитию математического аппарата теории относительности. Результатом совместных с его соучеником Марселем Гроссманом усилий стал фундаментальный труд «Проект обобщенной теории относительности и теории тяготения» (1913). В том же году Эйнштейн был избран в Берлинскую академию наук и переехал в Берлин для работы в Университете Гумбольдта, где в должности директора Физического института провел последующие 19 лет. Здесь он закончил общую теорию относительности (ОТО), показав, что гравитацию можно свести к изменению геометрии пространства — времени вокруг тяготеющих тел. В 1915 г. Эйнштейн попытался распространить ОТО на Вселенную в целом и получил модель замкнутого мира. В 1922 г. космологию Эйнштейна рассмотрел петербургский математик А.А. Фридман, придя к динамической модели, в которой радиус кривизны Вселенной возрастает во времени.

В 1921 г. был удостоен Нобелевской премии по физике с формулировкой «За основные работы в области теоретической физики, особенно за создание квантовой теории света».

В 1916–1917 гг. вышли работы, содержащие квантовую теорию излучения Эйнштейна. В них рассматривались вероятности переходов между стационарными состояниями атома Бора — Резерфорда и выдвигалась идея индуцированного излучения, в дальнейшем это стало теоретической основой создания квантовых генераторов.

В конце 1920-х гг. разгорелась дискуссия вокруг «натурфилософских» основ квантовой физики, где Эйнштейн выступил против копенгагенской школы Н. Бора. Дискуссия продолжилась на Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 гг., где разгорелась полемика между Эйнштейном и Бором, продолжавшаяся долгие годы и так и не убедившая его в вероятностной природе квантовой механики. В конце 1920-х гг. Эйнштейн стал уделять все больше времени разработке единой теории поля, призванной объединить в одной модели электромагнитное и гравитационное поля. Однако на этом пути он так и не достиг решающего результата.

После прихода нацистов к власти в Германии в 1933 г. Эйнштейн заявил о своем выходе из Берлинской академии наук и отказался от немецкого гражданства. С октября 1933 г. он приступил к работе в Принстонском институте высших исследований, где до самой своей кончины занимался созданием единой теории поля.

Словарь терминов

Аннигиляция — взрыв при встрече материи и антиматерии, превращающий вещество в излучение.

Антимир — гипотетический мир, построенный из антиматерии (антивещества), состоящей из античастиц, и полностью повторяющий наш мир, но с заменой обычных атомов на антиатомы. Раньше предполагали, что из антивещества могут состоять далекие звезды и галактики, но современные наблюдения не подтверждают эту гипотезу.

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землей как единое целое. Атмосфера обеспечивает возможность жизни на Земле и оказывает большое влияние на жизнь человечества.

Атмосферное электричество — совокупность электрических явлений и процессов в атмосфере; раздел физики атмосферы, изучающий электрические явления в атмосфере и ее электрические свойства. При исследовании атмосферного электричества изучают электрическое поле в атмосфере, ее ионизацию и проводимость, электрические токи в ней, объемные заряды, заряды облаков и осадков, грозовые разряды и др. Все проявления атмосферного электричества тесно взаимосвязаны, и на их развитие влияют метеорологические факторы — облака, осадки, метели и т. п. К области атмосферного электричества обычно относят процессы, происходящие в тропосфере и стратосфере (нижний и верхний слои атмосферы).

Атом — наименьшая частица обычного вещества. Атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов.

Белый карлик — стабильная холодная звезда, находящаяся в равновесии благодаря тому, что в силу принципа исключения Паули между электронами действуют силы отталкивания.

Вакуум — пространство с низким давлением газа или вообще без давления. Различают космический вакуум с тысячами атомов или молекул на кубометр, лабораторный вакуум с давлением, пониженным откачанным газом до долей земной атмосферы, и физический вакуум с полным отсутствием каких-либо микрочастиц.

Виртуальная частица — в квантовой механике — частица, которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой подтверждается эффектами, поддающимися измерению.

Гамма-излучение — электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде или при соударениях элементарных частиц.

Гравитационное взаимодействие — самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий, обладающее большим радиусом действия. В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы материи.

Длина волны — расстояние между двумя соседними гребнями волны или между двумя ее соседними впадинами.

Ионизация — превращение атомов и молекул в ионы и свободные электроны; процесс, обратный рекомбинации. Ионизация в газах происходит в результате отрыва от атома или молекулы одного или нескольких электронов под влиянием внешних воздействий. В некоторых случаях возможно прилипание электронов к атому или молекуле и образование отрицательного иона. Энергия, необходимая для отрыва электронов, называется энергией ионизации. Происходит ионизация при поглощении электромагнитного излучения (фотоионизация), при нагревании (термическая ионизация), при воздействии сильного электрического поля (полевая ионизация), при столкновении частиц с электронами и возбужденными частицами (ударная ионизация).

Ионосфера — ионизованная часть верхних слоев атмосферы Земли, расположенная на высотах от 50 до 400 км. Характеризуется значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Верхней границей ионосферы является внешняя часть магнитосферы Земли. Причина повышенной ионизации атмосферы — разложение молекул и ионизация атомов газов, составляющих атмосферу, под действием ультрафиолетовой и рентгеновской радиации солнечного ветра и космического излучения. Только благодаря ионосфере возможно распространение радиоволн на дальние расстояния.

Квант — минимальная порция, которой измеряется испускание или поглощение волн.

Квантовая механика — теория, разработанная на основе квантово-механического принципа Планка, состоящего в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями — квантами — с энергией, пропорциональной их частоте, и принципа неопределенности Гейзенберга.

Кварк — элементарная (заряженная) частица, участвующая в сильном взаимодействии. Протоны и нейтроны состоят каждый из трех кварков.

Магнитное поле — поле, создающее магнитные силы. Магнитное и электрическое поле объединяются в электромагнитное поле.

Микроволновое сверхвысокочастотное излучение (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 ГГц). Границы между инфракрасным, терагерцевым, микроволновым излучением и ультравысокочастотными радиоволнами приблизительны и могут определяться по-разному. Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева и термообработки металлов в микроволновых печах, а также для радиолокации.

Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом. Наиболее часто возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Нейтрино — легчайшая элементарная частица вещества, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.

Нейтрон — незаряженная частица, очень близкая по свойствам к протону. Нейтроны составляют более половины частиц, входящих в состав большинства атомных ядер.

Нейтронная звезда — холодная звезда, существующая вследствие отталкивания нейтронов, обусловленного принципом Паули.

Общая теория относительности (ОТО) — теория гравитации Эйнштейна, в основе которой лежит предположение о том, что гравитационное взаимодействие объясняется искривлением четырехмерного пространства — времени.

Позитрон — положительно заряженная античастица электрона.

Поле — силовое воздействие, существующее во всех точках пространства — времени, в отличие от частицы, которая существует только в одной точке в каждый момент времени.

Полярное сияние — свечение верхних слоев атмосферы Земли (ионосферы) и других планет: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, возникающее вследствие их взаимодействия с солнечным ветром — потоком микрочастиц, испускаемых Солнцем со скоростью 300-1200 км/с в окружающее космическое пространство. Порывы солнечного ветра, вызванные солнечными вспышками, вызывают мощные магнитные бури, резко поднимающие уровень авроральной активности вплоть до высшей степени ионосферных суббурь, влияющих на радиосвязь и электропередачу.

Протон — положительно заряженная частица. Протоны образуют примерно половину всех частиц, входящих в состав ядер большинства атомов.

Радар — система, использующая импульсы радиоволн для определения положения объектов путем измерения времени, которое требуется импульсу, чтобы достичь объекта и, отразившись, вернуться обратно.

Радиоактивность — самопроизвольное превращение (спонтанный распад) одного атомного ядра в изотоп другого элемента.

Радиоизлучение — электромагнитное излучение с длинами волн 5 х 10-5 — 1010 метров и частотами, соответственно, от 6 х 1012 Гц и до нескольких герц. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях.

Радиолокация (РЛ) — техническая наука, объединяющая методы и средства обнаружения, измерения координат, а также определения свойств и характеристик различных объектов, основанных на использовании радиоволн. Различают активную, полуактивную, активную с пассивным ответом и пассивную РЛ. Подразделяются по используемому диапазону радиоволн, по виду зондирующего сигнала, числу применяемых каналов, числу и виду измеряемых координат, месту установки радиолокационной станции.

Спектр — расщепление волны (например, электромагнитной) на частотные компоненты.

Специальная теория относительности (СТО) — теория Эйнштейна, суть которой состоит в том, что законы науки должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от того, с какой скоростью они перемещаются.

Стратосфера — слой атмосферы между тропосферой и мезосферой (от 8-16 до 45–55 км), температура в стратосфере растет с высотой. Газовый состав воздуха в стратосфере сходен с тропосферным, но в нем меньше водяного пара и больше озона с наибольшей концентрацией в слое от 20 до 30 км. Тепловой режим стратосферы в основном определяется лучистым теплообменом, в меньшей степени — вертикальными движениями и горизонтальным переносом воздуха.

Теория великого объединения — теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия. В основе лежит понятие энергии великого объединения, выше которой электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия предположительно должны стать неразличимыми.

Тропосфера — нижний, основной слой атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 10–12 км в умеренных и 16–18 км в тропических широтах. Тропосфера — слой, наиболее подверженный воздействию земной поверхности. В тропосфере сосредоточено более 80 % всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются воздушные массы и атмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны и другие процессы, определяющие погоду и климат.

Ускоритель частиц — устройство, которое с помощью электромагнитов дает возможность ускорять движущиеся заряженные частицы, постоянно увеличивая их энергию.

Фотон — квант электромагнитного излучение (света).

Частично-волновой дуализм — лежащее в основе квантовой механики представление о том, что не существует различия между частицами и волнами, частицы могут иногда вести себя как волны, а волны — как частицы.

Черная дыра (гравитационный коллапсар, застывшая или замерзшая звезда) — область пространства- времени, которую ничто, даже свет, не может покинуть из-за очень сильной гравитации.

Электрический заряд — свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.

Электромагнитное взаимодействие — взаимодействие, которое возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом. Второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.

Электромагнитное излучение, или электромагнитные волны — распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света.

Электрон — частица, обладающая отрицательным электрическим зарядом и обращающаяся в атоме вокруг ядра.

Электронная лампа — прибор, используемый для генерации, усиления или стабилизации электрических сигналов. Электронная лампа представляет собой, по существу, герметичную ампулу, в вакууме или газовой среде которой движутся электроны. Ампулу обычно изготавливают из стекла или металла. Управление электронным потоком осуществляется посредством электродов, имеющихся внутри лампы. Хотя в большинстве приложений на смену электронным лампам пришли полупроводниковые приборы, лампы все еще находят применение в видеотерминалах, радиолокаторах, спутниковой связи и во многих других электронных приборах. В лампе имеется несколько проводящих элементов, называемых электродами. Эмиссию электронов в лампе осуществляет катод. Эта эмиссия вызывается либо нагревом катода, в результате которого электроны «закипают» и испаряются с его поверхности, либо воздействием света на катод. Движением эмитированных электронов управляют электрические поля, создаваемые другими электродами внутри лампы. В большинстве случаев электроды лампы изолированы друг от друга и посредством проволочных выводов соединены с внешними схемами. Электроды, которые служат для управления движением электронов, называются сетками; электроды, на которые электроны собираются, называются анодами. В электронной лампе относительно просто управлять величиной, продолжительностью, частотой и другими характеристиками электронного потока. Эти простота и легкость управления делают ее ценным прибором в многочисленных приложениях.

Электронная пушка, или прожектор — устройство, служащее для создания направленного потока электронов в составе электронного луча или пучка лучей требуемой формы и интенсивности. Состоит из источника электронов — катода, модулятора, изменяющего интенсивность луча, и устройств его фокусировки. Используют в клистронах, электронно-оптических преобразователях, газовых лазерах, электронных микроскопах, установках для плавки и сварки металлов и прочем подобном оборудовании.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) — устройство для воспроизведения изображения на люминесцентном экране, в котором используется пучок электронов, получаемых с нагретого катода. Этот пучок тщательно фокусируется в луч, создающий на экране маленькое пятно и возбуждающий электроны люминофора экрана, что и приводит к излучению света. Этот луч отклоняется под действием электрического или магнитного поля, описывая при этом траектории на экране, а интенсивность луча можно изменять посредством управляющего электрода, меняя тем самым яркость пятна. Часть ЭЛТ, в которой создается сфокусированный электронный луч, называется электронным прожектором.

Элементарная частица — частица, которая считается неделимой.

Ядерный синтез — процесс соударения двух ядер и последующего их слияния в одно более тяжелое ядро.

Литература

Альвен Г. Миры и антимиры. — М.: Мир, 1968.

Арсенов О. Никола Тесла. Гений или шарлатан? — М.: Эксмо, 2009.

Арсенов О. Никола Тесла: засекреченные изобретения. — М.: Эксмо, 2010.

Арсенов О. Никола Тесла. Открытия реальные или мифические. — М.: Эксмо, 2010.

Ахиезер А. И. Очерки и воспоминания. — Харьков: Факт, 2003.

Бегич Н., Мэннинг Д. Никола Тесла и его дьявольское оружие. Главная военная тайна США. — М.: Яуза, 2009.

Берд К. Книга о странном. — М.: Бестселлер, 2003.

Бронштэн В. А. Тунгусский метеорит: история исследования. — М.: А. Д. Сельянов, 2000.

Бессараб М.Я. Лев Ландау. — М.: Октопус, 2008.

Васильев Н.В. Тунгусский метеорит. Космический феномен лета 1908. — М.: Русская панорама, 2004.

Винокуров И.В., Непомнящий Н.Н. Энциклопедия загадочного и неведомого: Кунсткамера аномалий. — М.: ACT, Олимп, 1997.

Гернек Ф. Пионеры атомного века. Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга. — М.: Прогресс, 1974.

Горелик Г.Е. Советская жизнь Льва Ландау. — М.: Вагриус, 2008.

Горелик Г.Е. Советская жизнь Льва Ландау глазами очевидцев. — М.: Вагриус, 2009.

Горобец Б.С. Трое из атомного проекта: Секретные физики Лейпунские. — М.: ЛКИ, 2008.

Горобец Б.С. Круг Ландау. Физика войны и мира. — М.: Либроком, 2009.

Коган B.C. Семнадцать рассказов старого физика. — Харьков: МД, 2002.

Максимов А. Никола Тесла и загадка Тунгусского метеорита. — М.: Эксмо, 2009.

Непомнящий Н.Н. XX век. Хроника необъяснимого. Открытие за открытием. — М.: Олимп, 1999.

Непомнящий Н. Н. Сто великих загадок XX века. — М.: Вече, 2009.

Образцов П. Никола Тесла. Ложь и правда о великом изобретателе. — М.: Эксмо, 2009.

Попов С.Б., Прохоров М.Е. Звезды: жизнь после смерти. — Фрязино: Век 2, 2007.

Ромейко В.А. Огненная слеза Фаэтона. Эхо далекой Тунгуски. — М.: Вече, 2006.

Рыков А. Тесла против Эйнштейна. — М.: Эксмо, 2010.

Сейфер М. Никола Тесла. Повелитель Вселенной. — М.: Эксмо, 2009.

Усиков А.Я, Канер Э.А., Трутень И.Д. и др. Электроника и радиофизика миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн. — М., 1988.

Фейгин О.О. Тесла и сверхсекретные проекты Пентагона. — М.: Эксмо, 2009.

Фейгин О.О. Великая квантовая революция. — М.: Эксмо, 2009.

Фейгин О.О. Никола Тесла — повелитель молний. — СПб.: Питер, 2010.

Фейгин О.О. Лев Ландау. Последний гений физики. — М.: Эксмо, 2010.

Черепащук А.М. Черные дыры во Вселенной. — Фрязино: Век 2, 2005.

Черепащук А.М., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, черные дыры. — Фрязино: Век 2, 2004.

Чейни М. Тесла: человек из будущего. — М.: Эксмо, 2009.

Эрлих Г. Загадка Николы Тесла. — М.: Яуза, 2009.

Об авторе

Фейгин Олег Орестович — физик-теоретик, автор книг «Тайны Вселенной» (Харьков: Фактор, 2008); «Великая квантовая революция» (М.: Эксмо, 2009); «Большой взрыв» (М.: Эксмо, 2009); «Тесла и сверхсекретные проекты Пентагона» (М.: Эксмо, 2009); «Никола Тесла. Гений или шарлатан?» (М.: Эксмо, 2009); «2012: год катастроф» (М.: Эксмо, 2009); «Никола Тесла — повелитель молний» (СПб.: Питер, 2010); «Физика нереального» (М.: Эксмо, 2010); «Физика времени» (М.: Эксмо, 2010); «Никола Тесла: засекреченные изобретения» (М.: Эксмо, 2010); «Тайны квантового мира» (М.: ACT, 2010); «Вольф Мессинг — повелитель сознания» (СПб.: Питер, 2010); «Никола Тесла. Открытия реальные или мифические» (М.: Эксмо, 2010); «Стивен Хокинг. Гений черных дыр» (М.: Эксмо, 2010), «Теория относительности» (М.: Эксмо, 2010), «Григорий Перельман и гипотеза Пуанкаре» (М.: Эксмо, 2010), «Внеземной разум» (М.: Колибри, 2010), «Тайны воды» (М.: Эксмо, 2010), «Лев Ландау. Последний гений физики» (М.: Эксмо, 2010), «Поразительная Вселенная» (М.: Эксмо, 2011), «Параллельные вселенные» (М.: Эксмо, 2011).

Все свои замечания и предложения вы можете высказать автору по электронной почте: [email protected]