Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ОТ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 19 страниц)
Открытая установка
Откры'тая устано'вка, технологическое оборудование промышленных предприятий, размещаемое вне производственных зданий (на открытых площадках). О. у. применяются на предприятиях нефтеперерабатывающей и химической промышленности, чёрной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, в энергетике, пищевой, лесохимической и др. отраслях промышленности (примеры О. у. – оборудование доменного производства, вращающиеся цементные печи, сушильные барабаны, котлоагрегаты и др.). Для защиты О. у. от климатических воздействий предусматриваются соответствующие устройства. Например, трубопроводы, по которым транспортируются быстрозастывающие продукты, снабжаются не только теплоизоляцией, но и в ряде случаев т. н. паровыми рубашками – обогревательными паропроводами малого диаметра, заключёнными в общую изоляцию с основными трубопроводами. Для защиты О. у. от атмосферных осадков и солнечной радиации применяются навесы, зонты, козырьки. Для устройства обслуживающих площадок, лестниц, грузовых лифтов, размещения вспомогательного оборудования, местных укрытий для персонала и контрольно-измерительных приборов, а также для крепления теплоизоляции и защитных кожухов часто используются конструкции основного оборудования.
Применение О. у. в сочетании с автоматизацией технологических процессов и дистанционным управлением способствует снижению капитальных затрат, сокращению сроков промышленного строительства.
Разновидность О. у. – полуоткрытая установка (когда лишь часть технологического оборудования размещается вне производственных зданий).
Е. Г. Кутухтин.
Открытие
Откры'тие научное, новое достижение, совершаемое в процессе научного познания природы и общества. Лежит в основе научно-технической революции, придавая принципиально новые направления развитию науки и техники и революционизируя общественное производство. Особое значение О. имеют на современном этапе развития научно-технического прогресса, когда резко сокращаются сроки между О. и его практическим использованием. Советское законодательство признаёт О. объектом специальной правовой охраны, считая О. установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания (см. Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях 1973, СП СССР, 1973 № 19, ст. 109).
Авторство на О. охраняется законом. В СССР осуществлена государственная система выявления, централизованной регистрации научных О. и закрепления авторского и государственного приоритета. Эта система создаёт благоприятные условия для более широкого использования О., стимулирует заинтересованность учёных в фундаментальных научных исследованиях, развитии научного творчества. Количество сделанных и эффективно используемых О. и изобретений – один из основных показателей при оценке деятельности научно-исследовательских организаций.
Для оформления авторства на О. подаётся соответствующая заявка в Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. Заявка должна содержать экспериментальные или теоретическое (как правило, и те и другие) доказательства достоверности заявляемого научного положения. Решение о признании заявленного положения О. принимается Комитетом по согласованию с АН СССР. О. регистрируется в специальном реестре, о чём даётся публикация (с 1969 краткие описания О., внесённых в Государственный реестр СССР, публикуются в Ежегоднике БСЭ). Если регистрация О. в течение годичного срока не опротестована, Комитет выдаёт автору диплом на О. и единовременное поощрительное вознаграждение. Диплом удостоверяет государственное признание О., его приоритет , его действительных авторов, право на вознаграждение и др. права и льготы, предоставляемые законодательством авторам О.
На О. в области географии, археологии палеонтологии, в связи с обнаружением полезных ископаемых, а также на открытия в области общественных наук дипломы не выдаются.
На 1 июня 1974 в Государственный реестр СССР (ведётся с 1957) внесено 1420 О., в том числе 17 в области исследования и освоения космического пространства, 21 в области ядерной физики и физики плазмы, 30 в области биологии и медицины и т.д. Авторами этих О. являются 390 советских и 9 иностранных учёных.
Правовая охрана О. установлена также в ряде других социалистических стран (в Чехословакии, Болгарии, Монголии).
В соответствии с Конвенцией об учреждении Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС) О. выделены в особый объект права, что создает определённые предпосылки к введению их правовой охраны в др. странах.
В. В. Сапелкин, В. Е. Царегородский.
Открытое множество
Откры'тое мно'жество, точечное множество, не содержащее предельных точек дополнительного к нему множества (см. Множеств теория ). Любая точка О. м. является внутренней, т. е. имеет окрестность , содержащуюся целиком в О. м. Наряду с замкнутыми множествами О. м. играют важную роль в теории функций, топологии и др. отделах математики. Всякое (не пустое) О. м. на прямой является интервалом или суммой не более чем счётного числа интервалов.
О. м. можно рассматривать в евклидовом пространстве любого числа измерений, а также в произвольном метрическом пространстве или топологическом пространстве . Пересечение конечного числа и сумма любого числа О. м. являются О. м. Связные О. м. называются областями . Любое топологическое пространство может быть определено заданием своих О. м. Если же топологическое пространство задано системой своих замкнутых множеств, то О. м. определяются в нём как множества, дополнительные к замкнутым.
Открытое море
Откры'тое мо'ре (международно-правовой режим), часть Мирового океана, расположенная за пределами территориальных вод какого-либо государства и находящаяся в общем пользовании всех государств.
Пользование водами О. м. осуществляется на основе общепризнанного в международном праве принципа свободы О. м., устанавливающего, что никакое государство не вправе распространять свою власть на О. м. и воздушное пространство над ним. Этот принцип закреплен и конкретизирован Женевской конвенцией об О. м. 1958. Все государства имеют право на торговое и военное мореплавание в О. м., на рыболовство, морской промысел, прокладку кабеля и трубопроводов, проведение научных исследований, самолёты всех государств могут свободно летать над О. м. и т.д.
Любое судно, находясь в водах О. м., подчиняется власти только того государства, под флагом которого оно плавает (т. н. юрисдикция флага). Исключением из этого правила является право иностранного военного корабля при наличии определённых оснований остановить и осмотреть судно в О. м. (см. Визитация , Пиратство ). Во время войны О. м. может являться театром военных действий. См. также Морское право , Океан .
Открытые договоры
Откры'тые догово'ры, двусторонные и многосторонние международные договоры, предусматривающие возможность присоединения к ним государств, первоначально не участвовавших в их заключении. Как правило, О. д. являются договоры универсального характера, представляющие интерес для всех или для многих народов и государств: например, Устав ООН, Устав СЭВ, Московский договор 1963 о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, Договор 1967 о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела; Договор 1971 о запрещении размещения на дне морей и океанов и в его недрах ядерного оружия и других видов оружия массового уничтожения и др.
Присоединение к О. д. осуществляется в форме присоединения к уже подписанному другими участниками договору посредством заявления о его признании, вступления на равных с подписавшими государствами началах; прямой ратификации текста договора или его акцепта (принятия), когда государство прямо объявляет себя связанным положениями данного договора (см. также Договор международный ).
Открытые системы
Откры'тые систе'мы,термодинамические системы , которые обмениваются с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К наиболее важному типу О. с. относятся химические системы, в которых непрерывно протекают химические реакции, происходит поступление реагирующих веществ извне, а продукты реакций отводятся. Биологические системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые химические системы. Такой подход к живым организмам позволяет исследовать процессы их развития и жизнедеятельности на основе законов термодинамики неравновесных процессов , физической и химической кинетики.
Наиболее простыми являются свойства О. с. вблизи состояния термодинамического равновесия. Если отклонение О. с. от термодинамического равновесия мало и её состояние изменяется медленно, то неравновесное состояние можно охарактеризовать теми же параметрами, что и равновесное: температурой, химическими потенциалами компонентов системы и др. (но не с постоянными для всей системы значениями, а с зависящими от координат и времени). Степень неупорядоченности таких О. с., как и систем в равновесном состоянии, характеризуется энтропией . Энтропия О. с. в неравновесном (локально-равновесном) состоянии определяется, в силу аддитивности энтропии, как сумма значений энтропии отдельных малых элементов системы, находящихся в локальном равновесии.
Отклонения термодинамических параметров от их равновесных значений (термодинамические силы) вызывают в системе потоки энергии и вещества (см. Переноса явления ). Происходящие процессы переноса приводят к росту энтропии системы. Приращение энтропии системы в единицу времени называют производством энтропии .
Согласно второму началу термодинамики , в замкнутой изолированной системе энтропия, возрастая, стремится к своему равновесному максимальному значению, а производство энтропии – к нулю. В отличие от замкнутой системы, в О. с. возможны стационарные состояния с постоянным производством энтропии, которая должна при этом отводиться от системы. Такое стационарное состояние характеризуется постоянством скоростей химических реакций и переноса реагирующих веществ и энергии. При таком «проточном равновесии» производство энтропии в О. с. минимально (Пригожина теорема ). Стационарное неравновесное состояние играет в термодинамике О. с. такую же роль, какую играет термодинамическое равновесие для изолированных систем в термодинамике равновесных процессов. Энтропия О с. в этом состоянии удерживается постоянной, т.к. её производство компенсируется отводом от системы, но это стационарное значение энтропии не соответствует её максимуму, как в изолированной системе.
Наиболее интересные свойства О. с. выявляются при нелинейных процессах. При таких процессах в О. с. возможно осуществление термодинамически устойчивых неравновесных (в частном случае стационарных) состояний, далёких от состояния термодинамического равновесия и характеризующихся определённой пространственной или временной упорядоченностью (структурой), которую называют диссипативной, т.к. её существование требует непрерывного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Нелинейные процессы в О. с. и возможность образований структур исследуются на основе уравнений кинетики химической ; баланса скоростей химических реакций в системе со скоростями подачи реагирующих веществ и отвода продуктов реакции. Накопление в О. с. активных продуктов реакций или теплоты может привести к автоколебательному (самоподдерживающемуся) режиму реакций. Для этого необходимо, чтобы в системе реализовалась положительная обратная связь : ускорение реакций под воздействием либо её продукта (химический автокатализ), либо теплоты, выделяющейся при реакции. Подобно тому, как в колебательном контуре с положительной обратной связью возникают устойчивые саморегулирующиеся незатухающие колебания (автоколебания), в химической О. с. с положительной обратной связью возникают незатухающие саморегулирующиеся химические реакции. Автокаталитические реакции могут привести к неустойчивости химических процессов в однородной среде и к появлению у О. с. стационарных состояний с упорядоченным пространственным неоднородным распределением концентраций (диссипативных структур с упорядоченностью на макроскопическом уровне). Характер структур определяется конкретным типом химических реакций. В О. с. возможны также концентрационные волны сложного нелинейного характера.
Теория О. с. важна для понимания физико-химических процессов, лежащих в основе жизни, т.к. живой организм представляет собой устойчивую саморегулирующуюся О. с., обладающую высокой организацией как на молекулярном, так и на макроскопическом уровне. Подход к живым системам как к О. с., в которых протекают нелинейные химические реакции, открывает новые возможности для исследования процессов молекулярной самоорганизации на ранних этапах возникновения жизни.
Теория О. с. является частным случаем общей теории систем, к которым относятся, например, рассматриваемые в кибернетике системы переработки информации, транспортные узлы, системы энергоснабжения и др. Подобные системы, хотя и не являются термодинамическими, но описываются системой уравнений баланса, в общем случае нелинейных, аналогичных рассматриваемым для физико-химических и биологических О. с. Для всех систем существуют общие проблемы регулирования и оптимального функционирования.
Лит.: Шредингер Э., Что такое жизнь? С точки зрения физика, пер. с англ., 2 изд., М., 1972; Гроот С., Мазур П., Неравновесная термодинамика, пер. с англ., М., 1964; Франк-Каменецкий Д. А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике, 2 изд., М., 1967; Гленсдорф П., Пригожин И., Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций, пер. с англ., М., 1973; Панченков Г. М., Лебедев В. П., Химическая кинетика и катализ, М., 1961; Пасынский А. Г., Биофизическая химия, М., 1963; Волькенштейн М. В., Биология и физика, «Успехи физических наук», 1973, т. 109, в. 3; Пригожин И., Николис Ж., Биологический порядок, структура и неустойчивости, там же; Эйген М., Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул, пер. с англ., М., 1973.
Д. Н. Зубарев.
Открытый город
Откры'тый го'род, в международном праве город, который объявлен одним из воюющих государств незащищенным и поэтому не может быть театром военных действий. Правовой статус О. г. основывается на положении «О законах и обычаях сухопутной войны», принятом на Гаагской конференции 1907. Статья 25 положения запрещает «атаковать или бомбардировать каким бы то ни было способом незащищенные города, селения, жилища или строения». Во время 2-й мировой войны 1939—45 О. г. объявлялись, например, Париж, Рим.
Открытый грунт
Откры'тый грунт, незащищенная (открытая) площадь, занятая овощными (в овощеводстве ) или декоративными растениями. Из О. г. в СССР получают около 98% овощей и цветов. При среднесуточной температуре 1—5 °С с наступлением спелости почвы рано весной (а иногда и осенью) в О. г. высевают семена холодостойких овощных растений из семейства крестоцветных, зонтичных, а также свёклу, салат, шпинат и горох. Семена требовательных к теплу растений семейства тыквенных, паслёновых, фасоли и кукурузы высевают весной при среднесуточной температуре 10—15 °С. Высадку рассады холодостойких растений в О. г. начинают при среднесуточной температуре 5—10 °С, а теплолюбивых – при 15 °С, по окончании весенних заморозков.
Открытый лист
Откры'тый лист, документ на право производства раскопок и разведок археологических памятников в СССР. В дореволюционной России О. л. выдавались Археологической комиссией в Петербурге; после Октябрьской революции 1917 – Главнаукой Наркомпроса РСФСР в Москве. Согласно постановлению Советского Министерства СССР от 14 октября 1948 «О мерах улучшения охраны памятников культуры» О. л. в РСФСР выдаются АН СССР (Институтом археологии), в союзных республиках – республиканскими АН или другими научными учреждениями. О. л. выдаются сроком на один год только лицам, получившим специальную практическую подготовку для проведения самостоятельных полевых археологических исследований, с обязательным представлением научных отчётов о всех произведённых работах. Самовольные раскопки археологических памятников в СССР запрещены.
Открытый резонатор
Откры'тый резона'тор, колебательная система, образованная совокупностью зеркал, в которой могут возбуждаться и поддерживаться слабо затухающие электромагнитные колебания оптических и СВЧ диапазонов с излучением в свободное пространство. Применяется в качестве колебательной системы (резонатора) оптического квантового генератора (лазера ), а также в некоторых приборах миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов (оротроне и др.).
Для длин волн l < 0,1 см использование объёмных резонаторов , широко применяемых в диапазоне СВЧ и имеющих размеры порядка l, затруднительно из-за малости их размеров и больших потерь энергии в стенках. Использование же объёмных резонаторов с размерами, существенно превышающими l, также невозможно, т.к. в таком резонаторе возбуждается большое число собственных колебаний, близких по частоте, в результате чего резонансные линии перекрываются и резонансные свойства практически исчезают. Оказывается, однако, что при удалении части стенок такого объёмного резонатора почти все его собственные колебания становятся сильно затухающими и лишь малая их часть (при надлежащей форме оставшихся стенок) затухает слабо. В результате спектр собственных колебаний образовавшегося таким образом О. р. сильно «разреживается».
Первые О. р. в виде двух плоских параллельных зеркал предложили в 1958 А. М. Прохоров , а затем американские учёные Р. Х. Дикке, А. Л. Шавлов и Ч. Таунс . Если допустить, что между двумя плоскими зеркалами, расположенными на расстоянии L друг от друга, распространяется плоская волна, то в результате отражения от зеркал в пространстве между зеркалами образуется стоячая волна. Условие резонанса имеет вид: L = q l/2, где q – целое число, называется продольным индексом колебания. Собственные частоты О. р. образуют арифметическую прогрессию с разностью с /2L (эквидистантный спектр). В действительности края зеркал искажают (возмущают) поле плоской волны, что приводит к появлению колебаний с различными поперечными индексами m и n , определяющими число осцилляций поля в поперечных направлениях и распределение плотности тока на поверхности зеркал (рис. 1 ). Чем больше индексы m и n , тем число осцилляций больше и тем выше затухание колебания, обусловленное излучением в пространство, т. е. в сущности дифракцией на краях зеркал (см. Дифракция света ). Спектр собственных частот плоского О. р. имеет вид, изображенный на рис. 2 . Поскольку коэффициент затухания растет с увеличением поперечных индексов m и n быстрее, чем частотный интервал между соседними колебаниями, то резонансные кривые, отвечающие большим m и n , перекрываются, и соответствующие колебания не проявляются. Коэффициент затухания, вызванного излучением, зависит как от индексов m и n , так и от числа N зон Френеля, видимых на зеркале диаметром R из центра др. зеркала, находящегося на расстоянии L : N = R 2 /2L l. При N ~ 1 остаётся 1—2 колебания, сопутствующие основному колебанию.
О. р. с плоскими зеркалами чувствительны к деформациям и перекосам зеркал, что ограничивает их применение. Этого недостатка лишены О. р. со сферическими зеркалами, в которых лучи, неоднократно отражаясь от вогнутых зеркал, не выходят за пределы огибающей поверхности – каустики. Каустики образуются лишь в определённой области значений L и радиусов кривизны зеркал R1 и R2 (рис. 3 ). Поскольку волновое поле быстро убывает вне каустики при удалении от неё, излучение из сферического О. р. с каустикой гораздо меньше, чем излучение из плоского О. р. Разрежение спектра в этом случае реализуется благодаря тому, что размеры каустики, ограничивающей поле, растут с ростом m и n . Для колебаний с большими m и n каустика оказывается расположенной вблизи края зеркал или вовсе не формируется и эти колебания сильно излучают. Такие сферические О. р. называют устойчивыми, т.к. они не чувствительны к малым перекосам и смещениям зеркал. Устойчивые О. р. применяются в газовых лазерах .
В твёрдотельных лазерах иногда применяются неустойчивые О. р., в которых внешняя каустика образоваться не может: луч, проходящий вблизи оси резонатора под малым углом к ней, после отражений неограниченно удаляется от оси. На границе между устойчивыми и неустойчивыми О. р. (рис. 3 ) расположены софокусные О. р., в которых фокусы обоих зеркал (отстоящие на расстояния R1 /2 и R2 /3 от соответствующего зеркала) совпадают, в том числе телескопический О. р., состоящий из малого выпуклого и большого вогнутого зеркал. Неустойчивые О. р. обладают большими потерями на излучение, чем устойчивые, однако эти потери для колебаний высших типов в них значительно больше, чем для основного колебания. Это позволяет добиться одномодовой генерации лазера и связанной с ней высокой направленности излучения.
Существуют различные дополнительные методы разрежения спектра, связанные с изменением профиля краев зеркал, применением линз и др. Разрежение спектра О. р. по продольным индексам q достигается применением связанных О. р. или специальных оптических фильтров. Наряду с О. р., имеющими два зеркала, применяются также кольцевые О. р., диэлектрический О. р. и О. р. с промежуточными зеркалами (рис. 4 ).
Хотя термин «О. р.» вошёл в употребление относительно недавно, по существу О. р. известны в физике и технике давно. Все музыкальные инструменты и ряд акустических и радиотехнических приборов (резонатор Гельмгольца, камертон , антенные вибраторы и т.д.) являются О. р. Однако излучение этих устройств существенно не влияет на спектр их собственных частот, в то время как излучение О. р. с зеркалами является основной причиной разрежения спектра.
Лит.: Вайнштейн Л. А., Открытые резонаторы и открытые волноводы, М., 1966; Ананьев Ю. А., Угловое расхождение излучения твердотельных лазеров, «Успехи физических наук», 1971, т. 103, в. 4; Ананьев Ю. А., Неустойчивые резонаторы и их применения, «Квантовая электроника», 1971, № 6.
С. А. Элькинд, В. П. Быков.
Рис. 4. Сложные типы резонаторов.
Рис. 2. Спектр частот открытого резонатора.
Рис. 3. а) Образование каустик у открытого резонатора со сферическими зеркалами; б) графическое изображение условий существования каустик при различных соотношениях между радиусами R1 и R2 зеркал и расстоянием L между ними: незаштрихованные области соответствуют наличию каустик, заштрихованные – большому радиационному затуханию. Точки, соответствующие резонаторам с плоскими П и концентрическими К зеркалами, лежат на границе заштрихованных и незаштрихованных областей; С – софокусное, С' – плоское и вогнутое зеркала (половина софокусного резонатора).
Рис. 1. Распределение токов, текущих по поверхности прямоугольного зеркала, для колебаний 
и 
.
