Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ФА)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 21 страниц)
Фазлул Хак Абул Касем
Фазлу'л Хак, Абул Касем (1873, деревня Сатурия, округ Бакергандж, Бенгалия, – 27. 4. 1962, Дакка), политический и государственный деятель колониальной Бенгалии , затем Пакистана . Адвокат. В 1918 одновременно президент Мусульманской лиги и генеральный секретарь Индийского национального конгресса. В 1924–25 министр просвещения Бенгалии. Основатель (1927) и лидер (до 1947) Крестьянской партии Бенгалии. В 1935–36 мэр Калькутты. В 1937–43 главный министр Бенгалии. В Пакистане в 1953 основал Крестьянско-рабочую партию, возглавил Объединённый фронт оппозиционных партий Восточной Бенгалии. В 1955–56 министр внутренних дел и просвещения Пакистана, в 1956–58 губернатор Восточного Пакистана.
Фазовая модуляция
Фа'зовая модуля'ция, вид модуляции колебаний , при котором передаваемый сигнал управляет фазой несущего высокочастотного колебания. По характеристикам Ф. м. близка к частотной модуляции . Если модулирующий сигнал синусоидальный, то спектр и форма сигналов в случае частотной модуляции и Ф. м. полностью совпадают. Различия обнаруживаются при более сложных формах модулирующего сигнала.
Фазовая рельефография
Фа'зовая рельефогра'фия, способ записи и воспроизведения оптической информации. Носителями информации в Ф. р. служат прозрачные (за редкими исключениями) масляные, термопластические (см. Термопластическая запись ) или гелеобразные (см. Гели ) тонкие слои. Такой «запоминающий» слой входит в состав т. н. многослойной (обычно двух-или трёхслойной) структуры. В двухслойной структуре запоминающий слой представляет собой дисперсную систему из фотополупроводникового материала (см. Фотопроводимость ) в полимерном связующем и наносится на тонкий слой электропроводящего материала. В трёхслойной структуре диэлектрический запоминающий слой наносится на слой фотополупроводника, в свою очередь граничащего с проводящим слоем. Все эти слои чаще всего прозрачны (запись и воспроизведение «на просвет»), хотя существуют и структуры, в которых свет отражается либо от зеркального проводника-подложки, либо от непрозрачной поверхности запоминающего фотополупроводникового слоя. Перед записью структуру «очувствляют», равномерно заряжая запоминающую поверхность и заземляя проводник-подложку. Образуется своеобразный конденсатор, в котором заряженная запоминающая поверхность служит одной из обкладок. Воздействие светового сигнала приводит в двухслойной структуре к стеканию части поверхностного заряда на подложку (тем более полному, чем сильнее освещен данный микроучасток поверхности); в трёхслойной структуре, напротив, заряд противоположного знака проникает с подложки на граничащую с запоминающим слоем поверхность фотополупроводника. В обоих типах структур электростатические силы притяжения разноимённых зарядов деформируют поверхность мягкого запоминающего слоя (часто после его нагревания – т. н. теплового проявления), образуя рельеф, распределение глубины которого соответствует распределению потока излучения по этой поверхности (т. е. в получаемом рельефе кодируется оптическая информация). При считывании записанной информации различия толщины рельефа вызывают различные изменения фазы считывающей световой волны. Эти различия не воспринимаются ни глазом, ни др. приёмниками оптического излучения. Поэтому их преобразуют в изменения амплитуды световой волны (т. е. интенсивности считывающего пучка), которые регистрируются приёмниками излучения, в том числе человеческим глазом. Такое преобразование осуществляют в настоящее время (70-е гг. 20 в.) главным образом шлирен-методом , но в принципе это можно делать также аналогично методу фазового контраста в микроскопии [см. Микроскоп , раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия)]. Структуры, применяемые в Ф. р., могут использоваться многократно – ненужную более запись можно «стереть» тепловой обработкой. Главное достоинство Ф. р. – возможность считывания информации спустя очень малые промежутки времени после записи, что позволяет применять Ф. р. для практически мгновенной передачи и преобразования изображений (например, в телевидении – с подачей их на экраны индивидуального или коллективного пользования площадью до нескольких м2 ). Высокая разрешающая способность и быстродействие, характеризующие метод Ф. р., делают его перспективным для голографии , для использования в электронных вычислительных машинах (в оперативной памяти, при вводе и выводе информации), для различных видов оптической обработки изображений. См. также фотография , раздел Несеребряная фотография и научно-технические применения фотографии.
Лит.: Гущо Ю. П., Фазовая рельефография, М., 1974.
А. Л. Картужанский.
Фазовая скорость
Фа'зовая ско'рость, скорость перемещения фазы гармонической волны. Ф. с. с выражается через частоту f и длину волны (или через круговую частоту w = 2pf и волновое число k = 2p/l формулой с= f l = wk. Понятие Ф. с. можно применять, если гармоническая волна распространяется без изменения формы. Это условие всегда выполняется в линейных средах. При зависимости Ф. с. от частоты или, что то же, от длины волны говорят о дисперсии скорости. В отсутствии дисперсии любые волны распространяются, не меняя формы, со скоростью, равной Ф. с. При наличии дисперсии негармонические волны изменяют свою форму, и обычное понятие скорости по отношению к таким волнам делается неприменимым. В этих случаях важны понятия групповой скорости и скорости фронта волны. Экспериментально Ф. с. при заданной частоте можно получить, определив длину волны из интерференционных опытов. Отношение Ф. с. в двух данных средах может быть найдено по преломлению плоской волны на плоской границе этих сред, т.к. показатель преломления равен отношению Ф. С.
М. А. Исакович.
Фазовое превращение
Фа'зовое превраще'ние, то же, что фазовый переход .
Фазовое пространство
Фа'зовое простра'нство в классической механике и статистической физике, многомерное пространство всех обобщённых координат q1 и обобщённых импульсов pi (i = 1, 2,..., N ) механической системы с N степенями свободы. Таким образом, Ф. п. имеет размерность 2N и может быть описано с помощью ортогональной системы координат с 2N осями соответственно числу обобщённых координат и импульсов. Состояние системы изображается в Ф. п. точкой с координатами qi , pi ,..., qN , pn , а изменение состояния системы во времени – движением точки вдоль линии, называемой фазовой траекторией. Для Ф. п. можно ввести понятие фазового объёма и др. понятия геометрии многих измерений. Понятие Ф. п. – основное для классической статистической механики, изучающей функции распределения системы многих частиц. Методы Ф. п. успешно применяются также в теории нелинейных колебаний.
Фазовое равновесие
Фа'зовое равнове'сие, одновременное существование термодинамически равновесных фаз в многофазной системе. Простейшие примеры – равновесие жидкости со своим насыщенным паром, равновесие воды и льда при температуре плавления, расслоение смеси воды с триэтиламином на два несмешивающихся слоя (две фазы), отличающихся концентрациями. В равновесии могут находиться (в отсутствии внешнего магнитного поля) две фазы ферромагнетика с одинаковой осью намагничивания, но различным направлением намагниченности; нормальная и сверхпроводящая фазы металла во внешнем магнитном поле и т.д.
При переходе в условиях равновесия частицы из одной фазы в другую энергия системы не меняется. Другими словами, при равновесии химические потенциалы каждой компоненты в различных фазах одинаковы. Отсюда следует фаз правило Гиббса: в веществе, состоящем из k компонент, одновременно могут существовать не более чем k + 2 равновесные фазы. Например, в однокомпонентном веществе число одновременно существующих фаз не превосходит трёх (см. Тройная точка ). Число термодинамических степеней свободы, т. е. переменных (физических параметров), которые можно изменять, не нарушая условий Ф. р., равно k + 2 – j, где j – число фаз, находящихся в равновесии. Например, в двухкомпонентной системе три фазы могут находиться в равновесии при разных температурах, но давление и концентрации компонент полностью определяются температурой.
Изменение температуры фазового перехода (кипения, плавления и др.) при бесконечно малом изменении давления определяется Клапейрона – Клаузиуса уравнением . Графики, изображающие зависимость одних термодинамических переменных от других в условиях Ф. р., называются линиями (поверхностями) равновесия, а их совокупность – диаграммами состояния . Линия Ф. р. может либо пересечься с другой линией равновесия (тройная точка), либо кончиться критической точкой .
В твёрдых телах из-за медленности процессов диффузии , приводящих к термодинамическому равновесию, возникают неравновесные фазы, которые могут существовать наряду с равновесными. В этом случае правило фаз может не выполняться. Правило фаз не выполняется также и в том случае, когда на кривой равновесия фазы не отличаются друг от друга (см. Фазовые переходы ).
В массивных образцах в отсутствии дальнодействующих сил между частицами число границ между равновесными фазами минимально. Например, в случае двухфазного равновесия имеется лишь одна поверхность раздела фаз. Если хотя бы в одной из фаз существует дальнодействующее поле (электрическое или магнитное), выходящее из вещества, то энергетически более выгодны равновесные состояния с большим числом периодически расположенных фазовых границ (домены ферромагнитные и сегнетоэлектрические, промежуточное состояние сверхпроводников) и таким расположением фаз, чтобы дальнодействующее поле не выходило из тела. Форма границы раздела фаз определяется условием минимальности поверхностной энергии . Так, в двухкомпонентной смеси при условии равенства плотностей фаз граница раздела имеет сферическую форму. Огранка кристаллов определяется теми плоскостями, поверхностная энергия которых минимальна.
Лит.: Ландау Л. Д., Ахиезер А. И., Лифшиц Е. М., Курс общей физики. Механика и молекулярная физика, 2 изд., М., 1969; Френкель Я. И., Статистическая физика, М. – Л., 1948.
В. Л. Покровский.
Фазовой плоскости метод
Фа'зовой пло'скости ме'тод, графоаналитический метод исследования динамических систем , описываемых уравнениями вида:
,
,
где х и у – переменные состояния системы, Р (х, у ) и Q (х, у ) – функции, удовлетворяющие условиям теорем существования и единственности решений, t – время (независимая переменная). Поведение такой системы можно представить геометрически на плоскости в прямоугольных декартовых координатах. При таком представлении каждому состоянию динамической системы однозначно соответствует точка на плоскости с координатами х, у и, наоборот, каждой точке плоскости соответствует одно, и только одно состояние исследуемой динамической системы. Плоскость Оху называется фазовой плоскостью. Изменение состояния системы отображается на фазовой плоскости движением точки, которую называют фазовой, изображающей или представляющей точкой. Траектория, по которой движется изображающая точка, называется фазовой траекторией; скорость и направление её движения определяются вектором фазовой скорости {Р, Q }. Существенно, что через каждую точку фазовой плоскости проходит только одна фазовая траектория. Совокупность фазовых траекторий называется фазовым портретом системы и отображает совокупность всех возможных сочетаний системы и типы возможных движений в ней.
На фазовой плоскости обычно выделяют следующие три типа фазовых траекторий: особые точки, или положения равновесия, определяемые в результате решения системы уравнений
Р (х, у ) = 0, Q (х,y ) = 0;
изолированные замкнутые траектории, отвечающие периодическим движениям в системе; сепаратрисы, разделяющие фазовую плоскость на области, заполненные траекториями разных типов. Ф. п. м. состоит в построении фазового портрета системы и последующего анализа этого портрета. Метод позволяет определить число, типы и характер особых точек, изолированных замкнутых траекторий и сепаратрис и даёт возможность по виду фазовых траекторий наглядно представить всю совокупность движений, возникающих в динамической системе при всевозможных начальных условиях. Особые точки классифицируют по характеру фазовых траекторий в их окрестности: основные типы особых точек изображены на рис. 1 . Изолированные замкнутые траектории (предельные циклы) классифицируют по характеру их устойчивости (рис. 2 ).
В сочетании с аналитическими методами Ф. п. м. позволяет получать количественные оценки решений дифференциальных уравнений, описывающих динамическую систему, например оценивать длительность перехода изображающей точки из одного состояния в другое (т. е. продолжительность переходного процесса), определять период и «амплитуду» периодического движения и т.п. Теоретические основы Ф. п. м. разработаны А. Пуанкаре . Ф. п. м. – один из методов качественой теории динамических систем; он широко используется в теории колебаний, теории автоматического управления, в электротехнике и механике.
Лит.: Пуанкаре А. О., О кривых, определяемых дифференциальными уравнениями, пер. с франц., М. – Л., 1947; Немыцкий В, В., Степанов В. В., Качественная теория дифференциальных уравнений, 2 изд., М. – Л., 1949; Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959; Качественная теория динамических систем второго порядка, М., 1966; Емельянов С. В., Системы автоматического управления с переменной структурой, М., 1967; Марчуков Б. А., Проектирование систем управления методами фазовой плоскости, М., 1976.
С. К. Коровин, Н. Н. Миловидов.
Рис. 1. Фазовые траектории в окрестности особых точек следующих типов: а – устойчивый узел; б – неустойчивый узел; в – устойчивый фокус; г – неустойчивый фокус; д – седло; е – центр.
Рис. 2. Фазовые траектории в окрестности различных предельных циклов, изображенных в виде замкнутых кривых; а – устойчивого; б – неустойчивого; в, г – полуустойчивых.
Фазово-контрастная микроскопия
Фа'зово-контра'стная микроскопи'я, метод микроскопического исследования, основанный на получении с помощью специальных приспособлений контрастного изображения различающихся по плотности структур бесцветных прозрачных микрообъектов, например живых микроорганизмов и тканевых культур. Подробнее см. в ст. Микроскоп , раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия).
Фазовращатель
Фазовраща'тель, устройство автоматики, преобразовательной и измерительной техники, служащее для изменения фазы электромагнитных колебаний. Конструкция Ф. зависит от диапазона частот, для которого он предназначен, пределов изменения фазы и точности её установки. На низких частотах и в диапазоне радиочастот (до нескольких Мгц ) в качестве Ф. обычно применяют четырехполюсники, состоящие из сопротивлений, индуктивностей и ёмкостей. Простейший Ф. – фазосдвигающая цепь , состоящая из резистора и конденсатора или резистора и катушки индуктивности. Такие Ф. обычно используют для создания фиксированного фазового сдвига в пределах от 0 до 90°. Более совершенны Ф., выполненные в виде мостовой цепи из 3 резисторов и 1 конденсатора, которые обеспечивают регулируемый сдвиг в пределах от 0 до 180° (при мало изменяющейся величине выходного сигнала). Применяют также транзисторные (ламповые) мостовые Ф., в состав которых входит фазоинвертор с разделённой нагрузкой; такие Ф. дают сдвиг фазы на 180°. Фазовый сдвиг, вносимый перечисленными Ф., зависит от частоты. Этот недостаток устраняется в следящих Ф., у которых при отклонении фазового сдвига от заданного значения параметры автоматически изменяются так, чтобы это отклонение уменьшилось. Для регулирования фазы в цепях переменного тока промышленной частоты применяют вращающиеся трансформаторы, сельсины, а также трёхфазные асинхронные электродвигатели с заторможенным ротором (см. Фазорегулятор ). В диапазоне дециметровых и более коротких волн применяют Ф., собранные из отрезков коаксиальных линий и волноводов (см. Фазовращатель СВЧ). Погрешность установки фазы в электромеханических Ф. составляет 0,5–1°, в электронных 0,05–0,1°.
Лит.: Валитов Р. А., Сретенский В. Н., Радиотехнические измерения, М., 1970; Авраменко В. Л., Галямичев Ю. П., Ланнэ А. А., Электрические линии задержки и фазовращатели. (Справочник), М., 1973; Кушнир Ф. В., Радиотехнические измерения, 3 изд., М., 1975.
Фазовращатель СВЧ
Фазовраща'тельСВЧ , фазосдвигатель СВЧ, устройство, предназначенное для изменения фазы электромагнитных колебаний на выходе линии передачи СВЧ (полого пли диэлектрического радиоволновода , коаксиальной длинной линии , полосковой линии ) относительно фазы колебаний на её входе, осуществляемого посредством изменения электрической длины этой линии. (Электрическая длина линии равна 2pl /lb , где l – её геометрическая длина, lb – длина волны в линии.) Ф. подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.
Регулируемый Ф. – участок фидера , вносящий фазовый сдвиг на определённой частоте (или требуемые сдвиги фаз в заданной полосе частот), который при необходимости можно регулировать по величине. Различают Ф. с механическим (или электромеханическим) управлением фазовым сдвигом и Ф. с электрическим управлением. К первым относятся: раздвижная секция коаксиальной линии, регулируемая посредством изменения l ; волноводный диэлектрический Ф. – отрезок волновода, содержащий перемещаемую пластину из диэлектрика , управление сдвигом фаз в котором основано на изменении фазовой скорости волны и lb при изменении положения пластины в волноводе; сжимная секция – отрезок прямоугольного волновода, узкие стенки которого снабжены упругими подвесками, позволяющими изменять ширину волновода (и тем самым lb ); мостовой Ф. – многоплечее устройство СВЧ (коаксиальное или волноводное), снабженное двумя согласованно изменяемыми по длине короткозамкнутыми шлейфами и являющееся, по существу, направленным ответвителем . Ко вторым относятся Ф. с полупроводниковыми элементами (такими, как полупроводниковые диоды с р – i – n -cтруктурой; варакторы, или варикапы ), с ферритовыми устройствами; с сегнетоэлектриком; плазменные. Наиболее перспективны Ф. на р – i – n -диодах, используемых в качестве коммутационных элементов. Диоды позволяют изменять фазовый сдвиг ступенчато, посредством либо прямого изменения l, либо подключения к линии (через диоды) набора шлейфов. Распространены также ферритовые Ф., работа которых основана на взаимодействии электромагнитной волны с нескомпенсированными магнитными моментами подрешёток феррита . Ферритовые Ф. бывают взаимные, обеспечивающие одинаковый сдвиг для обоих направлений распространения волны, и невзаимные (частный случай последних – гиратор ).
Нерегулируемый Ф. реализуют в виде калиброванного по фазе отрезка фидера, фазовый сдвиг в котором достигается подбором значения его длины, размеров поперечного сечения (при использовании волновода) либо эффективной диэлектрической проницаемости.
Ф. используют в различных устройствах сверхвысоких частот техники , например в системах с большим числом потребителей – для обеспечения требуемого распределения начальных фаз поступающих к ним сигналов, в фидерах радиосистем – для выравнивания электрических длин фидеров, в фазированных антенных решётках и др. когерентных радиосистемах.
Лит.: СВЧ устройства на полупроводниковых диодах, М., 1969; Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, М., 1970; Вова Н. Т., Стукало Н. А., Храмов В. А., Управляющие устройства СВЧ, К., 1973.
Р. И. Перец.
Фазовый контраст
Фа'зовый контра'ст, метод получения изображений микроскопических объектов, у элементов структуры которых преломления показатель и способность поглощать оптическое излучение разнятся настолько мало, что эти элементы неразличимы при иных методах наблюдения и получения изображений в микроскопе. В то же время сдвиги фаз световых волн, вносимые такими элементами, могут заметно отличаться один от другого, образуя т. н. «фазовый рельеф», на который не реагируют ни глаз, ни фоточувствительный слой. Метод Ф. к. состоит в преобразовании (с помощью вспомогательного оптического устройства) «фазового рельефа» в изменения интенсивностей (амплитуд) световых волн – в т. н. «амплитудный рельеф», который и регистрируется фотоприёмником. Метод Ф. к. разработан Ф. Цернике в 1935. Подробнее см. Микроскоп , раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия), а также лит. к этой статье.
