Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ФО)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 34 (всего у книги 39 страниц)
Фотосинтеза институт АН СССР
Фотоси'нтеза институ'т АН СССР (ИФС), научно-исследовательское учреждение, осуществляющее комплексное изучение механизма процесса фотосинтеза в растениях и микроорганизмах. Организован в 1966 в Научном центре биологических исследований АН СССР в г. Пущино (Серпуховской район Московской области). Имеет (1976): лаборатории – фотохимии, биохимии, фотофосфорилирования, фоторазложения воды, фотосинтеза микроорганизмов, структуры фотосинтетического аппарата, углеродного метаболизма; отдел фитотроники, научная группы энергетики, фоторегуляции фотосинтеза и др., специализированные кабинеты. Проводит исследования первичных фотосинтетических процессов поглощения и преобразования световой энергии в химическую, процессов фоторазложения воды и выделения кислорода, биохимических реакций, происходящих в хлоропластах и приводящих к образованию фотосинтетического восстановителя и богатых энергией фосфорных соединений, цикла усвоения и восстановления углекислоты, молекулярной и структурной организации фотосинтетического аппарата. Осуществляет физиологические исследования, связанные с с.-х. производством в закрытом грунте. Имеет очную и заочную аспирантуру.
В. Б. Евстигнеев.
Фотосинтезирующие бактерии
Фотосинтези'рующие бакте'рии, фототрофные бактерии, микроорганизмы, использующие в качестве энергии для жизнедеятельности свет (лучистую энергию); в процессе фотосинтеза ассимилируют углекислоту и др. неорганические, а также органические соединения. К Ф. б. относятся пурпурные и зелёные бактерии и близкие к ним по типу строения клеток цианобактерии (называющиеся также синезелёными водорослями ).
Пурпурные и зелёные бактерии (см. Серобактерии ) содержат различные по составу хлорофиллы (т. н. бактериохлорофиллы а, b, с, d, е ) и каротиноиды . Строгие или факультативные анаэробы. В отличие от высших растений, водорослей и цианобактерий, при фотосинтезе не выделяют кислород, т.к. для фотовосстановления CO2 используют в качестве донора водорода (электронов) не воду, а сероводород, тиосульфат, серу, молекулярный водород или органические соединения. Некоторые пурпурные бактерии, окисляя сероводород и тиосульфат, накапливают в клетках серу, которую далее могут окислять до сульфатов. Кроме CO2 эти микроорганизмы способны фотоассимилировать органические соединения – уксусную кислоту (ацетат), пировиноградную кислоту (пируват) и др. Одни виды растут в основом за счёт фотоассимиляции углекислоты, т. е. являются фотоавтотрофами, другие нуждаются в обязательном наличии органических веществ (фотогетеротрофы). Некоторые виды кроме лучистой энергии могут использовать энергию, образующуюся при дыхании или брожении, и растут в темноте. Многие виды фиксируют молекулярный азот.
Цианобактерии содержат хлорофилл а, каротиноиды и пигменты, относящиеся к фикобилипротеидам. При фотосинтезе, как и растения, выделяют кислород, т.к. в качестве донора водорода используют воду. Большинство видов растут только в присутствии света, т. е. являются строгими фототрофами. Некоторые виды могут в незначительной степени ассимилировать органические соединения. Значительное число видов фиксирует молекулярный азот.
Особую форму фотосинтеза осуществляют бактерии рода Halobacterium, которые не содержат хлорофилла. Это галофильные микроорганизмы , т. е. растущие на средах с высокими концентрациями хлористого натрия; гетеротрофы. В использовании лучистой энергии для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) у них участвует каротиноид ретиналь, связанный с белком в комплекс, называется бактериородопсином.
Лит.: Кондратьева Е. Н., Фотосинтезирующие бактерии, М., 1963; Гусев М. В., Биология синезеленых водорослей, М., 1968; Кузнецов С. И., Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность, Л., 1970; Bergey's manual of determinative bacteriology, 8 ed., Bait., 1974; The biology of blue-green algae, Berk. – Los Ang., 1973 (Botanic monographs, v. 9).
Е. Н. Кондратьева.
Фотостат
Фотоста'т (от фото... и греч. statós – стоящий, неподвижный), установка для копирования фотография, способом плоских оригиналов – чертежей, рисунков, документов и т.п. Состоит из фотографического аппарата , осветительного устройств и приспособлений для закрепления оригинала. Ф. позволяет получать увеличенные, уменьшенные или равного с оригиналом размера копии на рулонной фотобумаге (обычной или обращаемой). Обычно Ф. объединяют с устройствами, в которых происходит автоматическая химико-фотографическая обработка фотокопий.
Фотосфера
Фотосфе'ра (от фото... и сфера ), наиболее глубокие и самые плотные слои атмосферы звезды (в т. ч. и Солнца), из которых выходит главная доля излучаемой ею энергии. В Ф. возникает большая часть непрерывного спектра звёзд (главным образом видимого), а также большинство фраунгоферовых линий поглощения. Как правило, Ф. находится в лучистом равновесии. В более высоких слоях излучению легче покинуть атмосферу звезды и потому температура звезды понижается по мере перехода к внешним слоям. В среднем она близка к эффективной температуре звезды. Протяжённость Ф. звёзд главной последовательности (на Герцшпрунга – Ресселла диаграмме ) составляет 10-4 –10-3 часть их радиуса, у белых карликов – порядка 10-6 а у гигантов и сверхгигантов 10-3 –10-2 часть радиуса. Средние плотности газов фотосфер различных звёзд заключены в пределах от 10-9г/см3 у горячих звёзд главной последовательности до 10-6 г/см3 у белых карликов. Лучше всего изучена Ф. Солнца , совпадающая с кажущейся его поверхностью. Протяжённость солнечной Ф. 200–300 км, температура 4500–8000 К, давление газов 10-5 –10-3дин/см2. Ф. – единственная на Солнце область относительно слабой ионизации преобладающего на нём химического элемента – водорода, степень ионизации которого около 10-4. У звёзд типа Солнца сильная непрозрачность фотосферных газов обусловлена небольшой примесью отрицательных ионов водорода. При помощи фотосферного телескопа можно наблюдать тонкую структуру солнечной Ф. – грануляцию в виде системы небольших (около 1000 км ) округлых ярких гранул, разделённых тёмными межгранульными промежутками.
Э. В. Кононович.
Фотосферно-хромосферный телескоп
Фотосфе'рно-хромосфе'рный телеско'п, астрофизический инструмент, предназначенный главным образом для регулярных наблюдений по программе службы Солнца . Представляет собой смонтированные на общей параллактической установке два небольших телескопа с диаметрами объективов от 10 до 15 см, один из которых – фотосферный телескоп , а другой – хромосферный телескоп . Главная задача Ф.-х. т. – получение строго одновременных фотографий фотосферы и хромосферы Солнца для сопоставления быстро развивающихся процессов на различных глубинах в солнечной атмосфере, а также для изучения вертикальной её структуры.
Фотосферный телескоп
Фотосфе'рный телеско'п, гелиограф, астрофизический инструмент, предназначенный для фотографирования Солнца либо в интегральном (белом) свете, либо в широких участках спектра, выделяемых широкополосными светофильтрами с целью исследования тонкой структуры солнечной фотосферы – грануляции, а также наблюдаемых в ней образований (факелов, пятен и др.). Оптика Ф. т. обычно состоит из зеркального или линзового объектива (оптимальный диаметр 20–30 см ) и одной или нескольких увеличительных камер, позволяющих получить изображение либо всего Солнца диаметром 10–12 см, либо какого-либо участка его с увеличением, в несколько раз большим. Диаметр изображения, создаваемого Ф. т., выраженный в см, приближённо равен эквивалентному фокусному расстоянию в м. При выборе места для установки Ф. т. учитывают специфику астроклимата для солнечных наблюдений. В конструкции башни и самого инструмента предусматриваются приспособления, обеспечивающие сведение к минимуму искажений изображения, возникающих от турбулентных потоков воздуха. Необходимые элементы Ф. т. – автоматическое гидирующее устройство, анализатор качества изображения, автоматически управляющий быстродействующим затвором, фотоэкспонометр и т.п. Съёмка может вестись с помощью как обычной фотокамеры, так и кинокамеры.
Э. В. Кононович.
Фотосхема
Фотосхе'ма, черно-белая или цветная фотографическая схема местности, используемая при её изучении и картировании. Монтируется из нетрансформированных (т. е. имеющих искажения в связи с нестабильностью условий съёмки, см. Фотоплан ) смежных снимков, приводимых к заданному масштабу, разрезаемых по перекрывающимся контурам и стыкуемых путём наклейки на общую основу (т. е. механическим путём). Ф. изготовляют по воздушным, космическим, наземным (преимущественно фототеодолитным) и подводным снимкам, полученным как при непосредственном фотографировании, так и при воспроизведении изображения с экрана сканирующей системы (см. Фотоэлектронная аэросъёмка ). В зависимости от назначения Ф. могут быть маршрутными (например, вдоль реки, проектируемой трассы) или по площадям, с компоновкой в границах изучаемого объекта (лесной массив, участок под застройку и т.п.), или в соответствии с принятой разграфкой топографических карт . Первичной Ф. является репродукция накидного монтажа, представляющая собой уменьшенную фотографию наложенных друг на друга внакидку и временно закрепленных на щите целых снимков. Она необходима для контроля перекрытий между снимками и подбора их по индексам съёмки, датам и номерам,
Л. М. Гольдман.
Фототаймер
Фотота'ймер (от фото... и англ. timer – хронометр), реле времени , предназначенное для автоматического выключения лампы фотографического увеличителя , репродукционной установки или подобного устройства через определённый промежуток времени, называемый выдержкой и отсчитываемый от момента начала экспонирования светочувствительного слоя фотоматериала. По способу формирования выдержки Ф. подразделяются на механические (с часовым приводом), пневматические, электромеханические и электронные. Наиболее совершенны электронные Ф., у которых выдержка определяется временем зарядки конденсатора электрического . Изменяя переключателем параметры электрической цепи, в которую включен конденсатор (например, с помощью дополнительных резисторов), или ёмкость самого конденсатора, можно в определённых пределах изменять продолжительность выдержки. Диапазон выдержек различных Ф. – от десятых долей сек до нескольких десятков сек.
Фототаксис
Фотота'ксис (от фото... и греч. táxis – расположение), двигательная реакция подвижных микроорганизмов в ответ на световой стимул; один из видов таксисов . Ф. называют и реакцию на свет зооспор , а также медленное перемещение хлоропластов внутри клетки. По характеру движения организма различают 2 основных типа Ф.: топотаксис и фоботаксис. При топотаксисе клетки направленно движутся к источнику света (положительный топотаксис) или от него (отрицательный), при фоботаксисе клетка меняет направление движения на обратное на границе участков с различной освещённостью (шоковая реакция, реакция «испуга»). Положительный фоботаксис препятствует переходу в более затенённый участок, что приводит к скоплению беспорядочно движущихся клеток в световом пятне (эффект световой ловушки, рис. 1 ). Отрицательный фоботаксис способствует скоплению клеток в менее освещенных местах. Поскольку для обоих типов Ф. знак реакции зависит от интенсивности света (положительная – обычно при низкой интенсивности света, отрицательная – при очень высокой), Ф. обеспечивает выбор оптимальных условий освещения для фотосинтеза и жизнедеятельности клеток и может рассматриваться как важная приспособительная реакция микроорганизмов.
Механизм Ф. включает три основные стадии: поглощение света и первичная реакция в фоторецепторе; преобразование стимула и передача сигнала двигательному аппарату; изменение движения жгутиков. По механизму реакций различают неспециализированный и специализированный Ф. При неспециализированном Ф., характерном для фотосинтезирующих бактерий и ряда водорослей, фоторецептором служит фотосинтетический аппарат, заключённый в хлоропластах и хроматофорах , а появление сигнала связывают с изменением скорости первичных процессов фотосинтеза (потока электронов, фотофосфорилирования) при изменении интенсивности света, обусловленном перемещением организма. Специализированный Ф. обеспечивается специальным аппаратом. У эвглены (рис. 2 ) он состоит из парафлагеллярного тела, пространственно связанного со жгутиком, и расположенной сбоку окрашенной стигмы . При движении (как в темноте, так и на свету) клетка вращается вокруг продольной оси. Поэтому при боковом освещении стигма периодически затеняет парафлагеллярное тело, которое, как полагают, служит фоторецептором, что и приводит к возникновению сигнала, вызывающего изменение направления движения. Механизм возникновения сигнала в фоторецепторе, по-видимому, связан с генерацией электрического потенциала. Стимул действует до тех пор, пока клетка не поворачивается параллельно направлению светового потока – положение, в котором фоторецептор не затемняется. Описанное устройство (объёмом в несколько мкм ) с высокой точностью направляет клетку на источник света или от него и служит примером биологической микросистемы с автоматическим регулированием. Специализированный Ф. проявляется в видетопотаксиса, фоботаксиса и стоп-реакций. Иногда Ф. называются и некоторые реакции на свет многоклеточных животных организмов, однако эти сложные реакции, опосредованные нервной системой, скорее относятся к области физиологии поведения. Природа Ф. ещё во многом неясна, но очевидно, что этот фундаментальный процесс, занимающий промежуточное положение между фотосинтезом и зрением , относится к новой и перспективной области, в которой скрещиваются интересы биофизики, молекулярной биологии, бионики, механохимии, клеточной физиологии.
Лит.: Синещеков О. А., Литвин Ф. Ф., Фототаксис микроорганизмов, его механизм и связь с фотосинтезом, «Успехи современной биологии», 1974, т. 78, в. 1 (4); Feinleib M. E., Curry G. M., The nature of the photoreceptor in phototaxis, в кн.: Handbook of sensory physiology, B. – Hdlb. – N. Y., 1971; Diehn B., Phototaxis and sensory transduction in Euglena, «Science», 1973, v. 181,.№ 4104; Nultsch W., Hader D. P., Uber die Rolle der beiden Photosysteme in der Photosysteme in der Photophobotaxis von Phormidium uncinatum, B., 1974.
Ф. Ф. Литвин.
Рис.1. Схема эффекта световой ловушки при положительном фоботаксисе у бактерий.
Рис. 2. Строение фототаксического аппарата у эвглены (А) и принцип ориентации организма на источник света (Б). Стрелками показано поступательное (®) движение и вращение клетки.
Фототелеграмма
Фототелегра'мма, изображение плоского оригинала (написанного от руки или отпечатанного на машинке текста, чертежа, фотографического снимка и т.д.), передаваемое по каналам факсимильной связи . Название «Ф.» принято относить только к факсимильным сообщениям, поступающим от граждан и организаций в отделения министерства связи СССР (в отличие от аналогичной информации, передаваемой ТАСС, АПН, гидрометеослужбами, предприятиями, организациями и т.д.).
Фототелеграф
Фототелегра'ф, общепринятое сокращённое название факсимильной связи (фототелеграфной связи).
Фототелеграфия
Фототелеграфи'я, область науки и техники, охватывающая изучение теоретических основ факсимильной связи , разработку способов передачи неподвижных плоских изображений на расстояние по каналам связи и создание аппаратуры для реализации этих способов; исторически включается в телеграфию как один из её разделов. В Ф. решаются задачи, связанные с преобразованием оптических изображений в электрические сигналы и обратным преобразованием, с разработкой способов записи изображений, преобразованием аналоговой информации в дискретную, разработкой механических и электронных систем развёртки , оценкой искажений сигналов факсимильной информации при передаче последних и устранением таких искажений. Развитие Ф. опирается на достижения электроники, радиотехники, электротехники, светотехники и др. Перспективы её развития связаны с совершенствованием факсимильных аппаратов (например, их оснащением автоматическими устройствами приёма и регистрации изображений), разработкой и внедрением аппаратуры для передачи цветных изображений, повышением скорости передачи факсимильной информации и т.д.
Нередко встречается неточное употребление термина «Ф.» – в смысле «факсимильная связь».
С. О. Мельник.
Фототелеграфная связь
Фототелегра'фная связь, 1) общепринятое название факсимильной связи . 2) В более узком понимании – факсимильная связь, при которой регистрация принимаемых полутоновых изображений осуществляется фотографическими, электрографическими и др. методами (см. Фотографическая запись , Электростатическая запись ).
Фототелеграфный аппарат
Фототелегра'фный аппара'т, 1) общепринятое название факсимильного аппарата . 2) Факсимильный аппарат, предназначенный для передачи или (и) приёма неподвижных полутоновых изображений с их регистрацией фотографическими методами (например, в СССР – для передачи фотографических снимков фотохроники ТАСС).
Фототеодолит
Фототеодоли'т, инструмент, состоящий из фотокамеры и теодолита и предназначенный для фотосъёмки пересечённой местности, карьеров, инженерных сооружений, памятников и др. объектов с целью определения их размеров, формы и положения. Ф. «Геодезия» (рис. 1 ) и Ф. Photheo народного предприятия «Карл Цейс» (ГДР) имеют фотокамеры с фокусным расстоянием 19 см и форматом пластинок 13´18 см. Фотокамеры снабжены приспособлениями для установки оптической оси в горизонтальное положение и под углами, равными 65, 100 и 135(относительно базиса. Это позволяет получать с концов базиса три стереопары с параллельными направлениями оптической оси фотокамеры. Для съёмки объектов с небольших расстояний существуют Ф., состоящие из спаренных камер малого формата, установленных на штанге с постоянным или переменным базисом, например стереокамеры И. Г. Индиченко (рис. 2 ) и К. Цейса. Съёмка берегов с корабля производится корабельным Ф., снабженным двумя фотокамерами с синхронно действующими затворами. Для изучения быстро движущихся объектов имеются кинофототеодолиты, позволяющие выполнять синхронное фотографирование с концов базиса через малые промежутки времени. В космической геодезии используются Ф. для фотографирования искусственых спутников Земли и звёзд с целью определения направлений на них и создания глобальной геодезической сети .
Лит. см. при ст. Фотограмметрия .
А. Н. Лобанов.
Рис. 1. Фототеодолит «Геодезия».
Рис. 2. Стереокамера СКИ-8.
Фототеодолитная съёмка
Фототеодоли'тная съёмка , съёмка местности, карьеров, инженерных сооружений и др. объектов с применением фототеодолита и приборов для фотограмметрической обработки снимков. Фототеодолитом с концов базиса S1 и S2 (рис. 1 ) получают снимки P1 и P2 объекта, по которым с помощью стереокомпаратора или стереоавтографа определяют координаты отдельных точек и составляют цифровую модель или план объекта. Положение снимка, например P1 , в момент фотографирования определяют элементы внутреннего ориентирования: фокусное расстояние фотокамеры – f и координаты главной точки o1 – x, z, а также элементы внешнего ориентирования: координаты центра проекции S1 – Xs1 , Ys1, Zs1 в системе OXYZ и углы a1 , w1 , m1 .
Различают общий случай съёмки, когда элементы ориентирования снимков имеют произвольные значения, и частные случаи, в которых направления оптической оси фотокамеры горизонтальны, a = w = m = 0, Xs1 = Ys1 = Zs1 = , x = z = 0. К частным случаям относятся: конвергентный (y1 ¹ y2 , рис. 2 ), параллельный (y1 = y2 ) и нормальный (y1 = y2 = 90°).
В общем случае между координатами точки объекта М и координатами её изображений m1 и m2 на стереопаре P1 – P2 (рис. 1 ) существует связь:
X = Xs1 + N
где
, (2)
Bx , By , Bz – проекции базиса В на оси координат, 
, 
,
, 
– координаты точек m1 и m2 в системах S1XYZ и S1XYZ, параллельных OXYZ, вычисляемые по формулам:
(3)
Здесь х, z – плоские координаты точки снимка в системе o1'x1z1 или o2'x2z2, ai , b1 ci – направляющие косинусы, определяемые по углам a, w, m. Для параллельного случая съёмки формулы (1) принимают вид:
;
;
а для нормального
, 
, 
.
Ф. с. применяется в геодезии, топографии и астрономии для построения и сгущения опорной геодезической основы, а также для составления планов местности. По снимкам ИСЗ и звёздного неба, полученным с помощью спутниковых фотокамер, создаётся геодезическая основа на всю территорию земного шара (см. Космическая триангуляция ).
Ф. с. широко используется и в др. областях науки и техники для решения многих задач, например в географии для изучения ледников и процесса снегонакопления на лавиноопасных склонах; в лесоустройстве и сельском хозяйстве для определения лесотаксационных характеристик, изучения эрозии почв; в инженерно-строительном деле при изыскании, проектировании, строительстве и эксплуатации различных сооружений (рис. 3 ); в архитектуре для изучения особенностей сооружений, наблюдения за состоянием архитектурных ансамблей, отдельных зданий и памятников старины (рис. 4 , 5 ); в промышленности для контроля установки каркаса турбин и прокатных станов и определения состояния дымовых труб; в исследованиях рек, морей и океанов для картографирования их поверхности и дна, а также для изучения подводного мира; в космических исследованиях для изучения поверхности Земли, Луны и др. небесных тел с ИСЗ и космических кораблей.
Лит.: Лобанов А. Н., Фототопография, 3 изд., М., 1968; Рапасов П. Н., Составление карт масштаба 1: 2000 – 1: 25 000 методом комбинированной наземной и воздушной стереофотограмметрической съёмки, М., 1958; Киенко Ю. П., Аналитические методы определения координат в наземной стереофотограмметрии, М., 1972; Тюфлин Ю. С., Способы стереофотограмметрической обработки снимков, полученных с подвижного базиса, М., 1971: Итоги науки и техники. Геодезия и аэросъёмка, т. 10, М., 1975; Русинов М. М., Инженерная фотограмметрия, М., 1966; Сердюков В. М., Фотограмметрия в инженерно-строительном деле, М., 1970.
А. Н. Лобанов.
Рис. 4. Фронтальный план памятника Минину и Пожарскому (Москва, Красная площадь), составленный по фототеодолитным снимкам.
Рис. 2. к ст. Фототеодолитная съёмка.
Рис. 1. к ст. Фототеодолитная съёмка.
Рис. 3. План поверхности водного потока модели гидротехнического сооружения, составленный по снимкам, полученным спаренной фотокамерой. Горизонтали проведены через 1 мм .
Рис. 5. Фронтальный план Трапезной церкви Киево-Печерской лавры, составленный по фототеодолитным снимкам.
