Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ФИ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 10 (всего у книги 56 страниц)
Физико-технический институт
Фи'зико-техни'ческий институ'т имени А. Ф. Иоффе АН СССР (ФТИ), научно-исследовательское учреждение, в котором ведутся исследования в области физики и её технических применений. Создан в 1921 на базе Физико-технического отдела Рентгенологического и радиологического института, организованного в 1918; находится в Ленинграде. Основателем и первым директором ФТИ был академик А. Ф. Иоффе, в 1957 директором стал академик Б. П. Константинов, с 1967 институт возглавляет академик В. М. Тучкевич. С первых лет существования ФТИ стал школой сов. физиков; здесь начинали свою деятельность и работали многие годы известные учёные, в том числе академики А. П. Александров, Л. А. Арцимович, Л. И. Алиханов, Б. М. Вул, И. К. Кикоин, Ю. Б. Кобзарев, В. Н. Кондратьев, Б. П. Константинов, Г. В. Курдюмов, И. В. Курчатов, П. И. Лукирский, Н. Н. Семенов, Д. В. Скобельцын, Г. Н. Флёров, Ю. Б. Харитон, А. А. Чернышев и члены-корреспонденты АН СССР А. И. Алиханьян, А. Ф. Вальтер, П. П. Кобеко, Д. А. Рожанский, А. В. Степанов, Я. И. Френкель, А. И. Шальников. В настящее время (1976) в ФТИ работают академик С. Н. Журков, члены-корреспонденты АН СССР Ж. И. Алферов, Г. А. Гринберг, Б. П. Захарченя, Г. А. Смоленский. Традиционные направления работ ФТИ – физика твёрдого тела, физика полупроводников и ядерная физика. Сотрудниками института было выяснено влияние дефектов на прочностные свойства материалов, развито представление о микроскопической модели реальных кристаллов и конденсированного состояния вообще. С начала 30-х гг. проводятся систематические исследования по изучению свойств полупроводников, получению полупроводниковых материалов и разработке их технических применений; в это же время была построена теория выпрямления, изучены меднозакисные и селеновые выпрямители. В 40-х гг. получены первые в СССР плоскостные транзисторы. Разработанные в ФТИ тиристоры послужили основой для создания новой отрасли промышленности – силовой полупроводниковой электроники. Исследование гетеропереходов привело к построению на их основе гетеролазеров и др. приборов квантовой электроники . Работы в области ядерной физики были начаты в 1932 (создана электрокапиллярная теория деления тяжёлых ядер, открыты явления ядерной изомерии радиоактивных элементов и спонтанного распада ядер урана).
Наряду с традиционными в ФТИ успешно развиваются многие др. направления исследований: физика плазмы (диагностика плазмы, методы её нагрева и удержания), физическая газодинамика, астрофизика (физика Солнца, рентгеновская и гамма-астрономия, физика космических лучей), голография и оптоэлектроника, теоретическая и математическая физика, вычислительная техника, эмиссионная электроника и масс-спектроскопия.
На базе ФТИ создано более 10 научно-исследовательских институтов, в том числе институт химической физики АН СССР, Физико-технический институт АН УССР (Харьков), Ленинградский институт ядерной физики АН СССР, институт физики металлов АН СССР. Награжден орденом Ленина (1967).
Лит.: Физико-технический институт, Л., 1968; Френкель В. Я., Пятьдесят лет Физико-техническому институту им. А. Ф. Иоффе АН СССР, «Успехи физических наук», 1968, т. 96, в. 3.
В. Я. Френкель.
Физико-химическая механика
Фи'зико-хими'ческая меха'ника, раздел современной коллоидной химии , изучающий зависимость структурно-механических свойств дисперсных систем и материалов от физико-химических явлений на поверхностях раздела фаз (поверхностных явлений ). Ф.-х. м. возникла в 30–40-х гг. 20 в. и оформилась как самостоятельная научная дисциплина в 50-х гг. преимущественно благодаря работам сов. учёных, прежде всего П. А. Ребиндера . Ф.-х. м. тесно связана с др. областями коллоидной химии (учением о поверхностных явлениях и поверхностных силах, физико-химией адсорбции и поверхностно-активных веществ , исследованиями устойчивости дисперсных систем, молекулярно-кинетических, оптических, электрических свойств дисперсных систем), а также с молекулярной физикой , физикой и физико-химией реального твёрдого тела, физико-химией полимерных материалов, реологией , механохимией, с рядом разделов геологических и биологических наук.
Объекты изучения Ф.-х. м. – природные дисперсные системы (горные породы и почвы, ткани растений и животных), дисперсные системы в различных технологических процессах (порошки , пасты , суспензии , например промывочные растворы для бурения, эмульсии , смазочно-охлаждающие жидкости ) и разнообразные материалы, используемые в промышленности (инструментальные, конструкционные, строительные) и в быту. Ф.-х. м. рассматривает характерное для этих систем и материалов гетерогенное макро– или микронеоднородное строение, в котором проявляется универсальность дисперсного состояния вещества. Такие системы и материалы состоят из связанных между собой частиц (глобул, зёрен, волокон и др.), весьма разнообразных по размерам, но существенно превышающих размеры отдельных молекул и сохраняющих все основные физико-химические, в том числе механические, свойства данного вещества.
Ф.-х. м. различает следующие основные типы пространственных структур, образуемых частицами, в различных физико-химических условиях. Коагуляционные структуры, в которых взаимодействие частиц ограничивается их соприкосновением – непосредственным (например, в сыпучих структурах) или через остаточные слои дисперсионной среды (в суспензиях и пастах); при этом сила сцепления в контакте (прочность) не превосходит обычно 10-8 –10-7н (10-3 –10-2дин ). Для таких структур характерна механическая обратимость, обусловливающая, в частности, их тиксотропию . Структуры с фазовыми контактами, развитыми на площади, значительно превосходящей молекулярные размеры. Эти структуры, как правило, механически необратимы, прочность контактов в них 10-7 –10-6н (10-2 –10-1дин ) и выше. Фазовые контакты развиваются в различных неорганических и органических, кристаллических и аморфных дисперсных системах и материалах при спекании, прессовании, изотермической перегонке, а также при выделении новой, высокодисперсной фазы в пересыщенных растворах и расплавах, например в минеральных вяжущих и полимерных материалах; сплошные материалы, в частности металлы и сплавы, можно рассматривать как предельный случай полного срастания зёрен. Каждая структура характеризуется определённой дисперсностью: размером частиц и, следовательно, числом контактов на 1 см2 сечения, которое составляет, например, 102 –103 для порошков с частицами в десятые доли мм и достигает 1011 –1012 для таких высокодисперсных систем, как алюмосиликагели. Ф.-х. м. рассматривает механические (реологические) свойства – наиболее общие и важные характеристики всех дисперсных систем и материалов в зависимости от их структуры, обусловленной взаимодействием частиц; таковы вязкость, пластичность, тиксотропное поведение коагуляционных структур с определённой зависимостью сопротивления сдвигу от скорости течения, упруго-пластическое и упруго-хрупкое поведение твердообразных дисперсных систем и материалов (с фазовыми контактами), характеризующихся определённой прочностью, долговечностью, износостойкостью. Так, в простом случае глобулярной пористой монодисперсной структуры прочность может быть приблизительно равна произведению числа контактов между частицами (на 1 см2 и средней величины силы сцепления в отдельном контакте, изменяясь в зависимости от типа контактов и дисперсности в очень широких пределах (например, от 10 до 108 н/м2.
Вместе с тем Ф.-х. м. устанавливает определяющую роль физико-химических явлений на границах раздела фаз (смачивание, адгезия, адсорбция, изменение величины межфазного натяжения, образование особых граничных слоев) во всех процессах взаимодействия частиц и структурообразования. На этой основе Ф.-х. м. развивает свои ведущие представления о возможности и эффективности управления структурно-механическими свойствами дисперсных систем и материалов при оптимальном сочетании механических воздействий (например, вибрационных, импульсных) и физико-химических факторов, прежде всего состава среды и малых добавок поверхностно-активных веществ. Последние, концентрируясь на границах раздела (адсорбируясь на поверхности частиц), позволяют при правильном их выборе радикально изменять свойства данной границы в нужном направлении, обеспечивая хорошее сцепление частиц, либо, наоборот, ослабляя и преодолевая силы сцепления. Так, в лиофобных системах (стеклянные частицы в углеводородных средах, гидрофобизованные поверхности в полярных жидкостях и др.) свободная энергия достигает в коагуляционных контактах десятков эрг/см2, а в лиофильных системах (например, гидрофобизованные монослоями поверхностно-активных веществ полярные частицы в углеводородной среде) составляет сотые доли эрг/см2.
В соответствии с явлениями и процессами, рассматриваемыми Ф.-х. м., можно выделить следующие её основные направления: 1) изучение возникновения и разрушения всевозможных пространственных структур как взаимодействия частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды, включая и различные этапы получения материалов (в том числе композиционных) с заданный дисперсной структурой и совокупностью механических и физико-химических характеристик; 2) исследование физико-химического влияния среды и её поверхностно-активных компонентов на механические свойства разнообразных сплошных и пористых твёрдых тел и материалов (Ребиндера эффект ), выяснение условий использования эффекта Ребиндера для облегчения обработки материалов и предотвращения его возможного вредного влияния; 3) анализ закономерностей и механизма сцепления поверхностей твёрдых тел (контактных взаимодействий) в условиях граничного трения, износа, смазывающего действия, формирования покрытий и др.
Для Ф.-х. м. характерно всестороннее изучение структурно-реологических (особенно нелинейных) характеристик дисперсных систем при широком варьировании условий: напряжённого состояния, температуры, состава среды, пересыщений и др.; непосредственное экспериментальное изучение элементарных актов при контактных взаимодействиях; разнообразные механические испытания твёрдых тел и материалов в активных средах; использование математического моделирования и численных методов для описания реологических свойств дисперсных систем и для анализа молекулярного механизма влияния среды.
На основе общих принципов Ф.-х. м. разработаны методы диспергирования и управления свойствами дисперсных систем и различных материалов, широко используемые: 1) в гетерогенных химико-технологических процессах (например, при производстве бумаги, в текстильной и лакокрасочной промышленности, при получении теста и кондитерских масс, топливных композиций и др.); 2) при приготовлении всевозможных материалов, например керамики, катализаторов и сорбентов, разнообразных полимерных материалов, при затворении цементного раствора, подготовке асфальтобетонов, формовочных земель, составлении композиций в порошковой металлургии, закреплении грунтов. 3) для облегчения процессов помола, бурения твёрдых горных пород, измельчения руды перед обогащением, обработки резанием; и наоборот, для повышения стойкости и долговечности конструкционных и др. материалов в активных средах; 4) для оптимизации контактных взаимодействий, например при обработке металлов давлением, при эксплуатации узлов трения в машинах, механизмах и приборах.
Лит.: Ребиндер П. А., Физико-химическая механика, М., 1958; Лихтман В. И., Щукин Е. Д., Ребиндер П. А., Физико-химическая механика металлов, М., 1962; Физико-химическая механика дисперсных структур. Сб., М., 1966; Успехи коллоидной химии, М., 1973.
Е. Д. Щукин.
Физико-химический анализ
Фи'зико-хими'ческий ана'лиз, метод исследования физико-химических систем, посредством которого устанавливают характер взаимодействия компонентов системы на основе изучения соотношений между её физическими свойствами и составом. Основы Ф.-х. а. заложены в конце 19 в. Дж. Гиббсом , Д. И. Менделеевым , Я. Вант-Гоффом . Развитие этого метода обусловлено работами А. Ле Шателье , Г. Таммана , Х. Розебома и особенно Н. С. Курнакова и его школы. В Ф.-х. а. измеряют различные физические свойства систем, чаще всего температуры фазовых переходов (см. Термический анализ ) и др. тепловые свойства (теплопроводность, теплоёмкость, тепловое расширение), электрические (электрическая проводимость, диэлектрическая проницаемость), оптические (показатель преломления, вращение плоскости поляризации света), плотность, вязкость, твёрдость и др., а также зависимость скорости происходящих в системе превращений от её состава. Широко используют изучение исследуемых объектов посредством рентгеновского структурного анализа , микроскопической металлографии и др.
Основной приём Ф.-х. а. – построение диаграмм состав – свойство , диаграмм состояния (состав – температура, состав – давление и т.п.) и их геометрический анализ. Поскольку аналитические выражения, описывающие фазовые равновесия, очень громоздки и лишь приближённо определяют области существования фаз, геометрический анализ диаграмм является наиболее общим приёмом, позволяющим судить о составе и границах существования фаз системы, не прибегая к их выделению из смеси и обычному химическому анализу. Это делает Ф.-х. а. важным методом исследования систем из двух, трёх и многих компонентов – сплавов, минералов, растворов, карбидов, окислов, полупроводниковых и сверхпроводящих материалов, систем, образованных органическими соединениями, и др.
В основе Ф.-х. а. лежат фаз правило и впервые введённые Н. С. Курнаковым принципы непрерывности и соответствия. Согласно принципу непрерывности, при непрерывных изменениях параметров состояния свойства системы изменяются также непрерывно (при условии, что число её фаз остаётся постоянным); при изменении числа фаз некоторые свойства изменяются скачком (претерпевают разрыв непрерывности). Согласно принципу соответствия, каждой фазе или совокупности фаз системы соответствует определённый геометрический образ (точка, линия, поверхность, объём) на диаграмме состав – свойство. Так, началу кристаллизации фазы (или фаз) соответствуют кривые (или поверхности) ликвидуса , над которыми расположена область существования одной жидкой фазы (раствора или расплава); концу кристаллизации соответствуют линии (или поверхности) солидуса , ниже которых существуют лишь твёрдые фазы.
При непрерывном изменении состава системы её компоненты могут образовать химическое соединение. Если оно не диссоциировано и имеет постоянный состав (дальтонид), на диаграммах состав – свойство наблюдается сингулярная точка . Образованию химического соединения переменного состава (бертоллида, см. Дальтониды ибертоллиды ) соответствует пологий максимум на диаграммах состояния, в котором линии (или поверхности) ликвидуса и солидуса касаются; в этом случае на диаграмме состав – свойство сингулярная точка отсутствует.
Простейшие примеры применения Ф.-х. а. см. в ст. Двойные системы , Тройные системы .
Лит.: Курнаков Н. С., Введение в физико-химический анализ, 4 изд., М. – Л., 1940; егоже, Избранные труды, т. 1–3, М., 1960–63; Аносов В. Я., Погодин С. А., Основные начала физико-химического анализа, М. – Л., 1947; Исследования по теоретической и прикладной неорганической химии, М., 1971; Михеева В. И., Метод физико-химического анализа в неорганическом синтезе, М., 1975; Николаев А. В., Яковлев И. И., Клатратообразование и физико-химический анализ экстракционных систем, Новосиб., 1975.
С. А. Погодин.
Физиогномика
Физиогно'мика (греч. physiognomike или physiognomonike – наука о распознании природных задатков по физическим свойствам, от phýsis – природа, природные задатки и gnomonikós – сведущий, проницательный), в науке древности и некоторых позднейших эпох учение о необходимой связи между внешним обликом человека (и любого животного) и его характером . Ф. уходит корнями в традицию житейского опыта, с незапамятных времён откладывавшуюся в фольклоре, в преданиях разного рода знахарей, гадателей и т.п. Физиогномические наблюдения фиксировались в культурах Древнего Востока, получили в античную эпоху систематизированный вид, аналогичный структуре др. научных дисциплин того времени. Предметом классифицирующего описания становились пропорции лица и тела, характерные мины, жесты и позы, телесная конструкция и осанка. С Ф. были связаны античные теории о зависимости телесного и психического склада индивида и народа от климатических условий (Гиппократ), а также учение о темпераментах ; к ней близки разработанная учениками Аристотеля типология «нравственных характеров» (Теофраст), а также практика типизации в античной литературе (система масок-амплуа в новой аттической комедии , техника «словесного портрета» в античной риторике, историографии и биографии, и т.п.). Предпосылкой Ф. было характерное для античности представление, согласно которому каждый человек жестко детерминирован в самопроявлениях своим прирожденным «нравом»; по изречению Гераклита, нрав человека есть его «демон», т. е. его судьба (ср. аналогичные высказывания Эпихарма, Демокрита, Платона). Принадлежность человека к некоторому нравственному типу мыслилась данной столь же наглядно и выразительно и вместе с тем столь же овеществлённо и биологично, как и его физические приметы. Античная традиция Ф. оказала влияние на культуру Византии и зап.-европейского средневековья, в особенности же на араб. науки и евр. мистику (каббала ). К ней. возвращались некоторые зап.-европейские учёные 16–18 вв., например Дж. делла Порта («De humana Physiognomonia», 1586). Однако утверждение новых критериев научности в 17–18 вв. отбросило Ф. в область житейской эмпирии и художеств, интуиции. Попытка И. К. Лафатера («Физиогномические фрагменты», 1775–78) вернуть Ф. статус науки оказалась несостоятельной; не получили признания и аналогичные тенденции некоторых эпигонов нем. романтизма (Р. Каснер ; сюда же относятся графология и «характерология» Л. Клагеса ).
Лит.: Scriptores physiognomonici graeci et latini, rec. R. Foerster, v. 1–2, Lpz., 1893; Evans E. G., Physiognomies in the ancient world, Phil., 1969.
С. С. Аверинцев.
Физиократы
Физиокра'ты (франц. physiocrates, от греч. phýsis – природа и krátos – сила, власть, господство), представители одного из направлений классической буржуазной политической экономии , возникшего во Франции в середине 18 в. и явившегося реакцией на меркантилизм . Основатель направления – Ф. Кенэ , видные представители – А. Р. Тюрго , В. Мирабо , Г. Летрон, П. Мерсье де ла Ривьер , П. Дюпон де Немур Теории Ф. разрабатывались также в Италии, Великобритании, Германии, Швеции и других странах.
Направление Ф. сложилось в обстановке нарастающего кризиса феодальной системы, экономического упадка предреволюционной Франции. Подвергнув критике меркантилизм, Ф. считали, что внимание правительства должно быть обращено не на развитие торговли и накопление денег, а на создание изобилия «произведений земли», в чём, по их мнению, заключается подлинное благоденствие нации. Ф. перенесли исследование о происхождении прибавочной стоимости из сферы обращения в сферу производства и этим заложили основу для анализа капиталистического производства. Однако они ограничивали производство сферой земледелия. Ф. подобно У. Петти придерживались в политической экономии метода естественных наук. Признавая объективную реальность внешнего мира, Ф. представляли общество как естественное «физическое» явление, развитие которого происходит в соответствии с законами «естественного порядка». Ф. не поднялись до материализма и атеизма своих современников – французских просветителей 18 в. Законы «естественного порядка», установленные, по их мнению, богом, проявляются через «положительные законы», создаваемые верховной государственной властью.
Признавая объективность экономических категорий, Ф. неисторически подходили к капиталистическому строю, считали его естественным и вечным. Полагая, что прибавочная стоимость создаётся только в земледелии, единственной её формой признавали земельную ренту . Излишек произведённых потребительных стоимостей над использованными в процессе производства потребительными стоимостями Ф. называли «чистым продуктом» (доходом). Исходя из ошибочной натуралистической трактовки «чистого продукта», представлявшего собой по существу прибавочную стоимость, Ф. допускали двойственность в его анализе, то трактуя «чистый продукт» в феодальном. духе – выводя его из природы и отношения к земле, то толковали его как действительно экономическую категорию, высвобожденную из феодальной оболочки. Этим были обусловлены противоречия в системе Ф.: феодальный облик системы сочетался с её буржуазной сущностью.
Основываясь на правильном положении, что производителен только труд, создающий прибавочную стоимость, однако, считали единственно производительным земледельческий труд. Современное им общество они делили на три класса: производительный класс, представители которого создают «чистый продукт» (включает только работников земледелия); класс собственников – получателей земельной ренты (включает землевладельцев, государя и получателей десятины); «бесплодный» класс, в который входят граждане, занятые др. услугами и видами труда, кроме земледелия. Теория классов Ф. игнорирует пролетариат как самостоятельный действительно производительный класс.
Существенной заслугой Ф. было то, что они в пределах буржуазного кругозора дали анализ капитала . Ф. проанализировали вещественные составные части капитала, различая «ежегодные авансы», годичные затраты и «первичные авансы», представляющие собой фонд организации земледельческого хозяйства и затрачивавшиеся сразу на много лет вперёд. Такое деление капитала, правильно обусловленное способами, какими «авансы» входили в стоимость годового продукта, соответствует делению на основной и оборотный капитал, хотя обобщающие понятия последних отсутствуют у Ф. Деление на авансы Ф. допускали только для производительного капитала , которым считали лишь капитал, вложенный в земледелие. Капитал, вложенный в промышленность, Ф. ошибочно считали «бесплодным», не создающим «чистый продукт». Деньги Ф. не причисляли ни к одному из видов авансов. Для них не существовало понятие денежного капитала. Ф. утверждали, что деньги сами по себе «бесплодны», и признавали лишь одну функцию денег – как средства обращения. Накопление денег считали вредным, поскольку оно изымает деньги из обращения и лишает их единственной полезной функции – служить обмену товаров. Главная заслуга Ф., в частности Кенэ, заключается в том, что они впервые предприняли попытку провести анализ общественного воспроизводства (см. подробнее в ст. «Экономическая таблица» Кенэ ).
Несмотря на классовую и историческую ограниченность своих взглядов, Ф. сделали важные выводы об особенностях капиталистического способа производства. Критикой современных им порядков Ф. доказывали экономическую несостоятельность изжившей себя феодальной системы хозяйства и тем самым объективно участвовали вместе с передовыми мыслителями той эпохи в идеологической подготовке буржуазной революции во Франции, осуществившей большую часть их программы.
Лит.: Маркс К., Капитал, т. 2, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч. 2 изд., т. 24: его же, Теории прибавочной стоимости (IV том «Капитала»), ч. 1, там же, т. 26, ч. 1; Кенэ Ф., Избр. экономические произведения, [пер. с франц.], М., 1960; Тюрго А, Р., Избр. экономические произведения, [пер. с франц.], М., 1961; Аникин А. В., Юность науки, [2 изд.], М., 1975.
Т. Г. Семенкова.
