БСЭ. Полюсы географические - Поляриметр
Начало Вверх

ПОЛЮСЫ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ (Северный и Южный).

Общие сведения. П. г.- точки пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью; в П. г. сходятся земные меридианы. Северный полюс располагается в Сев. полушарии, в центр. части Сев. Ледовитого океана. Южный полюс находится в Юж. полушарии, на материке Антарктида. На П. г. нет геогр. долготы, нет обычных сторон горизонта. П. г.- точки поверхности Земли, к-рые не участвуют в её суточном вращении. Взаимное положение оси вращения Земли к плоскости её орбиты таково, что вблизи П. г. Солнце не поднимается выше 23½°, в связи с чем климат в р-не П. г. отличается суровостью; низкие темп-ры сопровождаются сильными ветрами и метелями. См. также Арктика и Антарктида.

История достижения географических полюсов. Попытки достичь Северного полюса неразрывно связаны с историей изучения и освоения Арктики. Во 2-й половине 19 в. к достижению Северного полюса стремились англичанин Г. Гудзон в 1607 (80°23' с. ш.), рус. мореплаватель В. Я. Чичагов в 1766 (80°30' с. ш.), англичане К. Фипс в 1773 (80°48' с. ш.) и У. Парри в 1827 (82°45' с. ш.), американец Дж. Локвуд в 1882 (83°24' с. ш.) и др. В 1895 норвежский полярный путешественник Ф. Нансен в сопровождении Ф. Иогансена на лыжах и с собачьими упряжками прошёл с дрейфовавшего во льдах Арктического басе, судна "Фрам" до 86°14' с. ш. Весной 1900 итальянец У. Каньи, также пользовавшийся собачьими упряжками, достиг 86°34' с. ш. В сент. 1909 американец Ф. Кук объявил, что он достиг р-на Сев. полюса (примерно 88° с. ш.) 21 апреля 1908, но не представил никаких доказательств. Принято считать поэтому, что первым достиг Сев. полюса (89°55' с. ш., по оптимальным расчётам амер. экспертов) 6 апр. 1909 на собачьих упряжках американец Р. Пири.

Совершенно новые возможности в достижении Сев. полюса открылись с развитием воздухоплавания и авиации. Первая попытка проникнуть в р-н Сев. полюса на возд. шаре принадлежит шведу С. Андре (июль 1897). Она окончилась трагично. В 1926 над Сев. полюсом пролетели без посадки самолёт под управлением Р. Бэрда (США) и дирижабль "Норвегия" под рук. Р. Амундсена (Норвегия), в 1928 - дирижабль "Италия" под рук. У. Нобиле (Италия). Все эти полёты носили рекогносцировочный характер. Начало нового периода исследования Арктического басе, и р-на Сев. полюса было положено весной 1937, когда сов. высокоширотная возд. экспедиция под рук. О. Ю. Шмидта на 4 тяжёлых трансп. самолётах впервые в истории совершила посадку на дрейфующие льды в р-не Сев. полюса и основала дрейфующую станцию "Северный полюс" ("СП-1") в составе И. Д. Папанина, Э. Т. Кренкеля, Е. К. Фёдорова и П. П. Ширшова. В том же году были осуществлены беспосадочные перелёты Москва - США через Сев. полюс экипажей в составе В. П. Чкалова, Г. Ф. Байдукова, А. В. Белякова, а затем М. М. Громова, А. Б. Юмашева, С. А. Данилина. С 1945 советские и американские самолёты для изучения льдов неоднократно летали на Сев. полюс и совершали посадки на дрейфующие льды.

В 1958 впервые под льдами Сев. полюса прошли амер. подводные атомные лодки "Наутилус" (следовавшая из Берингова прол. в Гренландское м.) и "Скат" (прошла из Гренландского м. до Сев. полюса и вернулась обратно). В 1962 сов. атомная подводная лодка "Ленинский комсомол" совершила поход к Северному полюсу, в 1963 - вторая советская атомная подводная лодка, экипаж которой высадился на лед и водрузил там Гос. флаг СССР и флаг ВМС СССР.

В 1968 американо-канадская экспедиция в составе 6 человек во главе с Р. Плейстедом на малогабаритных моторных санях от Канадского Арктич. архипелага за 44 дня достигла Сев. полюса. В 1968-1969 четверо англичан во главе с У. Хербертом пересекли на собачьих упряжках Арктич. бассейн от Аляски (мыс Барроу) до Шпицбергена через Сев. полюс (были там 5 апреля 1969).

Первая попытка достичь Южного полюса была предпринята англичанином Р. Скоттом (совм. с Э. Шеклтоном и Э. Уилсоном) в 1902; в 1907-09 вторую попытку сделал англ, исследователь Э. Шеклтон (88°23' ю. ш.), но вернулся из-за недостатка продовольствия. Впервые Юж. полюса удалось достичь 14 дек. 1911 норв. экспедиции под рук. Р. Амундсена, к-рая на месяц опередила англ. экспедицию Р. Скотта (18 янв. 1912). В 30-х гг. в связи с развитием авиации начался новый период в исследовании Антарктиды. 29 ноября 1929 амер. адмирал Р. Бэрд первым достиг на самолёте Юж. полюса; второй полёт был осуществлён им же в 1947. В период Междунар. геофизич. года (1957-58) США организовали науч. базу на Юж. полюсе. В одном из разведочных полётов 8 янв. 1956 здесь впервые приземлился амер. самолёт, а в янв. 1957 была открыта науч. станция Амундсен - Скотт.

В нояб. 1957 начался трансконтинентальный поход англо-новозеландской экспедиции по маршруту ст. Шеклтон -Юж. полюс - ст. Скотт. Вспомогат. партия во главе с новозеландцем Э. Хиллари 4 янв. 1958 на тягачах достигла Юж. полюса со стороны моря Росса. 20 янв. 1958 через Юж. полюс прошёл осн. отряд под рук. англичанина В. Фукса. Переход длился 99 сут.

Для изучения рельефа Вост. Антарктиды в окт. 1958 был совершён трансконтинентальный полёт (на самолёте ИЛ-12) сов. лётчика В. М. Перова по маршруту ст. Мирный - ст. Советская - Юж. полюс - ст. Мак-Мердо.

26 дек. 1959 Юж. полюса достигли сов. исследователи - участники санно-тракторного похода (руководитель похода нач. 4-й Антарктич. экспедиции А. Г. Дралкин) по маршруту ст. Комсомольская - ст. Восток - Юж. полюс. В 1961 амер. учёные осуществили внутриконтинентальный поход (под рук. А. Крэри) на вездеходах по маршруту ст. Мак-Мердо - Юж. полюс.

Лит.: Визе В. Ю., Моря Советской Арктики. Очерки по истории исследования, [3 изд.], М.-Л., 1948; Зубов Н. Н., В центре Арктики. Очерки по истории исследования и физической географии Центральной Арктики, М.- Л., 1948; Лактионов А. Ф., Северный полюс, [3 изд.], М., 1960; Мотрохов А. Н., Советские подводники на Северном полюсе, "Морской сборник", 1964, № 2; Вокруг света под водой, пер. с англ., М., 1965; Магидович И. П., Очерки по истории географичееких открытий, М., 1967; Херберт У., Пешком через Ледовитый океан, пер. с англ., М., 1972; Пири Р. Э., Северный полюс, пер. с англ., М., 1972; Папанин И. Д., Жизнь на льдине. Дневник, М., 1972; Райт Т., Большой гвоздь, пер. с англ., Л., 1973; Берд Р. Э., Над Южным полюсом, пер. с англ., Л., 1935; Амундсен Р., Южный полюс. Плавание "Фрама" в Антарктике. 1910 - 12, Собр. соч., пер. с норв., т. 2, Л., 1937; Скотт Р. Ф., Последняя экспедиция Р. Скотта, М., 1955; Борхгревин к К. Э., У Южного полюса, пер. с норв., М., 1958; Трешников А. Ф., История открытия и исследования Антарктиды, М., 1963; Fuchs V. Е., Нillary Ed., The crossing of Antarctica, L., 1958.

Н. Г. Дубровская.

Движение географических полюсов.

Мгновенная ось вращения Земли не сохраняет в теле Земли неизменного направления, вследствие чего происходит перемещение П. г. по земной поверхности; это явление наз. движением полюсов Земли. Сведения о движении полюсов имеют важное значение в астрономии и геодезии, т. к. оно вызывает непрерывные изменения координат точек поверхности Земли и азимутов земных предметов, что сказывается на результатах астрономич. и геодезич. измерений. Для получения этих сведений в 1899 была создана Междунар. служба широты, переименованная в 1961 в Междунар. службу движения полюсов Земли (см. Служба движения полюса международная). В её состав входят 5 станций, ведущих наблюдения изменений широт, и Центр. бюро, к-рое на основе этих наблюдений вычисляет координаты П. г. Станции расположены на одной географич. параллели 39° 8' с. ш. и снабжены однотипными инструментами. В число их входят станции: Мидзусава (Япония), Китаб (СССР), Карлофорте (Италия), Гейтерсберг (США), Юкайа (США). В СССР наблюдения для службы движения полюсов Земли ведутся также в Пулкове, Москве, Полтаве, Казани, Горьком, Иркутске, Благовещенске.

Движение полюсов Земли изучается относительно т. н. условного междунар. начала координат Сев. полюса Земли (ему соответствует "условный" экватор), положение к-рого установлено решением 13-й Генеральной ассамблеи Междунар. астрономич. союза в 1967. В этой точке (О, рис. 1) проводится плоскость К, касательная к поверхности земного сфероида. По результатам астрономич. наблюдений широты ф на станциях определяется плоскость мгновенного экватора Земли. Перпендикуляр СР к этой плоскости практически совпадает с мгновенной осью вращения Земли, а точка Р, в к-рой он пересекает плоскость К, - с мгновенным полюсом Земли. В плоскости К вводят координатную систему: ось ОХ проводят в направлении меридиана Гринвича, ОУ - под углом 90° к 3. от него. Координаты точки Р в этой системе наз. координатами мгновенного полюса Земли. Они связаны с широтой пункта наблюдений формулой, предложенной в 1893 С. К. Костинским:
2018-1.jpg

Данные о движении П. г. показывают, что полюс Р движется по поверхности Земли в направлении её суточного вращения вокруг полюса инерции l, в к-рой наименьшая ось эллипсоида инерции Земли пересекает плоскость К и при этом описывает неправильную спиралевидную кривую - полодию (рис. 2), витки к-рой постепенно смещаются относительно условного междунар. начала О в сторону Гренландии. Полодия Южного полюса имеет такую же форму, как и Северного.

Рие. 2. Движение Северного полюса Земли с 1968 по 1972. Положения полюса отмечены через десятую часть года. Координатная сетка проведена через 0,1 (315 см).

Периодич. составляющая движения П. г. слагается из двух частей: движения по кривой, близкой к окружности, с периодом 1,2 года, к-рое наз. свободным движением П. г. или свободной нутацией, и годового движения. Амплитуда свободного движения П. г. значительно меняется, приближаясь в максимуме к 0,3" (напр., в 1910, 1955, 1965) и уменьшаясь почти до нуля в минимуме (в 1927, 1935, 1961, 1968). Годовое движение П. г. происходит по эллипсу, полуоси к-рого, по определению А. Я. Орлова, равны 0,088" и 0,075" (1" соответствует примерно 31 м на поверхности Земли). В теории движения П. г. рассматривались различные модели Земли. Считая её абсолютно твёрдым телом, Л. Эйлер вывел (опубл. 1790) формулу, связывающую период свободного движения П. г. со значениями главных моментов инерции Земли, из к-рой следовало, что этот период должен равняться 305 сут (период Эйлера). Но в действительности, как установил из анализа наблюдений амер. астроном С. Чендлер (1892), он значительно больше и близок к 433 сут (период Чендлера). Расхождение между периодами Эйлера и Чендлера С. Нъюком объяснил влиянием упругих деформаций Земли и перемещений воды в океане, к-рые происходят под действием изменений центробежной силы, обусловленной движением П. г. Так была установлена зависимость периода свободного движения П. г. от механич. свойств Земли, а вместе с тем и возможность применения данных о движении П. г. к изучению внутр. строения Земли. В частности, они использовались при проверке выводов теории вращения Земли с жидким ядром, к-рой занимались Ф. А. Слудский, А. Пуанкаре, X. Джефрис, М. С. Молоденский и др. Согласно этой теории, кроме уже упомянутых составляющих движения П. г., может происходить движение с периодом, близким к суткам (по расчётам Молоденского он равен 23h 56m 54s звёздного времени). Подтверждение существования такого движения было получено Н. А. Поповым из наблюдений двух зенитных звёзд в Полтаве.

Годовое движение П. г. вызывается сезонным перераспределением масс на поверхности Земли, гл. обр. масс воздуха, вследствие чего меняются центробежные моменты инерции. X. Джефрис выяснил, что нарушение правильного годового хода этого процесса может возбуждать и поддерживать свободное движение П. г.; напротив, вязкость Земли вызывает затухания движения полюсов. При такой трактовке явления оказалось возможным применять к анализу движения П. г. аппарат теории случайных функций.

Для каждого витка полодии можно найти центр - средний полюс эпохи наблюдений, к-рый, как показывает теория, у любой модели Земли всегда должен находиться вблизи полюса инерции l. А. Я. Орлов разработал метод вычислений, позволяющий находить координаты мгновенного полюса относительно среднего полюса эпохи наблюдений непосредственно по результатам определений изменения широт. Выдвинута гипотеза о значит. перемещениях П. г. в геологич. прошлом. Делаются попытки проследить движение полюсов Земли вплоть до докембрия по данным об остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм).

Лит.: Орлов А. Я., Служба широты. Избр. труды, т. 1, К., 1961; Куликов К. А., Изменяемость широт и долгот, М., 1962; Манк У., Макдональд Г., Вращение Земли, пер. с англ., М., 1964.

Е. П. Фёдоров.

ПОЛЮСЫ ГЕОМАГНИТНЫЕ, точки пересечения магнитной оси Земли с её поверхностью. В первом приближении магнитное поле Земли описывается как поле однородно намагниченного шара (диполя), магнитная ось к-рого составляет угол ок. 11,5° с осью вращения Земли. В этом приближении П. г.- полюсы однородно намагниченного земного шара. В П. г. сходятся все геомагнитные меридианы. Местоположение П. г. определяется по данным о компонентах основного (главного) магнитного поля Земли (см. Земной магнетизм). Координаты П. г. на 1970 (по уточнённым данным): Сев. полушарие ф = 78° 31' с. ш., X = 70° 01' з. д.; Юж. полушарие ф = 78° 31' ю. ш., X = 109° 59' в. д.

ПОЛЮСЫ И ПОЛЯРЫ. Полярой точки Р относительно линии 2-го порядка L наз. множество точек Q таких, что точки Р, Q и точки пересечения прямой РQ с линией L образуют гармоническую четвёрку (см. Гармоническое расположение). Поляра является прямой линией. Точка Р по отношению к своей поляре наз. полюсом. Аналогично определяются полюсы и полярные плоскости относительно поверхности 2-го порядка. П. и п. удовлетворяют принципу взаимности, т. е., если поляра точки Р проходит через точку Q, то поляра точки Q проходит через точку Р. Если линия L является невырожденной, то относительно этой линии любая прямая имеет определённый полюс и любому полюсу соответствует определённая поляра. Т. о. устанавливается взаимно однозначное соответствие между точками и прямыми (являющееся частным случаем коррелятивного преобразования). П. и п. применяются в проективной геометрии при классификации линий и поверхностей 2-го порядка.

Лит. см. при ст. Проективная геометрия.

ПОЛЮСЫ МАГНИТНЫЕ ЗЕМЛИ, точки на поверхности Земли, в к-рых вектор индукции магнитного поля Земли направлен вертикально: вниз на Сев. полюсе и вверх на Южном (в р-не нек-рых очень сильных магнитных аномалий, напр. Курской, Восточно-Сибирской, наблюдаются локальные магнитные полюсы). П. м. З. находятся вблизи географич. полюсов Земли. В П. м. З. сходятся все изогоны и меридианы магнитные. Со временем координаты и знак полярности П. м. З. меняются (см. Земной магнетизм). Координаты П. м. 3. на 1970 (по уточнённым данным): Сев. полушарие ф = = 75,0 ± 0,5° с.ш., X = 99,0 ± 1,0° з.д.; Юж. полушарие ф = 66,5 ± 0,5° ю.ш., X = 140,0 ± 1,0° в.д.

Полярность магнитного поля Земли в текущую эпоху такова, что в Сев. полушарии находится южный (отрицательный) магнитный полюс, в Юж. полушарии - северный (положительный, см. Палеомагнетизм), однако общепринято П. м. З. называть в соответствии с полушарием, в к-ром каждый из полюсов находится.

Лит.: Яновский Б. М., Земной магнетизм, ч. 1-2, Л., 1963 - 64; Медведев Н. Д., К вопросу современного положения магнитной оси Земли, "Бюллетень Советской Антарктической экспедиции", 1972, № 84, с. 89.

ПОЛЮСЫ МИРА (Северный и Южный), две точки небесной сферы, в к-рых её пересекает ось мира, т. е. прямая, параллельная оси вращения Земли и проходящая через центр сферы. Не участвуя в суточном вращении небесной сферы, П. м., вследствие прецессии, медленно перемещаются относительно звёзд по окружностям радиусом ок. 23½° с центром в полюсе эклиптики, совершая полный оборот за 26 тыс. лет. Двигаясь вдоль этой окружности, П. м. совершают мелкие колебат. движения с амплитудой ок. 9" и периодом в 18,6 года вследствие нутации. В 1975 Северный П. м. находится на угловом расстоянии 51' от звезды а Малой Медведицы, называемой вследствие этого Полярной. Через 5500 лет он приблизится к звезде а Цефея.

ПОЛЯ НАПРЯЖЁННОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ, прибор для измерения напряжённости электрич. (реже магнитной) составляющей поля или плотности потока энергии электромагнитного излучения, создаваемого источниками синусоидальных и модулированных колебаний, в т. ч. радиопомех. Различают П. н. и. для измерения слабых и сильных полей. Первые применяют при исследовании распространения радиоволн, для определения качества экранирования источников излучения, измерения диаграмм направленности антенн, обнаружения и измерения побочных излучений передающих устройств, а также при поиске источников радиопомех и измерении интенсивности их излучения. Осн. назначение П. н. и. второго типа - измерение плотности потока энергии СВЧ излучения для определения, находится ли она в пределах, допускаемых медикобиологич. нормами безопасности для обслуживающего персонала.

П. н. и. состоит из антенны, обычно широкополосной (штыревой, дипольной или ферритовой, а в диапазоне СВЧ -рупорной), калиброванной по значению действующей высоты либо по площади эффективной поверхности, и устройства, измеряющего напряжение или мощность принятых колебаний. В П. н. и. для слабых полей такими устройствами являются частотно-избирательные супергетеродинные радиоприёмники, работающие обычно в диапазоне частот 0,015-1000 Мгц и выше; их чувствительность 0,5-10 мкв, суммарная погрешность измерения 2-4 дб. Результат измерения отсчитывают по стрелочному прибору на выходе радиоприёмника; для индикации радиопомех часто пользуются головными телефонами. Средние и сильные сигналы (от 0,1 мквт до 10 мвт) в диапазоне частот 0,1-40 Ггц измеряют термисторными или тер-моэлектрич. мощности измерителями, суммарная погрешность измерений такими П. н. и. 20-30%.

Лит.: Валитов Р. А., Сретенский В. Н., Радиотехнические измерения, М., 1970; Измерители радиопомех. Сб., под ред. И. А. Фастовского, М., 1973.

Е. Г. Билык.

ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ, участки земли, подготовленные для естеств. биологической очистки сточных вод и выращивания с.-х. растений. Различают П. о. коммунальные - выполняют в основном сан. функции, устройством почти не отличаются от полей фильтрации, в СССР организуются на землях, находящихся в ведении коммунальных органов; П. о. земледельческие (сезонные - действуют летом, и круглогодовые) - устраиваются для выращивания с.-х. культур, потребляющих пи-тат. вещества, содержащиеся в сточных водах, на землях колхозов и совхозов.

Использование сточных вод в с. х-ве известно с древнейших времён (Рим, Афины, Вавилон и др.). В Германии (Бунцлау) П. о. существовали с 1559, в Великобритании (Эдинбург) с 1709, во Франции (Париж) с 1868; в России -с 1887 в Одессе, с 1895 в Киеве, с 1898 в Москве. В СССР орошение сточными водами в с. х-ве применяется с 1922, в 1931 под Москвой организован совхоз "Люберецкие поля орошения". Земледельческие П. о. существуют под Киевом (Бортнические), в Ухтомском р-не Моск. обл., в Кустанайской обл. (г. Рудный) и др. местах. В 1973 площадь их в СССР - более 60 тыс. га. Орошение с.-х. культур сточными водами распространено во мн. странах.

На П. о. возделывают в основном кормовые растения - кукурузу на силос, корнеплоды (урожаи их достигают 1000 ц с 1 га), многолетние травы. П. о. устраивают на почвах (грунтах) разного механич. состава, желательно на лёгких песчаных и супесчаных. Оросительная сеть состоит из трубопроводов, отстойников, насосной станции, регулирующих ёмкостей и каналов, поливной сети. Суточные нормы нагрузки (зависят от потребности растений во влаге и питат. веществах) - 15-20 м3/га на лёгких почвах и 5-7 м3/га на тяжёлых. Оросительные нормы и поливные нормы на П. о. устанавливают, исходя из потребностей с.-х. культуры во влаге. Осн. способ полива - самотёчный по бороздам или полосам, зимой - затопление (см. Полив поверхностный). На П. о. используют также жидкий навоз, получаемый на животноводч. фермах, при применении гидросмыва. Устройство П. о. тесно связано с проектированием и стр-вом канализации, что позволяет комплексно решать вопросы благоустройства городов и сельских населённых мест.

Лит.: Орлов В. П., Земледельческие поля орошения, 3 изд., М., 1961; Использование сточных вод в орошении, М., 1964; Шульц М., Круглогодовое орошение сточными водами, М., 1965; Львович А. И., Практика проектирования земледельческих полей орошения, М., 1968.

В. М. Новиков.

ПОЛЯ ПОГРЕБАЛЬНЫХ УРН, см. Полей погребений культуры.

ПОЛЯ ТЕОРИЯ, математическая теория, изучающая свойства скалярных, векторных (в общем случае - тензорных) полей, т. е. областей пространства (или плоскости), каждой точке М к-рых поставлено в соответствие число и(М) (напр., темп-pa, давление, плотность, магнитная проницаемость) или вектор а(М) (напр., скорость частицы текущей жидкости, напряжённость силового поля, в частности электрического или магнитного поля) или тензор (напр., напряжение в точке упругого тела, проводимость в анизотропном теле). Осн. аппаратом П. т. является векторный и тензорный анализ (см. Векторное исчисление, Тензорное исчисление).

Многие понятия дифференциального и интегрального исчисления функций нескольких переменных переносятся в П. т. Среди них важное значение для описания скалярных полей имеет производная по направлению максимального изменения скалярного поля - т. н. градиент - вектор, инвариантный относительно выбора системы координат. Изменения векторного поля в 1-м приближении характеризуются двумя величинами: скаляром, наз. дивергенцией (или расхождением) поля, к-рый характеризует изменение интенсивности (плотности) поля, и вектором, наз. вихрем (или ротором) поля, к-рый представляет собой векторную характеристику "вращательной составляющей" векторного поля (его "скручивание"). Операцию перехода от скалярного поля к его градиенту и операцию перехода от векторного поля к его дивергенции часто обозначают Гамильтона оператором. Градиент скалярного поля, дивергенция и вихрь векторного поля обычно наз. основными дифференциальными операциями П. т. К ним иногда относят операцию последовательного выполнения градиента и дивергенции, к-рая обозначается Лапласа оператором. При применении осн. дифференциальных операций к полям с определёнными видами симметрии (сферич., цилиндрич. и др.) используют спец. виды криволинейных координат (полярные, цилиндрич. и др.), что упрощает вычисления.

В П. т. используется ряд интегральных соотношений и понятий, связывающих дифференцирование и интегрирование при изучении частей (или в целом) полей. Так, потоком векторного поля через поверхность наз. интеграл по поверхности от скалярного произведения вектора поля на единичный вектор нормали к поверхности. Поток векторного поля связывается с дивергенцией при помощи Остроградского формулы: поток векторного поля через поверхность равен интегралу от дивергенции по объёму, ограниченному этой поверхностью. Др. важной характеристикой векторных полей является циркуляция векторного поля по замкнутому контуру - интеграл по контуру от скалярного произведения векторного поля на единичный вектор касательной к контуру. Циркуляция вектора по замкнутому контуру равна интегралу от вихря поля по любой поверхности, ограниченной данным контуром (Стокса формула). По вихрю и дивергенции различают потенциальные поля (rot а = 0), соленоидальные (div а = 0) и лапласовы (Дф = 0).

Лит. см. при статьях Векторное исчисление, Тензорное исчисление.

А. Б. Иванов.

ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ, особая форма материи; физ. система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Примерами П. ф. могут служить электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие различным частицам.

Впервые (30-е гг. 19 в.) понятие поля (электрического и магнитного) было введено М. Фарадеем. Концепция поля была принята им как альтернатива теории дальнодействия, т. е. взаимодействия частиц на расстоянии без к.-л. промежуточного агента (так интерпретировалось, напр., электростатич. взаимодействие заряженных частиц по закону Кулона или гравитац. взаимодействие тел по закону всемирного тяготения Ньютона). Концепция поля явилась возрождением теории близкодействия, основоположником к-рой был Р. Декарт (1-я пол. 17 в.). В 60-х гг. 19 в. Дж. К. Максвелл развил идею Фарадея об электромагнитном поле и сформулировал математически его законы (см. Максвелла уравнения).

Согласно концепции поля, частицы, участвующие в к.-л. взаимодействии (напр., электромагнитном или гравитационном), создают в каждой точке окружающего их пространства особое состояние - поле сил, проявляющееся в силовом воздействии на др. частицы, помещаемые в к.-л. точку этого пространства. Первоначально выдвигалась механистич. интерпретация поля как упругих напряжений гипотетич. среды - "эфира". Однако наделение "эфира" свойствами упругой среды оказалось в резком противоречии с результатами проведённых позднее опытов. С точки зрения совр. представлений, такая механистич. интерпретация поля вообще бессмысленна, поскольку сами упругие свойства макро-скопич. тел полностью объясняются электромагнитными взаимодействиями частиц, из к-рых состоят эти тела. Теория относительности, отвергнув концепцию "эфира" как особой упругой среды, вместе с тем придала фундаментальный смысл понятию П. ф. как первичной физ. реальности. Действительно, согласно теории относительности, скорость распространения любого взаимодействия не может превышать скорости света в вакууме. Поэтому в системе взаимодействующих частиц сила, действующая в данный момент времени на к.-л. частицу системы, не определяется расположением др. частиц в этот же момент времени, т. е. изменение положения одной частицы сказывается на др. частице не сразу, а через определённый промежуток времени. Т. о., взаимодействие частиц, относительная скорость к-рых сравнима со скоростью света, можно описывать только через создаваемые ими поля. Изменение состояния (или положения) одной из частиц приводит к изменению создаваемого ею поля, к-рое отражается на др. частице лишь через конечный промежуток времени, необходимый для распространения этого изменения до частицы.

П. ф. не только осуществляют взаимодействие между частицами; могут существовать и проявляться свободные П. ф. независимо от создавших их частиц (напр., электромагнитные волны). Поэтому ясно, что П. ф. следует рассматривать как особую форму материи.

Каждому типу взаимодействий в природе отвечают определённые П. ф. Описание П. ф. в классической (не квантовой) теории поля производится с помощью одной или нескольких (непрерывных) функций поля, зависящих от координаты точки (х, у, z), в к-рой рассматривается поле, и от времени (t). Так, электромагнитное поле может быть полностью описано с помощью четырёх функций: скалярного потенциала ф(х, у, z, t) и вектор-потенциала А(х, у, z, t), к-рые вместе составляют единый четырёхмерный вектор в пространстве-времени. Напряжённости электрич. и магнитного полей выражаются через производные этих функций. В общем случае число независимых полевых функций определяется числом внутр. степеней свободы частиц, соответствующих данному полю (см. ниже), напр. их спином, изотопическим спином и т. д. Исходя из общих принципов - требований релятивистской инвариантности и нек-рых более частных предположений (напр., для электромагнитного поля -суперпозиции принципа и т. н. градиентной инвариантности), можно из функций поля составить выражение для действия и с помощью наименьшего действия принципа (см. также Вариационные принципы механики) получить дифференциальные уравнения, определяющие поле. Значения функций поля в каждой отдельной точке можно рассматривать как обобщенные координаты П. ф. Следовательно, П. ф. представляется как физ. система с бесконечным числом степеней свободы. По общим правилам механики можно получить выражение для обобщённых импульсов П. ф. и найти плотности энергии, импульса и момента количества движения поля.

Опыт показал (сначала для электромагнитного поля), что энергия и импульс поля изменяются дискретным образом, т. е. П. ф. можно поставить в соответствие определённые частицы (напр., электромагнитному полю - фотоны, гравитационному - гравитоны). Это означает, что описание П. ф. с помощью полевых функций является лишь приближением, имеющим определённую область применимости. Чтобы учесть дискретные свойства П. ф. (т. е. построить квантовую теорию пол я), необходимо считать обобщённые координаты и импульсы П. ф. не числами, а операторами, для к-рых выполняются определённые перестановочные соотношения. (Аналогично осуществляется переход от классической механики к квантовой механике).

В квантовой механике доказывается, что систему взаимодействующих частиц можно описать с помощью нек-рого квантового поля (см. Квантование вторичное). Т. о., не только каждому П. ф. соответствуют определённые частицы, но и, наоборот, всем известным частицам соответствуют квантованные поля. Этот факт является одним из проявлений корпускулярно-волнового дуализма материи. Квантованные поля описывают уничтожение (или рождение) частиц и одновременно рождение (уничтожение) античастиц. Таким полем является, напр., эдектрон-позитронное поле в квантовой электродинамике.

Вид перестановочных соотношений для операторов поля зависит от сорта частиц, соответствующих данному полю. Как показал В. Паули (1940), для частиц с целым спином операторы поля коммутируют и указанные частицы подчиняются Базе-Эйнштейна статистике, в то время как для частиц с полуцелым спином они антикоммутируют и соответствующие частицы подчиняются Ферми - Дирака статистике. Если частицы подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна (напр., фотоны и гравитоны), то в одном и том же квантовом состоянии может находиться много (в пределе - бесконечно много) частиц. В указанном пределе средние величины квантованных полей переходят в обычные классич. поля (напр., в классические электромагнитное и гравитационное поля, описываемые непрерывными функциями координат и времени). Для полей, отвечающих частицам с полуцелым спином, не существует соответствующих классич. полей.

Совр. теория элементарных частиц строится как теория взаимодействующих квантовых П. ф. (электрон-позитронного, фотонного, мезонного и др.).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В., Введение в теорию квантованных полей, 2 изд., М., 1974.

С. С. Герштейн.

ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ, участки земли, приспособленные для естественной биологической очистки сточных вод путём фильтрации их через почвенные горизонты. Устраивают на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с хорошими фильтрац. свойствами. Состоят из участков (карт) с почти горизонтальной поверхностью площадью 0,5-2 га, ограждённых валами вые. 0,8-1 м. Сточные воды, очищенные от механич. примесей, жира, яиц гельминтов и пр., подаются в карту слоем 20-30 см (зимой намораживают до 75 см) по открытым каналам через водовыпуски и просачиваются через почву. Вода по дренам поступает в коллектор и сбрасывается в реку. После впитывания сточной жидкости поверхность карты перепахивают и снова заполняют. Допустимая норма суточной нагрузки П. ф. 3/га): для песка 70-125, супеси 50-100, суглинка 40-70. Для очистки небольших количеств сточных вод устраивают подземные П. ф. (сточная жидкость поступает в почву через дрены). На П. ф., в отличие от полей орошения, с.-х. культуры не выращивают.

В. М. Новиков.

ПОЛЯКИ, нация, осн. население Польской Народной Республики. Числ. 32,8 млн. чел., или ок. 98% всех жителей страны (1973, оценка). Ок. 10 млн. П. живут в странах Америки (США, Канада, Бразилия, Аргентина), Европы (Франция, Великобритания, ФРГ, Бельгия, Чехословакия и др.), а также в СССР -1167,5 тыс. чел. (1970, перепись). Говорят на польском языке, относящемся к зап. ветви славянских языков. Большинство верующих П.- католики.

По мнению нек-рых учёных, ранний этногенез П. связан с племенами лужицкой культуры и поморской культуры. На рубеже и в нач. н. э. на польск. землях получила развитие т. н. культура ямных погребений, носителями к-рой были, по-видимому, раннеслав. племена венеды. В период формирования Польского гос-ва складывалась и польск. народность (10-11 вв.). Её этнич. основу составили поляне, слензане, висляне, мазовшане, поморяне; значит. участие в её формировании приняли и др. зап.-слав, племена. В период феод. раздробленности (11-13 вв.) произошло политич. обособление отдельных терр. групп П. В ходе сопротивления нем. феод, агрессии (13-15 вв.) у П. укреплялось стремление к объединению польск. земель. Кон. 15 и 16 вв. были временем бурного развития польск. культуры, иск-ва, лит-ры и науки. В рамках многонац. гос-ва - Речи Посполитой -происходил процесс нац. консолидации П. Этот процесс осложнился в 18 в. трёхкратным разделом Речи Посполитой (1772, 1793, 1795) и переделами её в годы наполеоновских войн и после них. В кон. 18-19 вв. в развитии нац. самосознания П. выдающуюся роль сыграли нар.-освободит, движения (Польское восстание 1794 под рук. Т. Костюшко, Польское восстание 1830-31, Краковское восстание 1846, Польское восстание 1863-64). Несмотря на отсутствие независимого польского гос-ва в 19 в., сохранялось единство польского народа и усилилось его нац. самосознание. Вместе с тем среди П. имелось несколько групп, отличавшихся диалектами и нек-рыми этнографич. особенностями (в Поморье, напр., кашубы). В кон. 19-20 вв. различия между этими группами стираются.

После 1-й мировой войны 1914-18 образовалось польск. буржуазно-помещичье гос-во, в к-рое не вошли многие зап.-польск. земли, тогда как на В. оно захватило районы, населённые украинцами, белорусами, литовцами. Гос. воссоединение польск. земель наступило лишь после 2-й мировой войны 1939-45. Произошли значит. перемещения населения. В зап. р-нах Великой Польши, в части Силезии, Поморье и Мазурах, откуда выехали немцы и где остались П.-автохтоны, поселились П. из др. частей Польши, репатрианты из СССР и бывшие эмигранты, вернувшиеся из зап. стран. Из вост. малопольских и подляских р-нов выехали в СССР группы украинцев и белорусов. После войны Польша стала страной с почти однородным нац. составом. О х-ве, истории и культуре П. см. в ст. Польша.

Лит.: Королюк В. Д., Древнепольское государство, М., 1957; История Польши, т. 1-3, М., 1954-58; Народы зарубежной Европы, т. 1, М., 1964; Kolberg О., Dzieja wszystkie, t. 1 - 66, Wroclaw - Poznari, 1961-69; Hense1 W., Polska przed tysiacem lat, Wrozfaw - Warsz., 1960; его жe, Slowianszczyzna wczesnosredniowieczna. Zarys kultury materialnej, 3 wyd., Warsz., 1965; Kostrzewski J., Kultura prapolska, 3 wyd., Warsz., 1962; Туmienieсki К., Procesy tworcze formowania sie spoteczenstwa polskiego w wiekach srednich, Warsz., 1921; Towmianski H., Poczatki polski, t. 1-5, Warsz., 1963-73; Lepkowski Т., Polska - narodziny nowoczesnego narodu. 1764-1870, Warsz., 1967; WiatrJ., Polska nowy narod. Proces formowania sie socjalistycznego narodu polskiego, Warsz., 1971.

О. А. Ганцкая.

ПОЛЯКИН Мирон Борисович [31.1 (12.2).1895, Черкассы,- 21.5.1941, Москва], советский скрипач и педагог, засл. деят. иск-в РСФСР (1940). В детстве учился у отца - скрипача и дирижёра, в 1904-08 в Муз.-драматич. школе в Киеве, в 1908-18 в Петерб. консерватории по классу скрипки у Л. С. Ауэра. Концертировал с 1909 (в 1918-26 выступал в Зап. Европе и США). П.- один из наиболее известных представителей т. н. петерб. рус. скрипичной школы, утвердившей мировое значение рус. скрипичного иск-ва. Преподавал в Ленинградской (с 1928 профессор) и в Моск. (с 1936) консерваториях. У него совершенствовались М. И. Фихтенгольц, М. С. Козолупова и др.

ПОЛЯКОВ Анисим Александрович [р. 15(28).2.1904, дер. Новая Юргинского р-на Тюменской обл.], советский учёный в области вет. санитарии и дезинфекции, акад. ВАСХНИЛ (1966). Чл. КПСС с 1929. Окончил Сибирский вет. ин-т (г. Омск) в 1928. В 1934-67 директор Всесоюзного н.-и. ин-та вет. санитарии (до 1955 лаборатории), в 1969-72 академик-секретарь отделения ветеринарии ВАСХНИЛ. Осн. труды по дезинфекции, дезинсекции, дератизации и де-зинвазии животноводческих ферм, сырьевых и пищевых предприятий, транспорта. Награждён орденом Ленина, орденом Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени, а также медалями.

С о ч.: Ветеринарная дезинфекция, 3 изд., 1964; Основы ветеринарной санитарии, М., 1969.

Лит.: "Ветеринария", 1974, № 2; "Сельская новь", 1974, № 4.

ПОЛЯКОВ Леонид Михайлович [8(21). 8.1906, Петербург, - 21.6.1965, Москва], советский архитектор. Чл. КПСС с 1948. Учился в Ленинграде во Вхутеине (1923-1929) у И. А. Фомина. Преподавал в Моск. архит. ин-те (1945-65) и Моск. высшем художеств.-пром. уч-ще (1958-1965). Был гл. архитектором г. Севастополя (1948-50), гл. архитектором ин-та "Гидропроект" (1958-65). Увлекаясь разнообразием парадно-декоративного оформления и конструктивных решений своих сооружений, П. иногда пренебрегал функциональными требованиями. Работы: жилые дома на Арбате и в Спиридоньевском пер. (оба 1933-35), станции метрополитена "Курская" (1938), "Октябрьская" (1949; Гос. пр., 1950), "Арбатская" (1953; илл. см. т. 16, табл. XII, стр. 96-97), гостиница "Ленинградская" (1949-53) - все в Москве, проект застройки проспекта Нахимова в Севастополе (1948-51), архит. оформление сооружений Волго-Донского судоходного канала им. В. И. Ленина (1952). Награждён орденом Ленина, 2 др. орденами, а также медалями.

ПОЛЯКОВ Николай Петрович [12(24). 1.1843, с. Верхняя Дубинка Саратовской губ., - 10(23).3.1905, Петербург], русский издатель-демократ. Учился в Петерб. ун-те. Издат. деятельность начал в 1865. Выпускал преим. книги по социальным вопросам, следуя советам членов кружка народников - чайковцев, с к-рыми был связан. П. издал "Положение рабочего класса в России" В. В. Берви-Флеровского, "Исторические письма" П. Л. Лаврова, произв. Спенсера, Вольтера, Гоббса и др. Гл. заслуга П.- издание первого рус. перевода 1-го тома "Капитала" К. Маркса в 1872 (перевод сделан Г. А. Лопатиным и Н. Ф. Даниельсоном), благодаря чему Россия стала первой страной, где появился перевод "Капитала". Издания П., как правило, подвергались цензурным запретам, многие из них конфисковывались; против него возбуждались судебные преследования. В 1873 П. был вынужден ликвидировать своё изд-во.

Лит.: Книжник-Ветров И. С., Издатель-демократ 60-х годов XIX века Н. П. Поляков, а сб.: Книга. Исследования и материалы, в. 8, М., 1963.

ПОЛЯКОВ Николай Сергеевич [р. 5(18). 5.1903, Днепропетровск], советский учёный в области горного дела, акад. АН УССР (1967). Чл. КПСС с 1945. После окончания Днепропетровского горного ин-та (1926) работал по проектированию горных предприятий; в 1926-67 в Днепропетровском горном ин-те. С 1967 директор Института геотехнич. механики АН УССР. Осн. труды в области кинематики и динамики средств рудничного транспорта. Награждён 3 орденами Ленина, 3 др. орденами, а также медалями.

Соч.: Курс рудничного транспорта, М.-Л., 1944 (совм. с А. О. Спиваковским); Основы теории и расчёты рудничных транспортных установок, М., 1962 (совм. с И. Г. Штокманом).

ПОЛЯКОВ Юрий Александрович (р. 18.10.1921, Ташкент), советский историк, чл.-корр. АН СССР (1966). Чл. КПСС с 1945. Окончил ист. ф-т МГУ (1945). Преподавал в МГУ и Академии обществ, наук при ЦК КПСС (профессор с 1970). С 1949 в Ин-те истории СССР АН СССР. Гл. ред. журнала "История СССР" (1966-69). Осн. труды по истории Окт. революции и Гражд. войны в СССР, восстановит, периода, истории сов. крестьянства. Соавтор учебника "История СССР. Эпоха социализма" (1964), "Истории Москвы" (т. 6, кн. 1, 1957), "Всемирной истории" (т. 8, 1961), "Истории СССР с древнейших времён до наших дней" (т. 8, 1967), кн. "Советское крестьянство" (1973).

Соч.: Московские трудящиеся в обороне советской столицы в 1919 г., М., 1958; От боя к труду - от труда до атак, М., 1960; Переход к нэпу и советское крестьянство, М., 1967.

ПОЛЯНА, бальнеологич. курорт в Закарпатской обл. УССР, в 9 км от г. Сва-лява и в 20 км от Мукачева. Расположен в межгорной долине р. Пиние в Лесистых Карпатах. Лето тёплое (ср. темп-pa июля 20 °С), зима умеренно мягкая (ср. темп-ра янв. -3 °С), осадков ок. 800 мм в год. Вода минерального источника "Поляна-Купель" с хим. составом

2023-1.jpg

используется для питья и ванн. 1,5 км от П.- углекислый источник "Поляна-Квасова", в 4 км - аналогичный источник "Маргит" и в 9 км - источник "Свалява", вода к-рых используется для розлива. Лечение заболеваний органов пищеварения. Санаторий.

ПОЛЯНЕ, восточнославянское племенное объединение, занимавшее лесостепные чернозёмные земли по обоим берегам Днепра от Любеча до Родни, а также по нижнему течению рек: Роси, Сулы, Стугны, Тетерева, Ирпеня, Десны и Припяти. Полянская земля находилась на стыке терр. различных восточнослав. племён (древлян, радимичей, дреговичей, северян) и связывала их между собой посредством водных магистралей. По землям П. проходил и важный торг. путь "из варяг в греки", связывавший Сев. Европу с Причерноморьем и Византией. В 9-10 вв. у П. большое развитие получают пашенное земледелие и различные ремёсла (кузнечное, литейное, гончарное, ювелирное и др.). Уже в это время Полянская земля имела высокую плотность населения, о чём свидетельствуют тысячи курганов, обнаруженных археологами. П. проживали малыми семьями в полуземлянках и жилищах наземного типа, носили домотканую одежду и скромные украшения. До принятия христианства покойников сжигали, а над останками возводили курганные насыпи. В 9 в. П. попали под власть Хазарского каганата и выплачивали ему дань. В 60-е гг. 9 в. П. под предводительством своих князей совершали победоносные походы на Византию, печенегов и соседей-полочан. В 80-е гг. 9 в. Полянская земля была захвачена новгородским кн. Олегом, после чего стала ядром Древнерусского государства. Крупнейшими городами П. были: Киев, Переяславль-Русский, Родня, Вышгород, Белгород, Канев. В эпоху феод, раздробленности на земле П. возникли самостоятельные княжества: Киевское, Черниговское и Переяславское. Уже в 10 в. термин "П." выходит из употребления и заменяется термином "Русь". (В последний раз назв. "П." упоминается в летописи под 944.)

Лит.: Рыбаков Б. А., Поляне и северяне, в сб.: Советская этнография, № 6-7, М., 1947; Третьяков П. Н., Восточнославянские племена, 2 изд., М,, 1953; Русанова И. П., Курганы полян. X-XII вв., М., 1966; Мезенцева Г. Г., Кашвське поселения полян, К., 1965.

О. М. Рапов.

ПОЛЯНИКА, поленика, растение из сем. розоцветных; то же, что княженика.

ПОЛЯНИЦА-ЗДРУЙ (Polanica Zdroj), бальнеологич. и климатич. курорт в Польше, во Вроцлавском воеводстве, в сев. предгорьях Судет. Расположен в 30 км к З. от Лендека, в долине р. Быстшица. Зима тёплая (ср. темп-pa янв. -2 °С), лето нежаркое (ср. темп-pa июля 17-19 °С), осадков ок. 500 мм в год. Леч, средства: минеральные источники (гидрокарбонатные кальциево-натриево-магниевые), воды к-рых используют для ванн, питья, орошений и ингаляций. Хим. состав воды осн.источника"ВелькаПенява":

2023-2.jpg

Розлив воды в бутылки (воды "Белька Пенява" и "Юзеф" - лечебные, "Старо-полянка" - столовая). Климатотерапия, торфогрязелечение. Показания: заболевания сердечно-сосудистой системы, функциональные нарушения нервной системы, болезни органов пищеварения, нарушения обмена веществ и др. Санатории, пансионаты, бальнеогрязелечебница, питьевая галерея и др. Клинич. н.-и. центр Варшавской мед. академии.

ПОЛЯНКА, посёлок гор. типа в Барановском районе Житомирской области УССР, в 35 км от железнодорожной станции Радулино (на линии Шепетовка -Коростень).

ПОЛЯНОВ Димитр (псевд.; наст, имя - Димитр Иванов Попов) (4.12.1876, Карнобат, - 25.9.1953, София), болгарский поэт. Чл. одной из первых в Болгарии с.-д. организаций (с 1892). Печатался с 1894. Революц. стихами "Низвергнутые кумиры", "Рождение пролетария" положил начало пролет, течению в болг. лит-ре. Автор сб. "Морские капли" (1907). В публицистич. статьях и стихах (сб. "Железные стихи", 1921) отстаивал революц. идеалы, разоблачал бурж. действительность. Редактировал общественно-лит, журн. болг. коммунистов "Червен-смях"(1920-23),"Наковалня"(1925-33).

Стихи П. последних лет (сб. "Белый голубь", 1951, и др.) воспевают победу трудового народа, мир и болгаро-сов. дружбу. Пр. им. Димитрова (1950).

Соч.: Сьбрани съчинения, т. 1 - 6, С., 1960-61; в рус. пер., в кн.: Антология болгарской поэзии, М., 1956.

Лит.: Марков Д. Ф., Димитр Полянов, в его кн.: Болгарская поэзия первой четверти XX в., М., 1959; Веселинов Г., Д. Полянов, С., 1964.

В. И. Злыднев.

ПОЛЯНОВСКИЙ МИР 1634, мирный договор между Россией и Речью Посполитой, подписанный 17(27) мая - 4(14) июня 1634 и завершивший русско-польскую войну 1632-34. Получил назв. от места проведения переговоров (с. Семлево на р. Поляновке, между Вязьмой и Дорогобужем). Рус. делегацию возглавляли боярин Ф. И. Шереметев и окольничий кн. А. М. Львов, польскую - коронный канцлер епископ Я. Задзик, литов. гетман X. Радзивилл. П. м. подтвердил рус.-польск. границы, установленные Деулинским перемирием 1618. Россия отказалась от всех занятых в ходе войны рус. земель (захваченных Польшей в нач. 17 в.), исключая Серпейск с уездом; польск. сторона обязалась вывести свои войска из пределов Рус. гос-ва. Польск. король Владислав IV отказался от претензий на рус. престол, Россия обязалась выплатить польск. стороне 20 тыс. руб., были предусмотрены немедленный обмен без выкупа пленными и межевание границы. Последнее было проведено пятью комиссиями в 1635-48. П. м. был ратифицирован в 1635.

Лит.: Поршнев Б. Ф., На путях к Поляновскому миру 1634г., в кн.: Международные отношения. Политика.Дипломатия. XVI-XX вв., М., 1964; Шеламанова Н. Б., Документы государственных межеваний 30-40-х годов XVII в., в кн.: Археографический ежегодник за 1971 г., М., 1972.

В. Д. Назаров.

ПОЛЯНСКИЙ Анатолий Трофимович (р. 29.1.1928, с. Авдеевка, ныне Донецкой обл. УССР), советский архитектор, доктор архитектуры (1970). Чл. КПСС с 1953. Учился в Моск. архит. ин-те (1944-50) у Ю. Н. Емельянова. С 1958 директор Центр, н.-и. ин-та эксперим. проектирования лечебно-курортных зданий. Преподаёт в Моск. архит. ин-те (1955-60 и с 1973). Применяя метод вариантного использования унифицированных конструкций индустр. изготовления, широко вводя в архитектуру цвет, П. добивается большого разнообразия объёмно-пространств. композиций, силуэтов и ритмич. строя своих сооружений. Осн. работы (с соавторами): павильон СССР на Всемирной выставке в Брюсселе (1958), лагери в "Артеке" (Крым) -"Морской" им. П. Тольятти (1960-61), "Прибрежный" (1960-64; Гос. пр. СССР, 1967), "Горный" (1967; стр-во продолжается), здания посольств СССР в Каире (1965) и Стокгольме (1966), Дом молодёжи в Целинограде (1974). Награждён 2 орденами и медалью.

Соч.: Архитектурное творчество и стандартнзация строительства, М., 1971.

ПОЛЯНСКИЙ Дмитрий Степанович [р. 25.10(7.11).1917, Славяносербск, ныне Ворошиловградекой обл. УССР], советский гос. и парт, деятель. Чл. КПСС с 1939. Род. в семье крестьянина. В 1930 вступил в ВЛКСМ. Трудовую деятельность начал в 1932 рабочим совхоза. Окончил Харьковский с.-х. ин-т (1939) и ВПШ при ЦК ВКП(б) (1942). В 1939-1940 зав. отделом крест. молодёжи Харьковского обкома ЛКСМ Украины. В 1940 служил в Сов. Армии. С 1942 на парт. работе в Алтайском крае: нач. политотдела Хорошенской МТС, 1-й секретарь Карасукского райкома партии. В 1945-49 ответств. организатор Управления кадров ЦК ВКП(б), затем инспектор ЦК. В 1949-52 2-й секретарь Крымского обкома партии, в 1952-53 пред. Крымского облисполкома, в 1953-55 1-й секретарь Крымского обкома, в 1955-57 Оренбургского обкома КПСС. В 1957-58 1-й секретарь Краснодарского крайкома КПСС. В 1958-62 пред. Сов. Мин. РСФСР. В 1962-65 зам. пред. Сов. Мин. СССР; в 1965-73 1-й зам. пред. Сов. Мин. СССР. С февр. 1973 министр с. х-ва СССР. Делегат 19-24-го съездов КПСС; на 20-м, 22-24-м съездах избирался чл. ЦК КПСС. В 1958-60 канд. в чл. Президиума ЦК, в 1960-66 чл. Президиума ЦК КПСС. С апр. 1966 чл. Политбюро ЦК КПСС. Деп. Верх. Совета СССР 4-9-го созывов. Награждён 4 орденами Ленина, а также медалями.

Д. С. Полянский.

ПОЛЯНСКИЙ Юрий (Георгий) Иванович [р. 2(15).3.1904, Петербург], советский протозоолог, проф. (1933), засл. деятель науки РСФСР (1968). Чл. КПСС с 1941. Ученик и сотрудник В. А. Догеля. Окончил Ленинградский ун-т (1924), аспирантуру (1929) и работал там же. Одновременно в 1927-41 и 1945-48 преподавал в Пед. ин-те им. А. И. Герцена (с 1933 зав. кафедрой). В 1941-45 служил в Сов. Армии. В 1948-52 сотрудник Мурманской биол. станции на Баренцевом м. В 1953-56 директор Ин-та биологии Карельского филиала АН СССР. Одновременно с 1953 снова в ЛГУ, с 1955 зав. кафедрой зоологии беспозвоночных, с 1957 зав. лабораторией в Ин-те цитологии АН СССР, в организации к-рого принимал активное участие. Президент Всесоюзного об-ва протозоологов (с 1968). Осн. труды по систематике, цитологии, морфологии и физиологии простейших; паразитологии, экологии, эволюц. учению и методам преподавания биологии. Автор ряда учебников и руководств. Награждён орденом Ленина, орденом Красной Звезды и медалями.

Соч.: Общая протозоология, М.- Л., 1962 (совм. с В. А. Догелем и Е. М. Хейсиным).

Лит.: Стрелков А. А., К 70-летию Ю. И. Полянского, "Цитология", 1974, № 5.

ПОЛЯРИЗАТОР, устройство для получения полностью или (реже) частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольными поляризационными характеристиками (см. Поляризация света). Простейший поляризационный прибор и один из основных элементов более сложных таких приборов. Линейные П., дающие плоскополяризованный свет,- либо оптически анизотропные поляризационные призмы и поляроиды, либо оптич. стопы изотропных пластинок, прозрачных в нужной области спектра. В качестве циркулярного П. для получения света, поляризованного по кругу, обычно применяют совокупность линейного П. и пластинки четверть длины волны (см. Компенсатор оптический). Любой П. может быть использован и как анализатор поляризованного излучения. См. также Поляризационные приборы.

В. С. Запасский.

ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ, совокупность методов (и обеспечивающих эти методы устройств), предназначенных для наблюдения и изучения под микроскопом объектов, изменяющих в к.-л. отношении поляризацию света, к-рый проходит через объекты или отражается ими. Подробно см. Микроскоп, раздел Способы освещения и наблюдения (микроскопия).

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ напряжений, метод изучения напряжений в деталях машин и строит, конструкциях на прозрачных моделях. Основан на свойстве большинства прозрачных изотропных материалов (стекло, целлулоид, желатин, пластмассы - оптически чувствительные или пьезооптич. материалы) становиться при деформации оптически анизотропными, т. е. на возникновении искусств, двойного лучепреломления (т. н. пьезооптич. эффекта). Главные значения тензора диэлектрич. проницаемости линейно связаны с главными напряжениями. Так, напр., для пластинки, нагруженной в своей плоскости, одно главное напряжение, направленное нормально к пластинке (рис. 1, а), равно нулю и одна из главных плоскостей оптич. симметрии совпадает с плоскостью пластинки. Если на пластинку D в круговом полярископе (рис. 2) падает свет перпендикулярно к ее плоскости, то оптич. разность хода равна: Д = d{n1 - n2) или Д = cd(o1 - о2), где d - толщина пластинки, o1и о2 - главные напряжения, с - т. н. относительный оптич. коэфф. напряжений. Это ур-ние (т. н. ур-ние Вертгейма) - основное при решении плоских задач П.-о. м. и. При просвечивании монохроматич. светом в точках интерференционного изображения модели, в к-рых Д = mХ (т - целое число), наблюдается погашение света; в точках, где Д = (2т + 1) Х/2, - максимальная освещённость. На изображении модели (рис. 3) получаются светлые и тёмные полосы разных порядков т (картина полос). Точки, лежащие на одной и той же полосе, имеют одинаковую Д, т. е. одинаковые o1 - о2 = 2tmax = Д/cd (где tmах - макс, скалывающие напряжения). При белом свете точки с одинаковыми tmах соединяются линиями одинаковой окраски - изохромами.

Рис. 1. Схемы: а - пластинки, нагруженной в своей плоскости; б - элемента объёма н напряжённом состоянии; о-нормальные; t - касательные напряжения.

Рис. 2. Схема кругового полярископа: 5 - источник света, Р - поляризатор; D - пластинка; Х/4 - компенсирующие пластинки; А - анализатор; Э - экран.

Рис. 3. Картина полос при равномерном растягивании пластинки с круглым отверстием.

Для определения o1 - о2 или tтах в данной точке достаточно определить с для материала модели и измерить компенсатором Д или можно определить о0 модели и подсчитать порядок полосы т 0 = X/cd - разность главных напряжении в модели, вызывающих разность хода Д = X; с и о0 получают при простом растяжении, сжатии или чистом изгибе на образцах из материала модели). Т. к. при нормальном просвечивании плоской модели можно получить только разность главных напряжений и их направление, то для определения o1 и о2в отдельности существуют дополнит, физико-механич. способы измерения o1 + о2, а также графовычислит. методы разделения o1и о2 по известным o1 - о2 и их направлению, использующие ур-ния механики сплошной среды.

Для исследования напряжений на объёмных моделях применяется более сложная техника эксперимента. Объёмная модель часто исследуется с применением метода "замораживания" деформаций. Модель из материала, обладающего свойством "замораживания" (отверждённые эпоксидные, фенолформальдегидные смолы и др.), нагревается до темп-ры высокоэластич. состояния, нагружается и под нагрузкой охлаждается до комнатной темп-ры (темп-ры стеклования). После снятия нагрузки деформации, возникающие в высокоэластич. состоянии, и сопровождающая их оптич. анизотропия фиксируются. Наглядно описать это явление можно при помощи условной двухфазной модели материала. При нагреве до 80-120 °С (высокоэластич. состояние) одна часть материала размягчается, другая остаётся упругой. Нагрузке, приложенной к нагретой модели, противостоит неразмягчающийся скелет. При охлаждении нагруженной модели до комнатной темп-ры размягчающаяся часть снова застывает ("замораживается") и удерживает деформацию в скелете после снятия нагрузки. "Замороженную" модель распиливают на тонкие пластинки (срезы) толщиной 0,6-2 мм, к-рые исследуют в обычном полярископе.

Применяется также метод рассеянного света, при к-ром тонкий пучок параллельных лучей поляризованного света пропускается через объёмную модель и даёт в каждой точке на своём пути рассеянный свет, к-рый наблюдается в направлении, перпендикулярном к пучку. Состояние поляризации по линии каждого луча от точки к точке меняется соответственно напряжениям в этих точках. Существует метод, при к-ром в изготовленную из оптически нечувствительного к напряжениям прозрачного материала (спец. органич. стекла) объёмную модель вклеивают тонкие пластинки из оптически чувствит. материала. Измерения во вклейках проводят, как на плоской модели, -с просвечиванием нормально или под углом к поверхности вклейки.

Описанный П.-о. м. и. применяется для изучения напряжений в плоских и объёмных деталях в пределах упругости в тех случаях, когда применение вычислит. методов затруднено или невозможно. П.-о. м. и. напряжений используется для изучения пластич. деформаций (фотопластичность), динамич. процессов, температурных напряжений (фототермоупругость), для моделирования при решении задач ползучести (фотоползучесть) и др. нелинейных задач механики деформируемого тела.

Разработан также метод оптически чувствит. наклеек (слоев), наносимых на поверхности натурных деталей. Слой оптически чувствит. материала наносится на поверхность металлич. детали или её модели в жидком виде и затем подвергается полимеризации или наклеивается на деталь в виде пластинки; это обеспечивает равенство деформаций нагруженной детали и покрытия. Деформации в покрытии определяются по измеренной в нём разности хода в отражённом свете при помощи односторонних полярископов.

Так как П.-о. м. и. напряжений ведутся на моделях, то они заканчиваются переходом от напряжений в модели к напряжениям в детали. В простейшем случае одет = омод В/а2, где а и В - масштабы геометрического и силового подобий.

Лит.: Пригоровский Н. И., Поляризационно-оптический метод исследования распределения напряжений, в кн.: Справочник машиностроителя, т. 3, М., 1962; Александров А. Я., Ахметзянов М. X., Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела, М., 1973.

В. Н. Савченко.

ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ, предназначаются для обнаружения, анализа, получения и преобразования поляризованного оптического излучения (света), а также для различных исследований и измерений, основанных на явлении поляризации света. К 1-й из двух категорий, на к-рые разделяют П. п., относятся простейшие устройства для получения и преобразования поляризованного света - линейные и циркулярные поляризаторы (П), фазовые пластинки, компенсаторы оптические, деполяризаторы и пр. 2-я категория П. п. - более сложные конструкции и установки для количеств, поляризационно-оптич. исследований. В качестве элементов в них входят П. п. 1-й категории, а также приёмники света, монохроматоры, вспомогательные электронные устройства и мн. др.

Простейшие поляризационные устройства. В П для получения полностью или частично поляризованного света используется одно из трёх физич. явлений: 1) поляризация при отражении света или преломлении света на границе раздела двух прозрачных сред; линейный дихроизм - одна из форм плеохроизма, 3) двойное лучепреломление. Свет, отражённый от поверхности, разделяющей две среды с разными преломления показателями п, всегда частично поляризован. Если же луч света падает на границу раздела под углом, тангенс к-рого равен отношению абс. п 2-й и 1-й сред (их относит, п), то отражённый луч поляризован полностью (см. Брюстера закон). Недостатки отражат. П - малость коэфф. отражения и сильная зависимость степени поляризации р от угла падения и длины световой волны. Преломлённый луч также частично поляризован, причём его р монотонно возрастает с увеличением угла падения. Пропуская свет последовательно через неск. прозрачных плоскопараллельных пластин, можно достичь того, что р прошедшего света будет значительна (см. Стопа в оптике).

Среды, обладающие оптической анизотропией, по-разному поглощают лучи различных поляризаций. В частности, в областях собств. и примесных полос поглощения света двулучепреломляющие среды неодинаково поглощают обыкновенный и необыкновенный лучи (см. Кристаллооптика); это и есть их линейный дихроизм. Если толщина пластинки, вырезанной из анизотропного кристалла (с полосами поглощения в нужной области спектра) параллельно его оптической оси, достаточна, чтобы один из лучей поглотился практически нацело, то прошедший через пластинку свет будет полностью поляризован. Такие П наз. дихроичными. К ди-хроичным П относятся и поляроиды, поглощающее вещество к-рых может быть как кристаллич., так и некристаллическим. Важные преимущества поляроидов - компактность, большие рабочие апертуры (макс, углы раствора сходящегося или расходящегося падающего пучка, при которых прошедший свет ещё поляризован полностью) и практически полное отсутствие ограничений в размере.

П, действие к-рых основано на явлении двойного лучепреломления, подробно описаны в ст. Поляризационные призмы. Их апертуры меньше, чем у поляроидов, а габариты, вес и стоимость больше; однако они всё же незаменимы в ультрафиолетовой области спектра и при работе с мощными потоками оптич. излучения.

Пластинки из оптически анизотропных материалов, вносящие сдвиг фазы между двумя взаимно перпендикулярными компонентами электрич. вектора Е проходящего через них излучения (соответствующими двум линейным поляризациям), наз. фазовыми, или волновыми, пластинками (ФП) и предназначены для изменения состояния поляризации излучения. Так, циркулярные или эллиптич. П обычно представляют собой совокупность линейного П и ФП. Для получения света, поляризованного по кругу (циркулярно), применяют ФП, вносящую сдвиг фазы в 90° (пластинка четверть длины волны, см. Компенсатор оптический). Двулучепреломляющие ФП изготовляют как из материалов с естеств. оптич. анизотропией (напр., кристаллов), так и из веществ, анизотропия к-рых индуцируется приложенным извне воздействием - электрич. полем, механич. напряжением и пр. (см. Керра ячейка, Фотоупругость, Электрооптика). Применяются также отражат. ФП (напр., ромб Френеля, рис. 1); принцип их действия основан на изменении состояния поляризации света при его полном внутреннем отражении. Преимуществом отражат. ФП перед двупреломляющими является почти полное отсутствие зависимости фазового сдвига от длины волны.

Все П (линейные, циркулярные, эллип-тич.) могут использоваться не только как П в собств. смысле слова (для получения света требуемой поляризации), но и для анализа состояния поляризации света, т. е. как анализаторы. Анализ эллиптически поляризованного света производят с помощью компенсаторов разности хода, простейшим из к-рых является упомянутая выше четвертьволновая ФП. Часто возникающую проблему деполяризации частично поляризованного излучения обычно решают не истинной деполяризацией (это - исключительно сложная задача), а сводят её к созданию тонкой пространственной, спектральной или временной поляризационной структуры светового пучка.

Рис. 1. Ромб Френеля, вырезанный из оптического стекла. При близком к нормальному падении луча света, поляризованного линейно под углом 45° к плоскости падения, линейные составляющие луча, поляризованные параллельно и перпендикулярно этой плоскости, при каждом из двух полных внутренних отражений приобретают разность фаз в 1/8 периода световой волны. Итоговая разность фаз в ¼ периода (90°) даёт луч, поляризованный по кругу (циркулярно).

Приборы для поляризационно-оптическихисследований отличает чрезвычайное разнообразие сфер применения, конструктивного оформления и принципов действия. Их используют для фотометрич. и пирометрич. измерений, кристал-лооптич. исследований, изучения механич. напряжений в конструкциях (см. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений), в микроскопии, в поляриметрии и сахариметрии, в скоростной фото- и киносъёмке, геоде-зич. устройствах, в системах оптической локации и оптической связи, в схемах управления лазеров, для физич. исследований электронной структуры атомов, молекул и твёрдых тел и др. Описанию многих из этих приборов посвящены отд. статьи. Поэтому ниже следует лишь краткий обзор нек-рых осн. классов подобных приборов.

Элементом большинства П. п. является схема, состоящая из последовательно расположенных на одной оси линейного П и анализатора. Если их плоскости поляризации взаимно перпендикулярны, схема не пропускает света (установка на гашение). Изменение угла между этими плоскостями приводит к изменению интенсивности проходящего через систему света по Малюса закону (пропорционально квадрату косинуса угла). Особое удобство этой схемы для сравнения и измерения интенсивностей световых потоков обусловило её преимуществ. применение в фотометрических П. п. - фотометрах и спектрофотометрах (как с визуальной, так и с фотоэлектрич. регистрацией). П. п. представляют собой осн. элементы оборудования для кристаллооптических и иных исследований сред, обладающих оптич. анизотропией - естеств. или наведённой. При таких исследованиях широко применяются поляризационные микроскопы (см. Микроскоп), позволяющие на основе визуальных наблюдений делать выводы о характере и величине оптич. анизотропии вещества. Для прецизионного анализа оптич. анизотропии и её зависимости от длины волны излучения применяются автоматич. приборы с фотоэлектрич. регистрацией. Практически всегда при количеств. анализе анизотропии требуется сопоставить оптич. свойства среды для двух ортогональных поляризаций - линейных, если измеряется линейный дихроизм или линейное двулучепреломление, и круговых при измерении циркулярного (кругового) дихроизма или вращения плоскости поляризации. Это сопоставление в электронной схеме прибора производится на достаточно высокой частоте, удобной для усиления сигнала и подавления шумов. Поэтому П. п. такого назначения часто включают поляризационный модулятор (см. Модуляция света).

Рис. 2. Полярископ Савара состоит из двух склеенных пластинок кристаллического кварца одинаковой толщины d, вырезанных так, что их оптические оси составляют с осью полярископа углы в 45°, и жёстко связанного с пластинкой Савара анализатора, плоскость поляризации к-рого направлена под 45° к главным сечениям этой пластинки. На рис. изображена только пластинка Савара. При падении частично поляризованного света в поле зрения наблюдаются интерференционные полосы. В случае полностью неполяризованного света полосы отсутствуют при любой ориентации полярископа.

П. п. служат для обнаружения и количеств. определения степени поляризации частично поляризованного света. Простейшими из таких П. п. являются полярископы - двулучепреломляющие пластинки, в к-рых используется интерференция света в сходящихся поляризованных лучах (хроматическая поляризация, см. Поляризация света). Типичный полярископ - пластинка Савара - показан на рис. 2. Самые точные из полярископов позволяют обнаружить примесь поляризованного света к естественному, составляющую доли процента.

Чрезвычайно существенную роль в химич. и биофизич. исследованиях играет обширный класс П. п., служащий для измерения вращения плоскости поляризации в средах с естеств. или наведённой магнитным полем оптической активностью - поляриметры - и дисперсии этого вращения - спектрополяриметры. Относительно простыми, но практически очень важными П. п. являются сахариметры - приборы для измерения содержания Сахаров и нек-рых др. оптически-активных веществ в растворах.

Лит.: Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; Меланхолии Н. М., Грум-Гржимайло С. В., Методы исследования оптических свойств кристаллов, М., 1954; Васильев Б. И., Оптика поляризационных приборов, М., 1969.

В. С. Запасский.

ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ПРИЗМЫ, один из классов призм оптических. П. п. служат линейными поляризаторами - с их помощью получают линейно поляризованное оптическое излучение (см. Поляризация света). Обычно П. п. состоят из 2 или более трёхгранных призм, по меньшей мере одна из к-рых вырезается из оптически анизотропного (см. Оптическая анизотропия) кристалла. Конструктивно П. п. выполняют так, что проходящее через них излучение должно преодолеть наклонную границу раздела 2 сред, на к-рой условия преломления света для компонент светового пучка, поляризованных в 2 взаимно перпендикулярных плоскостях, резко различаются. В частности, для одной из этих компонент на границе раздела могут выполняться условия полного внутреннего отражения, в результате чего через П. п. проходит лишь др. компонента. Таковы, напр., широко распространённые П. п. Николя (часто наз. просто николями, рис. 1) и Фуко (рис. 2), в к-рых пропускается необыкновенный луч е (см. Двойное лучепреломление, Кристаллооптика), а отсекается - поглощается или выводится в сторону - обыкновенный луч о. Подобные П. п. наз. однолучевыми. Двухлучевые П. п. пропускают обе взаимно-перпендикулярно линейно поляризованные компоненты исходного пучка, пространственно разделяя их. Чаще всего П. п. изготовляют из исландского шпата СаСО3, прозрачного в диапазоне длин волн X = 0,2-2 мкм, и кристаллич. кварца SiO2, прозрачного при X = 0,185-3,5 мкм.

Рис. 1. Призма Николя. Штриховка указывает направление оптических осей кристаллов в плоскости чертежа. Направления электрических колебаний световых волн указаны на лучах стрелками (колебания происходят в плоскости рисунка) и точками (колебания перпендикулярны плоскости рисунка). О и е - обыкновенный и необыкновенный лучи. Чернение на нижней грани призмы поглощает полностью отражаемый от плоскости склейки обыкновенный луч. Клей - канадский бальзам.

Рис. 2. Укороченная поляризационная призма Фуко с воздушным промежутком. Обозначения те же, что и на рис. 1.

Трёхгранные призмы, из к-рых состоят однолучевые П. п., часто склеивают прозрачным веществом с преломления показателем (ПП) п, близким к среднему значению ПП обыкновенного (nO) и необыкновенного (пе) лучей. Клеющими веществами служат канадский бальзам, глицерин, касторовое и льняное масла и др. Во мн. П. п. их части разделены не клеем, а воздушной прослойкой, что снижает потери на поглощение при высоких плотностях излучения и даёт ряд преимуществ при работе в ультрафиолетовой (УФ) области спектра. Используют также прослойки из плавленого кварца. Применяют П. п., в к-рых кристаллич. пластинка вклеена между двумя призмами из стекла, ПП к-рого близок к большему ПП кристалла (рис. 3). В таких П. п. проходит обыкновенный луч, а отражается необыкновенный. Для того чтобы один из лучей претерпевал на границе раздела (склейки) полное внутр. отражение, выбираются определённые значения преломляющих углов трёхгранных призм и, как правило, определённые ориентации оптич. осей кристаллов, из к-рых они вырезаны. Такое отражение происходит, если углы падения лучей на П. п. не превышают нек-рых предельных углов I1 и I2 (см., напр., рис. 4 - П. п. Глана -Томсона). Сумма I1 + I2 наз. апертурой полной поляризации П. п.; её величина существенна при работе с П. п. в сходящихся пучках излучения.

Рис. 3. Линейный поляризатор (поляризационная призма) из стекла и исландского шпата. Точки в прослойке шпата указывают, что его оптическая ось перпендикулярна плоскости рисунка. Остальные обозначения те же, что и на рис.1.

В П. п. со скошенными гранями (Николя, Фуко и др.) проходящий луч испытывает параллельное смещение, поэтому при вращении призмы вокруг луча последний также вращается. От этого и нек-рых иных недостатков таких П. п. свободны П. п. в форме прямоугольных параллелепипедов: Глана - Томсона, Глана (рис. 5), Глазебрука (рис. 6), Франка - Риттера (рис. 7) и пр.

Из двухлучевых П. п. наиболее распространены П. п. Рошона, Сенармона, Волластона и нек-рые др. (рис. 8). Один из двух пропускаемых лучей в П. п. Рошона и Сенармона не меняет своего направления, другой (необыкновенный) отклоняется на угол 9 (его величина ~5-6°), сильно зависящий от длины волны света: б = (n0 - ne)tga, где а - преломляющий угол трёхгранных призм. П. п. Волластона даёт удвоенный угол расхождения лучей 26 (ок. 10°), причём при перпендикулярном падении отклонения лучей симметричны; эта П. п применяется в поляризационных фотометрах, спектрофотометрах и поляриметрах. Угол а в П. п. из исландского шпата близок к 30°, из кристаллич. кварца - к 60°.

Рис. 4. Предельные углы падения I1 и Iz лучей на поляризационную призму Глана - Томсона. Обозначения при лучах те же, что и на рис. 1. Клеем служит канадский бальзам (апертура полной поляризации е = I1 + I2 = 27,5°) или льняное масло (е = 41°). Угол а = 76,5°.

Рис. 5. Поляризационная призма Глана. А В - воздушный промежуток. Точки на обеих трёхгранных призмах указывают, что их оптические оси перпендикулярны плоскости рисунка. Обозначения при лучах те же, что и на рис. 1.

Рис. 6. Поляризационная призма Гла-зебрука. Обозначения при лучах те же, что и на рис. 1. При склейке в плоскости АВ канадским бальзамом угол а = 12,1°, льняным маслом - 14°, глицерином -17,3°. Оптические оси кристаллов обеих прямоугольных призм перпендикулярны плоскости рисунка (помечено точками).

Рис. 7. Поляризационная призма Франка - Риттера (клей - канадский бальзам): а - вид сбоку; 6 - вид по ходу луча. Оптические оси кристаллических прямоугольных призм направлены под углом 45° к плоскости рисунка а и под углом 90° к плоскости колебаний электрического вектора необыкновенного луча (его плоскости поляризации).

Рис. 8. Двухлучевые поляризационные призмы: а - призма Рошона; б - призма Сенармона; в - призма Волластона; г - призма из исландского шпата и стекла; д - призма Аббе. Штриховка указывает направление оптических осей кристаллов в плоскости рисунка. Точки означают, что оптическая ось перпендикулярна плоскости рисунка. Стрелки и точки на лучах указывают направления колебаний электрического вектора.

Для П. п., как правило, характерны незначит. апертура полной поляризации, высокая стоимость и относительно большие размеры. Они требуют аккуратного обращения, но практически лишены хроматической аберрации, незаменимы при работе в УФ области спектра и в мощных потоках оптич. излучения и позволяют получать однородно поляризованные пучки, степень поляризации к-рых лишь на ~10-5 отличается от 1.

Лит. см. при ст. Поляризационные приборы, Поляризация света.

В. С. Запасский.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ (франц. polarisation, первоисточник: греч. polos - ось, полюс) биоэлект р и ческа я, возникновение двойного электрич. слоя на границе между наружной средой и содержимым живой клетки; при этом наружная поверхность клетки в состоянии покоя заряжена положительно по отношению к её содержимому, имеющему отрицат. заряд.

Постоянная биоэлектрич. П. обусловлена особенностями строения биологич. мембран, а также неравномерным распределением неорганич. ионов (в первую очередь К+, Na+, Cl-) в содержимом клетки и в окружающей её среде (электрохим. градиенты). Потенциал покоя - непосредственное следствие П. У большинства живых клеток концентрация ионов К+ в протоплазме в 20-50 раз выше, чем во внеклеточной жидкости. Поверхностная мембрана этих клеток в состоянии покоя более проницаема для ионов К+, чем для др. катионов. Поэтому ионы К+, диффундируя из клетки наружу, приводят к накоплению избытка положит, зарядов на наружной стороне мембраны, на внутренней же образуется избыток отрицат. зарядов (см. Мембранная теория возбуждения). Для ионов Na+, Ca2+ и С1- мембрана в покое мало проницаема, но в активированном состоянии происходит избират. повышение проницаемости для к.-л. из этих ионов, что приводит к изменению П. (см. Биоэлектрические потенциалы). Так, мембрана возбуждённого участка нерва становится на короткое время проницаемой для ионов Na+, вход к-рых в клетку приводит к деполяризации мембраны. Если эта деполяризация достигает критич. уровня, возникает потенциал действия. Нисходящая фаза потенциала действия, в течение к-рого П. мембраны возвращается к уровню покоя, наз. фазой реполяризации мембраны. При увеличении потенциала покоя выше нормального уровня происходит гиперполяризация мембраны. Относит. постоянство уровня П. живой клетки обеспечивается постоянством электрохим. градиентов, что, в свою очередь, поддерживается работой ионных насосов (см. "Натриевый насос"), затрачивающих энергию на противоградиентный перенос ионов через мембрану (см. Активный транспорт ионов).

Лит. см. при ст. Биоэлектрические потенциалы, Мембранная теория возбуждения, Проницаемость биологических мембран.

Л. Г. Магазаник.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВАКУУМА в квантовой теории поля, изменение в распределении виртуальных пар заряженных частиц-античастиц под воздействием электромагнитного поля. П. в., предсказанная квантовой электродинамикой, приводит к появлению эффектов, к-рые могут быть обнаружены на опыте: поправкам к значениям энергий электронов в атоме, поправкам к сечению упругого рассеяния на большие углы, ещё не наблюдённому рассеянию света на свете и кулоновском поле и т. п. См. Квантовая теория поля.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВОЛН, нарушение осевой симметрии распределения возмущений (напр., смещений и скоростей в механич. волне или напряжённостей электрич. и магнитных полей в электромагнитных волнах) в поперечной волне относительно направления её распространения; см. Волны. Наибольшее значение П. в. имеет в случае электромагнитных волн оптич. диапазона. Подробнее см. Поляризация света.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ. 1) смещение положительных и отрицательных электрич. зарядов в диэлектриках в противоположные стороны. П. д. происходит под действием электрич. поля или нек-рых др. внешних факторов, напр, механич. напряжений в пьезоэлект-риках (см. Пьезоэлектричество). Возможна и спонтанная (самопроизвольная) П. д. у пироэлектриков, в частности у сегнетоэлектриков.

2) Электрич. дипольный момент единицы объёма диэлектрика.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ НЕБЕСНОГО СВОДА, одно из оптич. явлений атмосферы, наблюдаемое при безоблачной погоде днём, а также ночью при лунном свете. Заключается в том, что лучистый поток, поступающий на земную поверхность в виде рассеянного толщей воздуха света неба, частично поляризован (см. Поляризация света). П. н. с. была открыта франц. учёным Д. Араго в 1809. Невооружённым глазом она не может быть замечена и обнаруживается при помощи полярископа (см. Поляризационные приборы). Поляризация в данной точке неба количественно характеризуется прежде всего двумя величинами: степенью поляризации, к-рая представляет собой отношение полностью поляризованного потока лучистой энергии ко всему потоку, поступающему от данного участка неба, и положением плоскости поляризации, определяемой двугранным углом, составляемым последней с плоскостью вертикала. Наиболее полно П. н. с. изучена для вертикала, проходящего через Солнце. Максимум степени поляризации, как правило, наблюдается в точке вертикала, отстоящей от солнечного диска на 90°, где доля поляризованных лучей может доходить до 85%, а плоскость поляризации совпадает с плоскостью вертикала. От этой точки П. н. с. уменьшается в обе стороны и достигает нуля в т. н. нейтральных точках неба - точках Араго и Бабине. П. н. с. имеет суточный и годовой ход и зависит от условий погоды, геогр. положения местности и др. факторов. Свет, рассеиваемый крупными частицами, совсем не поляризован, поэтому даже небольшая облачность сильно снижает П. н. с. Увеличение мутности атмосферы за счёт пыли, дыма, вулканич. пепла и тому подобных примесей также влечёт за собой резкое снижение П. н. с., поэтому степень П. н. с. может служить косвенным признаком прозрачности атмосферы.

Лит.: Соболев В. В., Рассеяние света в атмосферах планет, М., 1972.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА, одно из фундаментальных свойств оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). П. с. наз. также геометрич. характеристики, к-рые отражают особенности этого неравноправия. Впервые понятие о П. с. было введено в оптику И. Ньютоном в 1704-06, хотя явления, обусловленные ею, изучались и ранее (открытие двойного лучепреломления в кристаллах Э. Бартолином в 1669 и его теоретич. рассмотрение X. Гюйгенсом в 1678-90). Сам термин "П. с." предложен в 1808 Э. Малюсом. С его именем и с именами Ж. Био, О. Френеля, Д. Араго, Д. Брюстера и др. связано начало широкого исследования эффектов, в основе к-рых лежит П. с.

Существ. значение для понимания П. с. имело её проявление в эффекте интерференции света. Именно тот факт, что два световых луча, линейно поляризованных (см. ниже) под прямым углом друг к другу, при простейшей постановке опыта не интерферируют, явился решающим доказательством поперечности световых волн (Френель, Араго, Т. Юнг, 1816-19). П. с. нашла естеств. объяснение в электромагнитной теории света Дж. К. Максвелла (1865-73) (см. Оптика).

Поперечность световых волн (как и любых др. электромагнитных волн) выражается в том, что колеблющиеся в них векторы напряжённости электрического поля Е и напряжённости магнитного поля Н перпендикулярны направлению распространения волны. Б к Н выделяют (отсюда указанное выше неравноправие) определённые направления в пространстве, занятом волной. Кроме того, Е и Н почти всегда (об исключениях см. ниже) взаимно перпендикулярны, поэтому для полного описания состояния П. с. требуется знать поведение лишь одного из них. Обычно для этой цели выбирают вектор Е.

Световой импульс, испускаемый к.-л. . отдельно взятым элементарным излучателем (атом, молекула) в единичном акте излучения, всегда поляризован полностью. Но макроскопич. источники света состоят из огромного числа таких частиц-излучателей; пространств. ориентации векторов Е (и моменты актов излучения) световых импульсов отд. частиц в большинстве случаев распределены хаотически (это не относится, напр., к лазерам!). Кроме того, поляризация меняется в результате процессов взаимодействия между частицами-излучателями. Поэтому в общем излучении подавляющего большинства источников направление Е не определено (оно непрерывно и беспорядочно меняется за чрезвычайно малые промежутки времени). Подобное излучение наз. неполяризованным, или естественным, светом. Е, как и всякий вектор, всегда можно представить в виде суммы его проекций на 2 взаимно перпендикулярных направления (выбираемых в плоскости, поперечной направлению распространения света). В естеств. свете разность фаз между такими проекциями непрерывно и хаотически меняется. В полностью поляризованном свете эта разность фаз строго постоянна, т. е. взаимно перпендикулярные компоненты Е когерентны (см. Когерентность). Создав определённые условия на пути распространения естеств. света, можно выделить из него поляризованную (полностью или частично) составляющую. Кроме того, полная или частичная (о смысле этого понятия см. ниже) П. с. возникает в ряде природных процессов испускания света и его взаимодействия с веществом.

Полную поляризацию монохроматического света характеризуют проекцией траектории конца вектора Е (рис. 1) в каждой точке луча на плоскость, перпендикулярную лучу. В самом общем случае т. н. эллиптической поляризации такая проекция -эллипс, что легко понять, учитывая постоянство разности фаз между взаимно перпендикулярными компонентами Е и одинаковость частоты их колебаний в монохроматической волне. Для полного описания эллиптич. П. с. необходимо знать направление вращения Е по эллипсу (правое или левое), ориентацию осей эллипса и его эксцентриситет (см., напр., рис. 2, б, г, е). Наибольший интерес представляют предельные случаи эллиптич. П. с.- линейная П. с. (разность фаз 0, kп, где k - целое число, рис. 2, а и д), когда эллипс вырождается в отрезок прямой, и круговая, или циркулярная, П. с. [разность фаз ±(2k + 1)п/2], при к-рой эллипс поляризации превращается в окружность. Определяя состояние линейно- или плоскополяризованного света, достаточно указать положение плоскости поляризации света, поляризованного по кругу,- направление вращения (правое - рис. 2, в, или левое). В сложных неоднородных световых волнах (напр., в металлах или при полном внутреннем отражении) мгновенные направления векторов Е и Н уже не связаны простым соотношением ортогональности, и для полного описания П. с. в таких волнах требуется знание поведения каждого из этих векторов по отдельности.
2023-4.jpg

Рис. 1. Колебания проекций электрического вектора Е световой волны на взаимно перпендикулярные оси х и у (г - направление распространения волны, перпендикулярное как х, так и у). 6 и в -моментальные изображения колебаний и соответствующей огибающей концов полного вектора Е в разных точках волны для случая, когда вертикальные (по оси х) колебания на четверть периода (90°) опережают горизонтальные (по оси у). В каждой одной точке конец Е в этом случае описывает окружность. Стрелки на в нанесены лишь для того, чтобы яснее показать вид правого винта. Винтовая поверхность отнюдь не вращается вокруг z при прохождении волны. Напротив, следует представлять, что вся винтовая поверхность как целое, не вращаясь, переносится вдоль z со скоростью волны.

Рис. 2. Примеры различных поляризаций светового луча (траекторий конца электрического вектора Е в к.-л. одной точке луча) при различных разностях фаз между взаимно перпендикулярными компонентами Ех и Еу. Плоскость рисунков перпендикулярна направлению распространения света: а и д - линейные поляризации; в - правая круговая поляризация; б, г и е - эллиптические поляризации различной ориентации. Приведённые рисунки соответствуют положительным разностям фаз б (опережению вертикальных колебаний по сравнению с горизонтальными). X -длина волны света.

2023-5.jpg

Если фазовое соотношение между компонентами (проекциями) Е меняется за времена, много меньшие времени измерения П. с., нельзя говорить о полной П. с. Однако может случиться, что в составляющих пучок света монохроматич. волнах Е меняется не совершенно хаотически, а между взаимно перпендикулярными компонентами Е существует нек-рый преимущественный фазовый сдвиг (фазовая корреляция), сохраняющийся в течение достаточно длительного времени. Физически это означает, что в поле световой волны амплитуда проекции Е на одно из взаимно перпендикулярных направлений всегда больше, чем на другое. Степень подобной фазовой корреляции в таком - частично поляризованном - свете описывают параметром р - степенью П. с. Так, если преимуществ, фазовый сдвиг равен О, свет частично линейно поляризован; ± п/2 - частично поляризован по кругу. Частично поляризованный свет можно рассматривать как "смесь" двух крайних видов - полностью поляризованного и естественного. Их соотношение и характеризуют параметром р, к-рый часто (но не всегда) определяют как |I1-I2|/(I1+I2). где индексы 1 и 2 относятся к интенсивностям I света двух чортогональных" поляризаций, напр,, линейных во взаимно перпендикулярных плоскостях или соответствующих правой и левой круговым поляризациям; р может меняться от О до 100%, отражая все количеств. градации состояния П. с. (Следует иметь в виду, что свет, проявляющийся в одних опытах как неполяризованный, в других может оказаться полностью поляризованным - с П. с., меняющейся во времени, по сечению пучка или по спектру.)

В квантовой оптике электромагнитное излучение рассматривают как поток фотонов (см. Излучение, Квантовая механика. Оптика). Состояния П. с. с квантовой точки зрения определяются тем, каким моментом количества движения обладают фотоны в потоке. Так, фотоны с круговой поляризацией (правой или левой) обладают моментом, равным ±h (h - Планка постоянная). Любое состояние П. с. может быть выражено всего через два т. н. базисных состояния. При описании П. с. выбор пары исходных базисных состояний неоднозначен - ими могут служить, напр., любые две взаимно-ортогональные линейные П. с., правая и левая круговые П. с. и т. д., причём в каждом случае от одной пары базисных состояний можно по определённым правилам перейти к др. паре.

Эта неоднозначность имеет в квантовом подходе принципиальный характер, однако - "произвол" обычно ограничивают конкретные физич. условия: наиболее удобно выбирать за базисную пару такие состояния П. с., к-рые преобладают в актах испускания фотонов элементарными излучателями либо определяют рассматриваемый процесс взаимодействия света и вещества. (Определение состояния П. с. на опыте осуществляется с помощью такого взаимодействия; по общим правилам квантовой механики подобный эксперимент всегда меняет - иногда пренебрежимо мало, иногда существенно - исходную П. с.) Базисные состояния и состояния, описываемые любой линейной комбинацией базисных (суперпозицией, см. Суперпозиции принцип), наз. чистыми. Они соответствуют полной П. с., со степенью П. с. 100%. Фотоны могут находиться не только в чистых, но и в т. н. смешанных состояниях, в к-рых степень их поляризации меньше 100% и может доходить до нуля (естеств. свет). Смешанные состояния также выражаются через базисные, но более сложным образом, чем линейная суперпозиция (их наз. некогерентной смесью чистых состояний). Взаимодействие света и вещества может в определённых условиях приводить к полному или частичному "выделению" чистых состояний из смешанных (за счёт упомянутого выше изменения П. с. при таком взаимодействии).

Это явление используется для получения полностью поляризованного света или увеличения степени П. с. во мн. поляризационных приборах. Если за базисные состояния П. с. выбраны две круговые (правая и левая) П. с., то при их наложении (когерентной суперпозиции) в равных долях наблюдается линейная П. с.; суперпозиции их в различных др. соотношениях дают эллиптические П. с. со всевозможными характеристиками. Через эти же базисные состояния могут быть выражены любые смешанные состояния. Т. о., тот или иной выбор всего двух базисных состояний даёт возможность описать все состояния П. с.

Эксперименты подтверждают теоре-тич. вывод о том, что каждый фотон, поляризованный по кругу, обладает моментом количества движения h = h/2п (см. Оптическая ориентация, Садовского эффект). Характер поляризации фотонов определяется законом сохранения момента количества движения системы элементарный излучатель - испущенный фотон (при условии, что взаимодействием отд. излучателей между собой можно пренебречь).

Кроме особенностей элементарных актов излучения, к частичной (а иногда и полной) П. с. приводит множество фи-зич. процессов. К ним относятся, напр., отражение света и преломление света, при к-рых П. с. обусловлена различием оптич. характеристик границы раздела двух сред для компонент светового пучка, поляризованных параллельно и перпендикулярно плоскости падения (см. Брюстера закон). Свет может поляризоваться при прохождении через среды, обладающие естеств. или вызванной внеш. воздействиями (индуцированной) оптической анизотропией (вследствие неодинаковости коэффициентов поглощения света при различных состояниях П. с., напр. при правой и левой круговых П. с.-т. н. круговой дихроизм, являющийся частным случаем плеохроизма; вследствие различия преломления показателей среды для лучей различных линейных поляризаций - двойного лучепреломления, см. также Кристаллооптика). Очень часто полностью поляризовано излучение лазеров', одной из осн. (но не единственной!) причин П. с. в лазерах является специфич. характер вынужденного излучения, при к-ром поляризации испускаемого фотона и фотона, вызвавшего акт испускания, абсолютно тождественны; т. о. при лавинообразном умножении числа испускаемых фотонов в лазерном импульсе их поляризации могут быть совершенно одинаковыми. П. с. возникает при резонансном излучении в парах, жидкостях и твёрдых телах. П. с. при рассеянии света столь характерна, что её исследование - один из осн. способов изучения как особенностей и условий самого рассеяния, так и свойств рассеивающих центров, в частности их структуры и взаимодействия между собой (см., напр., Атмосферная оптика, Комбинационное рассеяние света, Поляризация небесного свода). (При рассеянии поляризованного света происходит и его деполяризация - уменьшение степени П. с.) В определённых условиях сильно поляризовано люминесцентное свечение (см. Люминесценция), особенно при возбуждении его поляризованным светом. П. с. весьма чувствительна к величине напряжённости и ориентации электрич. и магнитных полей; в сильных полях компоненты, на к-рые расщепляются спектральные линии испускания, поглощения и люминесценции газообразных и конденсированных систем, оказываются поляризованными (см. Зеемана эффект, Магнитооптика, Штарка эффект).

Одним из эффектов интерференции поляризованных лучей света является хроматическая П. с.

Характерная для всех интерференционных явлений зависимость от длины волны ("цвета") излучения приводит при этой "П. с." (как показывает само название) к окрашиванию интерференционной картины, если исходный поток был белым светом. Обычная схема получения картины хроматич. П. с. в параллельных лучах приведена на рис. 3. В зависимости от разности хода обыкновенного и необыкновенного лучей, приобретаемой в двулучепреломляющей пластинке, наблюдатель видит эту пластинку (в свете, выходящем из анализатора) тёмной или светлой в монохроматич. свете либо окрашенной - в белом. Если пластинка неоднородна по толщине или по показателю преломления, её участки, в к-рых эти параметры одинаковы, видны соответственно одинаково тёмными или светлыми либо одинаково окрашенными. Линии одинаковой цветности называют изохромами. Схема для наблюдения хроматической П. с. в сходящихся лучах показана на рис. 4, а получаемые при этом картины - на рис. 5.

2023-6.jpg

Рис. 3. Схема наблюдения интерференции поляризованных лучей (хроматической поляризации) в параллельном световом потоке. Поляризатор N1 пропускает лишь одну линейно поляризованную (в направлении N1N1) составляющую исходного пучка. В пластинке К, вырезанной из двулучепреломляющего одноосного кристалла параллельно его оптической оси ОО и установленной перпендикулярно пучку, плоскополяризованный луч разделяется на составляющую А0 с колебаниями электрического вектора, параллельными ОО (необыкновенный луч), и составляющую АО, колебания электрического вектора к-рой перпендикулярны ОО (обыкновенный луч). Показатели преломления материала пластинки К для этих двух лучей (пе и по) различны, а следовательно, различны скорости их распространения в К, вследствие чего эти лучи, распространяясь по одному направлению, приобретают разность хода. Разность фаз их колебаний при выходе из К равна s = (1/X)-2п/(no - nе), где l - толщина К, X - длина волны падающего света. Анализатор N2 пропускает из каждого луча только его слагающую с колебаниями, лежащими в плоскости его главного сечения N2N2. Если N1ПЕРПАНДИКУЛЯРНО N2 (оптические оси анализатора и поляризатора скрещены), амплитуды слагающих А1 и А2 равны, а разность их фаз Д = б + п. Они когерентны и интерферируют между собой. В зависимости от величины Д на к.-л. участке пластинки К наблюдатель увидит этот участок тёмным [Д -= (2/k + 1)п, k - целое число] или светлым (Д = 2/kп) в монохроматическом свете и окрашенным - в белом свете.

2023-7.jpg

Рис. 4. Схема для наблюдения хроматической поляризации в сходящихся лучах. N1 - поляризатор, N2 - анализатор; К - пластинка толщиной l, вырезанная из одноосного двулучепреломляющего кристалла параллельно его оптической оси; L1, L2 - линзы. Лучи разного наклона проходят в К разные пути, приобретая разности хода (различные для обыкновенного и необыкновенного лучей). По выходе из анализатора они интерферируют, давая характерные интерференционные картины, показанные на рис. 5.

Рис. 5. Интерференционные картины хроматической поляризации в сходящихся лучах при условии, что оптические оси анализатора и поляризатора скрещены (N1   N2, см. рис. 4). а - срез кристаллической пластинки К перпендикулярен её оптической оси; б - срез параллелен оптической оси. Если падающий на анализатор свет - белый, картины приобретают сложную характерную окраску.

На мн. из перечисленных явлений основаны принципы действия разнообразных поляризационных приборов, с помощью которых не только анализируют состояние П. с., испускаемого внеш. источниками, но и получают требуемую П. с. и преобразуют одни её виды в другие.

Особенности взаимодействия поляризованного света с веществом обусловили его исключительно широкое применение в науч. исследованиях кристаллохимич. и магнитной структуры твёрдых тел, строения биологич. объектов (напр., поляризационная микроскопия, см. Микроскоп), состояний элементарных излучателей и их отд. центров, ответственных за квантовые переходы, для получения информации о чрезвычайно удалённых (в частности, астрофизических) объектах. Вообще, П. с. как существенно анизотропное свойство излучения позволяет изучать все виды анизотропии вещества -поведение газообразных, жидких и твёрдых тел в полях анизотропных возмущений (механических, звуковых, электрических, магнитных, световых), в кристаллооптике - структуру кристаллов (в подавляющем большинстве - оптически анизотропных), в технике (напр., в машиностроении) - упругие напряжения в конструкциях (см. Поляриэационно-оптический метод исследования напряжений) и т. д. Изучение П. с., испускаемого или рассеиваемого плазмой, играет важную роль в диагностике плазмы. Взаимодействие поляризованного света с веществом может приводить к оптической ориентации или т. н. выстраиванию атомов, генерации мощного поляризованного излучения в лазерах и пр. Напротив, исследование деполяризации света при фотолюминесценции даёт сведения о взаимодействии поглощающих и излучающих центров в частицах вещества, при рассеянии света - ценные данные о структуре и свойствах рассеивающих молекул или иных частиц, в др. случаях - о протекании фазовых переходов и т. д. П. с. широко используется в технике, напр. при необходимости плавной регулировки интенсивности светового пучка (см. Малюса закон), для усиления контраста и устранения световых бликов в фотографии, при создании светофильтров, модуляторов излучения (см. Модуляция света), служащих одними из осн. элементов систем оптической локации и оптической связи, для изучения протекания химия, реакций, строения молекул, определения концентраций растворов (см. Поляриметрия, Сахариметрия) и мн. др. П. с. играет заметную роль в живой природе. Мн. живые существа способны чувствовать П. с., а нек-рые насекомые (пчёлы, муравьи) ориентируются в пространстве по поляризованному (в результате рассеяния в атмосфере) свечению голубого неба. При определённых условиях к П. с. становится чувствительным и человеческий глаз (т. н. явление Хайдингера).

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Шерклифф У., Поляризованный свет, пер. с англ., М., 1965; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Феофилов П. П., Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов, М., 1959; Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, Зизд., М., 1969.

В. С. Запасский.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЧАСТИЦ, характеристика состояния частиц, связанная с наличием у них собственного момента количества движения - спина. Понятие П. ч. близко к понятию поляризации света. Последнее означает, в частности, что плоские световые волны с определёнными частотой, направлением распространения и интенсивностью могут отличаться расположением векторов напряжённостей электрического и магнитного полей в пространстве, т. е. поляризацией. Это свойство сохраняется и при квантовом описании света: фотон может обладать поляризацией.

Частица с ненулевой массой покоя (электрон, ядро и др.) и спином J (в единицах постоянной Планка h) имеет 2J + 1 квантовых состояний, отвечающих различным ориентациям спина (различным значениям проекции спина на нек-рое направление). Состояние частицы представляет собой суперпозицию этих состояний. Если коэфф. суперпозиции полностью определены ("чистое" квантовое состояние), то говорят, что частица полностью поляризована. Если коэфф. суперпозиции определены не полностью, а заданы только нек-рыми статистич. характеристиками ("смешанное" состояние), то говорят о частичной поляризации. В частности, частица может быть полностью неполяризованной; это означает, что её свойства одинаковы по всем направлениям, как у бесспиновой частицы (с J = 0). В общем случае П. ч. определяет степень симметрии (или асимметрии) частиц в пространстве. Частицу называют поляризованной (в узком смысле слова), если характеристика её симметрии включает винтовую ось (как у вращающегося твёрдого тела или у циркулярно поляризованного света). Если такой оси нет, но нет и сферич. симметрии, то П. ч. наз. выстроенностью (пример - линейно поляризованный свет). П. ч. определяется в общем случае числом параметров, равным (2J +1)2-1.

Частица с нулевой массой, напр., фотон, обладает только двумя состояниями, определяемыми её спином, а её поляризация определяется в общем случае тремя параметрами. Нейтрино с нулевой массой обладают особым свойством - они всегда полностью поляризованы в форме правой или левой циркулярной поляризации (см. Нейтрино).

В. Б. Берестецкий.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ, отклонение электродного потенциала Е от стационарного потенциала ЕСТ, к-рый электрод приобретает в отсутствие внешнего тока. П. э. измеряется в вольтах (милливольтах). Если отклонение отрицательно (вызвано подводом электронов, к-рые должны расходоваться в реакциях, идущих в катодном направлении), то П. э. называют катодной; при противоположном направлении тока - анодной. Графики функциональной связи между П. э. и плотностью тока i называют соответственно катодными и анодными поляризационными кривыми и широко используют при описании и исследовании электрохим. и коррозионных процессов.

В общем случае связь между i и П. э. криволинейна, однако в интервале отклонений ±10-15 мв от Ест она, как правило, прямолинейна. Угловой коэффициент этого участка (т. е. отношение приращения П. э. к приращению г) имеет размерность сопротивления единицы поверхности (ом*см2) и наз. поляризационным сопротивлением электрода Rп. Электроды с большим Rп наз. сильнополяризуемыми, т. к. уже при очень малых г их потенциалы сильно отклоняются от Ест. Электроды с малым Rп - слабополяризуемые. Существует обратная пропорциональность между Rп и интенсивностью того обмена электрич. зарядами, к-рый происходит между электродом и электролитом при Ест. На коррелирующем электроде эта интенсивность обычно совпадает с плотностью коррозионного тока, и потому измерение Rп иногда используют для определения скорости электрохим. коррозии. Если на электроде возможна лишь одна электродная реакция, то Ест совпадает с равновесным потенциалом Ер этой реакции, П. э.- с её перенапряжением, a Rп оказывается обратно пропорциональным равновесному току обмена. Термином "концентрационная поляризация" обозначают те изменения Е, к-рые связаны с замедленным переносом исходных или конечных компонентов протекающей на электроде реакции. В зоне реакции концентрация первых (Сисх) понижается, а вторых (CKOH) - увеличивается. Это повышает тенденцию реакции протекать в обратном направлении, что и должно компенсироваться приложением дополнительной разности потенциалов. Последняя особенно резко растёт, когда скорость реакции достигает предельно возможной скорости дифузионных потоков, так что либо Сисх снижается практически до 0, либо конечные продукты кристаллизуются, закрывая электродную поверхность. Эту предельную диффузионную плотность тока можно повысить, улучшив массоперенос, напр., путём перемешивания. Вместо термина "концентрационная поляризация" также пользуются термином "концентрационное перенапряжение", т. к. обозначаемое им отклонение Е должно фактически отсчитываться не от Ест, а от Ер соответствующей индивидуальной реакции.

Явления П. э. могут быть и вредны, и полезны. Напр., при электролизе они повышают расход электроэнергии, а при работе гальванич. элемента понижают отдачу электроэнергии; зато при коррозии могут вести к торможению нежелательных процессов. См. также ст. Пассивирование.

Лит.: Кинетика электродных процессов, М., 1952 (авт. колл. под рук. А. Н. Фрумкина); Скорчеллетти В. В., Теоретическая электрохимия. Л., 1959; Феттер К., Электрохимическая кинетика, пер. с нем.. М., 1967; Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 2 изд., М., 1969.

В. М. Новаковский.

ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ НЕЙТРОНЫ, совокупность нейтронов, спины к-рых имеют преимущественную ориентацию по отношению к к.-л. выделенному направлению в пространстве, обычно направлению магнитного поля. Т. к. нейтрон обладает спином ½, то в магнитном поле Н возможны 2 ориентации его спина: параллельно или антипараллельно Н. Нейтронный пучок поляризован, если он содержит разное количество N нейтронов со спинами, ориентированными вдоль (N+) и против поля (N-). Степень поляризации характеризуют величиной P = (N+- N-)(N+ + N-).

Впервые П. н. были получены при пропускании пучка нейтронов через намагниченную до насыщения железную пластину (метод предложен Ф. Блохам в 1936 и исследован Д. Юзом с сотрудниками в 1947, США). Нейтроны, спины к-рых параллельны направлению намагниченности ферромагнетика, сильнее рассеиваются и выбывают из пучка. В результате пучок нейтронов, прошедший через пластину, обогащается нейтронами со спинами, антипараллельными намагниченности. Метод требует сильных намагничивающих полей. В полях Н ~10000э наибольшая степень поляризации P = 0,6.

Более эффективен дифракционный метод (разработан К. Шаллом, Е. Воланом и В. Колером, США, 1951), основанный на дифракции нейтронов от определённых плоскостей намагниченных ферромагнитных монокристаллов (см. Дифракция частиц), напр. сплава Со - Fe. Меняя величину намагниченности и семейства отражающих плоскостей кристалла, можно изменять амплитуду когерентного магнитного рассеяния от 0 до нек-рой макс. величины. Это означает, что для ферромагнитного монокристалла можно подобрать такое брэгговское отражение и величину намагниченности, чтобы ядерная b и магнитная fм амплитуды оказались равными. Тогда для нейтронов со спином, антипараллельным направлению намагниченности, суммарная амплитуда рассеяния равна 0, т. е. под углом Брэгга отразится пучок нейтронов со спинами, параллельными намагниченности. Дифракционный метод позволяет получить монохроматич. пучок П. н. тепловых и резонансных энергий (см. Медленные нейтроны) со степенью поляризации до 0,99.

Часто для получения П. н. пользуются методом отражения нейтронов от намагниченных ферромагнитных зеркал (напр., из Со). При определённых условиях полное отражение испытывают нейтроны со спинами, параллельными намагниченности ферромагнетика. Метод позволяет получить интенсивные отражённые поляризованные пучки нейтронов. Поляризатором нейтронов может служить также неоднородное магнитное поле. Пучок нейтронов, проходя через такое поле, расщепляется на 2 пучка, т. к. на нейтроны с двумя разными ориентациями спинов действуют противоположно направленные силы (см. Штерна - Герлаха опыт).

Одним из методов получения П. н. является рассеяние нейтронов на ориентированных ядрах. Для этого нейтроны пропускают через поляризованную ядерную мишень. Амплитуда ядерного рассеяния зависит от ориентации спина нейтрона относительно спина ядра. Максимальное рассеяние соответствует параллельности спинов нейтрона и ядра, минимальное - их антипараллельности. Особенно эффективна мишень, содержащая ориентированные протоны. Т. к. сечение рассеяния медленных нейтронов на протонах не зависит от их энергии, то удаётся получить П. н. в интервале от 10-2эв до 104-105 эв. Впервые этот метод был осуществлён Ф. Л. Шапиро с сотрудниками в 1963. П. н. с энергией > 106 эв образуются при рассеянии нейтронов на ядрах за счёт спин-орбитального взаимодействия.

П. н. имеют многочисленные применения в ядерной физике как для исследования фундаментальных свойств взаимодействия нуклонов (несохранение чётности в ядерных силах, временная инвариантность ядерных взаимодействий, динамика В-распада нейтрона), так и при изучении структуры ядра. В физике твёрдого тела П. н. позволяют исследовать конфигурацию неспаренных электронов в магнетиках (прецизионные измерения распределения неспаренных электронов атомов и ионов в кристаллич. решётке привели в ряде случаев к обнаружению отклонений распределения заряда от сферически симметричного), измерить магнитные моменты отдельных компонент в сплавах, величину и знак амплитуд магнитного рассеяния и т. д., исследовать изменения поляризации нейтронов при их рассеянии, а также поворот плоскости поляризации в нек-рых кристаллах (что облегчает расшифровку сложных магнитных структур). Неупругое рассеяние П. н. расширяет возможности исследования динамич. свойств решётки магнитных кристаллов. П. н. применяются также при изучении фазовых переходов ферромагнетик - парамагнетик и т. д.

Лит.: Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971; Гуревич И. И., Тарасов Л. В., Физика нейтронов низших энергий, М., 1965; Абов Ю. Г., Гулько А. Д., Крупчицкий П. А., Поляризованные медленные нейтроны, М., 1966; Юз Д., Нейтронная оптика, пер. с англ., М., 1955.

Ю. Г. Абов.

ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ ЯДРА, см. Ориентированные ядра.

ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ атомов, ионов и молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент р (см. Диполь) в электрич. поле Е. Появление р обусловлено смещением электрич. зарядов в атомных системах под действием поля Е; такой индуцированный момент р исчезает при выключении поля (понятие П. не относят, как правило, к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом, напр, к полярным молекулам).

В относительно слабых полях зависимость р от Е линейная;
2023-8.jpg

где а имеет размерность объёма и является количеств. мерой П. (её также наз. П.). Для нек-рых молекул значение П. может зависеть от направления Е (анизотропная П.). В сильных электрич. полях зависимость р (Е) перестаёт быть линейной.

В формуле (1) Е - электрич. поле в месте нахождения частицы - т.н. локальное поле; для изолированной частицы (напр., молекулы разреженного газа) оно совпадает с внешним полем Евнеш; в жидкости или кристалле к Евнеш добавляются поля ЕВНУТР, создаваемые окружающими данную частицу другими заряженными частицами.

При включении поля момент р появляется не мгновенно, время установления т момента р зависит от природы частиц и окружающей среды. Статич. полю отвечает статич. значение П. В переменном, напр. изменяющемся по гармонич. закону, поле П. зависит от его частоты со и времени установления г. При достаточно низких w и коротких т момент р устанавливается синфазно с изменениями поля и П. совпадает со статич. П. При очень высоких w или больших г момент р может вообще не возникать (частица "не чувствует" присутствия поля, П. нет). В промежуточных случаях (особенно при w =~ 1/г) наблюдаются явления дисперсии и поглощения.

Различают неск. видов П. Электронная П. обусловлена смещением в поле Е электронных оболочек относительно атомных ядер; ионная П. (в ионных кристаллах) - смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия; атомная П. обусловлена смещением в поле Е атомов разного типа в молекуле (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом темп-ры П. несколько уменьшается.

В физике твёрдых и жидких диэлектриков под П. понимают среднюю П. (поляризацию Р, рассчитанную на 1 частицу и приходящуюся на единицу поля: а = = P/EN, где N - число частиц). П. полярных диэлектриков наз. ориентационной. Поляризация диэлектриков при скачкообразных переходах его частиц из одного возможного состояния в другое под действием поля Е можно описывать, вводя релаксационную П. Характерной особенностью этих видов П. является их резкая зависимость от темп-ры.

В лит-ре по физике диэлектриков иногда наз. П. коэфф. пропорциональности X между Р и Е: Р = x Е, т. е. диэлектрическую восприимчивость.

Понятие П. получило большое применение в физике диэлектриков, молекулярной физике и физ. химии. Для относительно простых систем связь между П. и макроскопич. характеристиками вещества описывается, напр. для электронной П., Лоренц - Лоренца формулой или Клаузиуса - Моссотти формулой, а с учётом ориентационной П.- формулой Ланжевена - Дебая. С помощью этих (и подобных им) формул можно экспериментально определять П. Понятие П. применяется для объяснения и исследования ряда оптич. явлений: поляризации света, рассеяния света, оптич. активности, комбинационного рассеяния света, особенно в системах из многоатомных молекул (в частности, белков).

Лит.: Сканави Г. И., Физика диэлектриков (область слабых полей), М.- Л., 1949; Фрёлих Г., Теория диэлектриков, пер. с англ., М., 1960; Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М.- Л., 1955.

А.А. Гусев.

ПОЛЯРИМЕТР, 1) прибор для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматич. света в оптически-активных веществах (дисперсию оптической активности измеряют спектрополяриметрами). В П., построенных по схеме полутеневых приборов (рис. 1, 2), измерение сводится к визуальному уравниванию яркостей двух половин поля зрения прибора и последующему считыванию показаний по шкале вращений, снабжённой нониусом. Эту методику, несмотря на её принципиальную простоту, отличает достаточно высокая для мн. целей точность измерений, что обусловило широкое применение полутеневых П. Однако более распространены автоматич. П. с фотоэлектрич. регистрацией, в к-рых та же задача сопоставления двух интенсивностей решается поляризационной модуляцией светового потока (см. Модуляция света) и выделением на выходе приёмника света сигнала осн. частоты (рис. 3). Совр. автоматич. П. позволяют измерять углы оптич. вращения с точностью ~ 0,0002°. 2) Прибор для определения степени поляризации р частично поляризованного света (см. Поляризация света). Простейший такой П. - полутеневой поляриметр Корню, предназначенный для измерения степени линеиной поляризации. Основными элементами этого П. служат призма Волластона (см. Поляризационные призмы) и анализатор. Поворотом анализатора (шкала поворота проградуирована на значения р) уравнивают яркости полей, освещаемых пучками, к-рые при выходе из призмы имеют неодинаковую интенсивность. Фотоэлектрически и П. в наиболее простом случае измерения степени линейной поляризации состоит из вращающегося вокруг оптич. оси П. анализатора и фотоприёмника. Отношение амплитуд переменной составляющей тока приёмника к постоянной непосредственно даёт р. Поставив перед П. фазовую пластинку четверть длины волны (см. Компенсатор оптический, Поляризационные приборы), можно использовать его для измерения степени круговой (циркулярной) поляризации.
2023-9.jpg

Рис. 1. Принципиальная схема полутеневого поляриметра: 1 - источник света; 2 - конденсор; 3 - 4 - полутеневой поляризатор; 5 - трубка с измеряемым оптически-активным веществом; 6 - анализатор с отсчётным устройством; 7 - зрительная труба; 8 - окуляр отсчётного устройства (напр., микроскопа-микрометра).
2023-10.jpg

Рис. 2. Полутеневые поляризаторы. Плоскости поляризации двух их половин P1 и Р2 составляют между собой малый угол 2а . Поэтому, если плоскость поляризации анализатора АА перпендикулярна биссектрисе (а), обе половины I и II поля зрения имеют одинаковую освещённость, т. е. не полностью погашены (полутень, откуда название). При малейшем повороте анализатора относительная освещённость I и II резко меняется (б и в). Примеры конструкций полутеневых поляризаторов: г - схема Липпиха; P1 и Р2 - Две поляризационные призмы, одна из к-рых закрывает половину поля зрения, А - анализатор; д - схема Лорана; за поляризационной призмой Р устанавливают фазовую пластинку М в 'А длины волны, главная плоскость к-рой составляет угол а с плоскостью поляризации Р; D ~ диафрагма, ограничивающая поле зрения.

Рис. 3. Схемы автоматических поляриметров с фотоэлектрической регистрацией, основанные на модуляции света по плоскости поляризации (схема б отличается от а лишь наличием магнитооптического модулятора М, поэтому её элементы не снабжены цифровыми обозначениями). 1 - источник света; 2 - конденсор; 3 -поляризатор-модулятор света по плоскости поляризации; 4 - ячейка (кювета) с измеряемым оптически-активным веществом; 5 - анализатор; 6 - фотоприёмник; 7 - усилитель; РД - реверсивный электродвигатель. Промодулированный по интенсивности (после прохождения через анализатор) свет преобразуется фотоприёмником в переменное напряжение V2, усиливаемое до V'2 к-рое подаётся на одну из двух обмоток двухфазного РД, кинематически связанного с анализатором и отсчётным устройством. На другую обмотку подаётся синусоидальное (модулирующее) напряжение V1; его частота равна частоте первой гармоники модулируемого света. РД автоматически поворачивает анализатор на угол, равный измеряемому вращению. Результат измерений не зависит от изменений интенсивности света, амплитуды угловых колебаний плоскости его поляризации и коэффициента усиления в 7, что позволяет проводить измерения для сред с большим поглощением и не требует стабилизации усиления.

П. широко и эффективно применяются в первую очередь в поляриметрии для изучения структуры и свойств веществ, а также для других науч. исследований и решения технич. задач. В частности, измерения степени циркулярной поляризации излучения космич. объектов позволяют обнаруживать сильные магнитные поля во Вселенной.

Лит.: Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; см. также лит. к ст. Поляризация света, Поляриметрия.

В. С. Запасский.

Яндекс.Метрика

© (составление) libelli.ru 2003-2017