БСЭ. Спектр колебаний

СПЕКТР колебаний, совокупность простых гармонич. колебаний, на к-рые может быть разложено данное сложное колебат. движение. Математически такое движение может быть представлено в виде периодической, но негармонич. ф-ции f(t) с частотой $\omega$ . Эту функцию можно разложить в С., т. е. представить в виде ряда гармонич. функций: f(t)= $\Sigma$ _n=0^беск. C_n cos n $\omega$ t с частотами п $\omega$ , кратными осн. частоте (где C_n - амплитуды гармонич. функций, f - время, n - номер гармоники). Чем сильнее разлагаемое колебание отличается от гармонического, тем богаче его С., тем больше составляющих обертонов содержится в разложении и тем больше амплитуды этих обертонов. В общем случае С. периодич. колебания содержит бесконечный ряд гармонич. обертонов, амплитуды к-рых убывают с увеличением номера обертона и притом довольно быстро, так что практически приходится принимать во внимание наличие только нек-рого конечного числа обертонов. Процессы, не имеющие строгой периодичности или непериодические, могут представляться в виде суммы гармонич. компонент с некратными частотами или в виде суммы (интеграла) бесконечного числа составляющих со сколь угодно близкими частотами (непрерывный С.). В зависимости от природы колебат. процесса различают спектры оптические, электрические, механические, напр. спектр звука.

СПЕКТР 3ВУКА, совокупность простых гармонических волн, на к-рые можно разложить звуковую волну. С. з. выражает его частотный (спектральный) состав и получается в результате анализа звука. С. з. представляют обычно на координатной плоскости, где по оси абсцисс отложена частота f, а по оси ординат-амплитуда Л или интенсивность гармонич. составляющей звука с данной частотой. Чистые тона, звуки с периодич. формой волны, а также полученные при сложении неск. периодич. волн, обладают линейчатыми спектрами (рис. 1); такие спектры, определяющие их тембр, имеют, напр., музыкальные звуки. Акустич. шумы, одиночные импульсы, затухающие звуки имеют сплошной спектр (рис. 2).

Рис. 2. Спектр затухающего колебания.

Комбинированные спектры характерны для шумов нек-рых механизмов, где, напр., вращение двигателя даёт наложенные на сплошной спектр отд. частотные составляющче, а также для звуков клавишных музыкальных инструментов (рис. 3), имеющих (особенно в верхнем регистре) шумовую окраску, обусловленную ударами молоточков.

Рис. 3. Спектр звука клавишного музыкального инструмента.

СПЕКТР ОПЕРАТОРА (матем.), совокупность чисел $\lambda$ , для к-рых оператор T - $\lambda$ E (где T - данный линейный оператор, a E - единичный оператор) не имеет всюду определённого ограниченного обратного оператора. Понятие С. о. есть обобщение понятия совокупности собственных значений матрицы. Особо важно понятие С. о. для самосопряжённых и унитарных операторов. См. также Операторов теория, Спектральный анализ линейных операторов.

СПЕКТР ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, совокупность гармонич. составляющих телевизионного сигнала. Ширина спектра и его структура определяются параметрами разложения передаваемого изображения и содержанием последнего.

За ниж. границу С. т. с. при прогрессивной развёртке принимают частоту смены кадров, при чересстрочной - частоту смены полей. (Постоянная составляющая, характеризующая ср. яркость изображения, обычно в телевиз. сигнале непосредственно не присутствует.) Верх. границу С. т. с. f_максустанавливают, исходя из условий передачи осн. гармонич. составляющей для чередующихся вдоль строки чёрно-белых элементов изображения; f_макс = ½KnpZ², где К - постоянный коэфф. (обычно К = 0,6-0,9), n - частота кадров, $\rho$ - формат кадра (отношение его ширины к высоте), Z - число строк (напр., при телевизионном стандарте, принятом в СССР, n = = 25 сек^-1, Z = 625, $\rho$ = ⁴/з и при К = = 0,9 f_макс= 6 Мгц).

С. т. с. при неподвижном чёрно-белом изображении, как и спектр сигнала яркости при неподвижном цветном изображении, имеет дискретный характер и состоит из отд. групп спектральных линий, образованных гармониками строчной частоты f_стр и боковыми линиями. В каждой группе наиболее интенсивна гармоника f_стрПри движении объектов и смене содержания передаваемых изображений около дискретных спектральных линий появляются боковые полосы сплошного спектра; ширина полос обычно не превышает неск. гц.

В совместимых системах цветного телевидения в высокочастотной части спектра сигнала яркости расположен спектр сигнала цветовой поднесущей. Частота и способ модуляции сигнала цветовой поднесущей выбираются так, чтобы соответствующие боковые спектральные линии располагались на свободных участках спектра сигнала яркости. В системе CEKAM, напр., частоты цветовых поднесущих составляют 272 и 282 f_стр, и применяется частотная модуляция. Ширина спектра сигнала цветовой поднесущей в спектре сигнала яркости не превышает 3 Мгц.

Лит. см. при ст. Телевидение.

H. Г. Дерюгин.

СПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА РЕНТГЕНОВСКАЯ, аппаратура, в к-рой рентгеновские лучи возбуждаются в исследуемом веществе, разлагаются в спектр и регистрируются. Прецизионная С. а. р. служит для исследования тонкой структуры рентгеновских спектров, аналитическая - для определения элементного состава вещества (см. Спектральный анализ рентгеновский). Прецизионная аппаратура должна обладать высокой разрешающей способностью, аналитическая - высокой светосилой.

В зависимости от цели и условий исследования и характера объекта применяют различные типы С. а. р.

Дифракционная С. а. р. основана на разложении рентгеновского излучения в спектр с помощью дифракции рентгеновских лучей. В состав этой С. а. р. входят: рентгеновская трубка, источник её питания, диспергирующий элемент (кристалл-анализатор или дифракционная решётка), детектор рентгеновского излучения и электронная аппаратура, питающая его и регистрирующая его импульсы. В прецизионной С. а. р. применяются либо кристаллы-анализаторы, представляющие собой почти идеальные кристаллы, изогнутые по поверхности кругового цилиндра или сферы (рис. 1, а), либо дифракционные решётки, вогнутые по сферич. поверхности (рис. 1, б). В аналитич. С. а. р. используют либо изогнутые кристаллы, либо плоские кристаллы с многопластинчатым коллиматором Соллера, ограничивающим угловую расходимость падающего на кристалл излучения от неск. угловых минут до 1° (рис. I, $\beta$ ).

Рис. 1. Оптические схемы рентгеновских спектрометров: а - фокусирующий спектрометр с кристаллом-анализатором К; б - фокусирующий спектрометр с дифракционной решёткой G; в - спектрометр с плоским кристаллом (коллиматором Соллера); S - источник излучения; Si к Sz - щели; f - фокальная окружность; О' - её центр; О - центр окружности, по которой изогнут кристалл, или центр вогнутой поверхности решётки; D - детектор; P - фотокатод; M - вторичный электронный умножитель; C1 и С2 - многопластинчатые коллиматоры.

В качестве детекторов рентгеновского излучения в С. а. р. чаще всего применяют пропорциональные, сцинтилляционные или полупроводниковые счётчики фотонов, а для мягких рентгеновских лучей - фотокатоды с вторичным электронным умножителем открытого типа. Если С. а. р. предназначена для исследования первичных рентгеновских спектров, то исследуемое вещество наносят на анод разборной рентгеновской трубки и откачивают её до давления <10^-5 мм рт. ст. Если исследуют свойства вещества по его флуоресцентному рентгеновскому излучению, то применяют запаянную рентгеновскую трубку, а исследуемое вещество располагают вне трубки, возможно ближе к её окну.

Рис. 2. Рентгеновский 12-канальный квантометр КРФ-18. Справа налево: оперативный стол, две стойки счёта импульсов - на 4 и 8 каналов, высоковольтный источник питания рентгеновской трубки, система автоматического управления и устройство вывода информации.

С. а. р., предназначенная для одновременной регистрации 1-2 линий спектра, наз. рентгеновским спектрометром (при фоторегистрации - спектрографе м), а при одновременной регистрации многих (до 24) линий спектра - рентгеновским к в а нтометром (рис. 2). Для выделения каждой линии квантометр имеет отд. малогабаритный спектрометр, к-рый вместе со своей электронной регистрирующей установкой наз. его каналом. Излучение от анализируемого образца поступает во все каналы квантометра одновременно. Число импульсов детектора за определённое время счёта регистрирует ццфропечатающая машинка. В спектрометрах часто применяют также интегрирование импульсов с последующей записью самописцем результатов непрерывного сканирования прибора вдоль спектра. Выходы каналов квантометров могут быть введены в ЭВМ для дальнейшей обработки информации.

В прецизионных спектрометрах непрерывная запись спектра вносит нек-рые искажения, поэтому иногда применяют автоматич. шаговое сканирование: регистрируют число импульсов детектора во MH. равноудалённых точках спектра. В этих точках спектрометр неподвижен в течение заданного времени, переход от точки к точке совершается быстро. В аналитич. спектрометрах иногда применяют шаговое сканирование по точкам спектра, в к-рых расположены аналитич. линии определяемых элементов. Такой спектрометр работает по программе, задающей набор определяемых элементов, время счёта импульсов в каждой из соответствующих точек спектра, необходимые параметры электронной регистрирующей установки и тип кристалла-анализатора (в спектрометрах имеются 3-4 сменных кристалла). Всю программу и запись результатов спектрометр выполняет автоматически.

На пром. предприятиях в качестве датчиков состава часто используют специализированную С. а. р. для определения одного или немногих элементов. К их числу относится аппарат АРФ-4М, основанный на методе стандарта-фона - анализе по отношению интенсивностей аналитич. линии и линии фона. Эти линии расположены близко друг к другу и регистрируются одним детектором, попадая в него через две соответствующие щели. Качающаяся шторка поочерёдно перекрывает эти щели и одновременно переключаются две установки, регистрирующие импульсы детектора. Регистрирующая установка прекращает счёт импульсов после набора заданного числа их на линии фона. Число импульсов, сосчитанное на аналитич. линии, будет пропорционально отношению её интенсивности к интенсивности линии фона. Такие датчики состава применяются на обогатительных ф-ках и металлургич. з-дах цветной металлургии. АРФ-4М позволяет определять 12 разных элементов.

Бездифракционная С. а. р. применяется для рентгеновского спектрального анализа. В ней рентгеновское излучение исследуемого образца непосредственно регистрируется сцинтилляционными, газовыми пропорциональными или полупроводниковыми счётчиками (рис. 3), амплитуды импульсов к-рых пропорциональны энергиям фотонов исследуемого излучения.

Рис. 3. Схема рентгеноспектрального бездифракционного анализатора: 1 - изотопный источник; 2 - защитный экран; 3 - анализируемый образец; 4 - фильтр; 5 - детектор.

Аналитич. линии выделяются одно- или многоканальным амплитудным анализатором импульсов счётчика. При близком расположении окна счётчика к образцу полезно используемый телесный угол излучения каждого атома образца очень велик, а регистрируемая Интенсивность превосходит её значение в дифракционной С. а. р. на неск. порядков. Это позволяет проводить анализ даже при очень слабом флуоресцентном рентгеновском излучении образца, возбуждаемом либо изотопными источниками, либо миниатюрными рентгеновскими трубками, анодный ток к-рых не превышает неск. мка.

Недостатком без дифракционной С. а. р. является сравнительно невысокая разрешающая способность пропорционального детектора. Для устранения помех, создаваемых линиями, соседними с аналитической, чаще всего последовательно применяют пару сбалансированных фильтров из двух соседних элементов. С их помощью удаётся выделить ту область спектра, в к-рой находится аналитич. линия, и улучшить разрешающую способность бездифракционной С. а. р.

Малые габариты и масса позволяют применять без дифракционные анализаторы переносного типа для геологич. разведки полезных ископаемых в полевых условиях и для спуска их в пробурённую скважину диаметром от 40 мм на глубину до 100 м.

Микроанализаторы основаны на возбуждении первичного рентгеновского излучения образца игольчатым электронным лучом (зондом) диаметром около 1 мкм, разложении этого излучения в спектр и его регистрации. Для получения тонкого электронного зонда используют электронную пушку и фокусирующие магнитные линзы. Применение светосильных фокусирующих спектрометров с изогнутыми кристаллами или вогнутой дифракционной решёткой позволяет при токе зонда всего неск. мка получить спектр данной точки образца. Выбор этой точки можно производить визуально с помощью оптич. микроскопа. Если образец и зонд неподвижны, а сканирует спектрометр, можно измерить весь спектр излучения образца и сделать полный анализ его состава в данной точке. Если зонд и спектрометр неподвижны, а образец сканирует, можно получить запись распределения вдоль линии сканирования того элемента, на к-рый настроен спектрометр. Если спектрометр и образец неподвижны, а зонд (с помощью двух пар отклоняющих пластин и поданных на них переменных электрич. потенциалов) сканирует по поверхности образца размером ~ 0,4*0,4 мм²синхронно со строчной развёрткой телевизионного устройства, на вход к-рого подан выходной потенциал детектора спектрометра, то на экране кинескопа будет получено сильно увеличенное изображение сканируемой поверхности в лучах того элемента, на к-рый настроен спектрометр. T. о. можно получить распределение данного элемента по исследуемому участку поверхности образца. В совр. микроанализаторах часто используют два рентгеновских спектрометра: один - с кристаллом-анализатором, другой - с дифракционной решёткой. Это позволяет выполнить локальный анализ всех элементов, начиная с Li.

Лит.: Б л о х и н M. А., Методы рентгено-спектральных исследований, M., 1959; Бирке Л. С., Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда, пер. с англ., M., 1966; Б л о х и н M. А., Рентгено-спектральная аппаратура. "Приборы и техника эксперимента", 1970, № 2; З и м к и н а Т. M., Ф о м и ч е в В. А., Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия, Л., 1971; Плотников P. И., Пшеничный Г. А., Флюоресцентный рентгенора-диометрический анализ, M., 1973; JIeман E. П., Рентгенорадиометрический метод опробования месторождений цветных и редких металлов, Л-, 1973; Электронно-зондовый микроанализ, пер. с англ., M., 1974.

M. А. Блохин.

СПЕКТРАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЗВЁЗД, разделение звёзд на классы, установленные по различиям в их спектрах (в первую очередь по относительным интенсивностям спектральных линий).

После первых попыток С. к. з. во 2-й половине 19 в. (итал. астроном А. Секки, нем. астроном Г. Фогель и др.) наиболее удачной оказалась т. н. гарвардская классификация, разработанная на рубеже 19 и 20 вв. амер. астрономом Э. Кэннон. Осн. критерием в этой классификации принята интенсивность атомных спектральных линий или молекулярных полос; одновременно грубо учитывается распределение энергии в непрерывном спектре звезды. Гарвардская С. к. з., основанная на эмпирич. данных, является температурной классификацией, отражающей различия ионизационных темп-р звёздных атмосфер и в нек-рой степени возможные различия химич. состава звёзд.

Спектральные классы имеют буквенные обозначения и располагаются в последовательности :

соответствующей убыванию температуры; ответвления выражают различия химического состава. Переходы между классами непрерывны, внутри классов вводятся десятичные подразделения, например В0, Bl, В2, ..., В9, А0, ..., причём каждый последующий класс или его подразделение наз. более поздним по отношению к предыдущему. 99% всех звёзд принадлежат к спектральным классам В - M. Звёзды классов О, R, N, S редки. Спектральные классы характеризуются след, признаками.

К л а с с О (темп-pa t г" 50 000-30 000К). К этому классу принадлежат немногочисл. весьма горячие звёзды с сильно развитым ультрафиолетовым участком спектра. Характерны линии ионизованного гелия. В более поздних подразделениях видны линии нейтрального гелия, многократно ионизованных азота, углерода, кремния. Встречаются звёзды с широкими эмиссионными полосами, источником к-рых являются также нейтральные и ионизованные атомы гелия и ионизованные атомы азота, углерода ц кислорода. Такие звёзды наз. Вольфа - Райе звёздами и обозначают буквой W.

Класс В (t = 30000-12000К). Для спектров звёзд этого класса характерно наличие в них линий нейтрального гелия и ионизованных кислорода и азота. Линии водорода хорошо заметны, начиная с ВО, и значительно усиливаются при переходе к классу В9. Наоборот, линии гелия к классу В9 ослабляются. Начиная со спектров В5, хорошо заметны линии ионизованного кальция (линия К) и магния (с длиной волны $\lambda$ 4481 А).

Класс A (t = 11 500-7700K). В спектрах преобладают водородные линии бальмеровской серии, достигающие наибольшей интенсивности в классе АО, линии гелия исчезают. Нарастают интенсивности линии К и линии $\lambda$ 4481 А, в классе А2 появляется линия нейтрального кальция $\lambda$ 4227 А, а в классе А5 - линии нейтрального железа.

Класс F (t = 7600-6100К). Водородные линии всё ещё наиболее интенсивны, но заметны также многочисл. линиа металлов - ионизованных и нейтральных. Очень интенсивны линии H и К ионизованного кальция. Неск. линий железа и ионизованного титана на спектрограммах с малой дисперсией сливаются, образуя т. н. полосу G (длины волн от 4305 А до 4315 А).

Класс G (t = 6000-5000K). Водородные линии более не выделяются среди мощных спектральных линий металлов и в спектрах G5 - G9 слабее нек-рых линий железа. Очень интенсивны линии H и К. К классу G2 принадлежит Солнце.

Класс К (t = 4900-3700K). Линиа H и К, линия $\lambda$ 4227 А и полоса G достигают наибольшего развития. В классе К5 появляются следы полос поглощения молекулы окиси титана. Непрерывный спектр в ближайшем ультрафиолетовом участке (за линией К) практически отсутствует.

Класс M (t = 3600-2600K ). К этому классу принадлежат красные звёзды с полосчатым спектром. Особенно выделяются полосы окиси титана. Из атомных линий выделяется только линия $\lambda$ 4227 А. Линии H и К почти не видны. Встречаются спектры M с одной или неск. водородными линиями бальмеровской серии в виде линий излучения.

Класс К (t = 5000-4000K). Спектры этого класса во многих чертах сходны со спектрами G5-К5, но резко выделяются полосы поглощения молекул углерода и циана. У звёзд R5 фиолетовая часть спектра с длиной волны меньше 4240 А очень слаба.

КлассМ (t = 3000-2000K). Наблюдается дальнейшее усиление полос поглощения молекул углерода и циана, резко ограниченных с красной стороны. Heпрерывный спектр с длиной волны меньше 4400 А очень слаб, чем и объясняется красный цвет этих звёзд. Звёзды классов RnN часто наз. углеродными и сокращённо обозначаются как С-звёзды.

К л а с с S (t = 3000-2000K). Звёзды этого класса по распределению энергии в непрерывном спектре сходны со звёздами спектральных классов M и N, но отличаются от них присутствием полос окиси циркония, а также менее заметных полос окиси иттрия и окиси лантана - элементов, очень редких на Земле. Водородные линии наблюдаются часто в форме излучения, как в классе M. В классах R, N и S также присутствуют полосы окиси титана.

Небольшое количество звёзд имеют спектры, не укладывающиеся в описанную последовательность или имеющие ту или иную особенность; это отмечается либо буквой р, либо, более определённо, буквами: е - в случае наличия эмиссионных линий, особенно часто встречающихся в спектрах В и M (напр., В2е); n - при сильно размытых линиях (напр., AOn); s - при резких линиях (напр., ASs); с - при особенно тонких и глубоких линиях поглощения (напр., сА2); k - в случае присутствия в спектре хорошо заметных линий межзвёздного кальция (напр., BOk).

Часто наблюдаются изменения спектрального класса у звёзд. Так, в спектрах звёзд класса В нередко то появляются, то вновь исчезают эмиссионные линии (характеристика е). Изменения блеска физич. переменных звёзд сопровождаются изменениями их спектрального класса. Очень сложные превращения испытывают спектры новых звёзд после достижения ими максимума блеска. Спектры газовых планетарных туманностей, имеющие линии излучения без непрерывного спектра, обозначаются буквой P. Встречаются сложные спектры, в к-рых смешиваются характеристики двух и даже трёх спектральных классов. Их обозначают, напр., так: GOA2 или GO + А2. Часто эти спектры принадлежат тесным двойным звёздам.

Применение более точных, в том числе спектрофотометрических, методов позволило различать внутри каждого спектрального класса звёзды большой или малой светимости. Обнаружилось, что тонкими глубокими спектральными линиями поглощения (характеристика с) обладают звёзды-сверхгиганты. У звёздгигантов вследствие низкого газового давления в атмосферах ионизация облегчена по сравнению со звёздами-карликами, в результате чего при той же темп-ре у первых линии ионизованных атомов усилены по сравнению с линиями нейтральных атомов, а у вторых - ослаблены. Водородные линии бальмеровской серии, очень чувствительные к так называемому Штарка эффекту, сильно расширены в спектрах звёзд-карликов (вследствие большой плотности электронов в атмосферах) и, наоборот, весьма тонки в спектрах звёзд-гигантов. Эти и нек-рые др. критерии привели к возможности сначала грубо различать спектры звёзд-гигантов и звёзд-карликов (буквы g и d, стоящие перед буквой, обозначающей спектральный класс), а впоследствии определять и абсолютную звёздную величину звёзд по их спектру. Последнее обстоятельство открыло пути к определению спектральных параллаксов звёзд и сделало возможной двумерную С. к. з., в которой звёзды подразделяются не только по своим темп-рам, но и по абсолютным звёздным величинам. Наиболее детальнс двумерная классификация разработана на Йерксской обсерватории (США) в 1940- 1943. В двумерной классификации наряду со старым буквенным обозначением С. к. з. указывается римской цифрой класс светимости по след, схеме: Ia - самые яркие звёзды-сверхгиганты, Ib - менее яркие звёзды-сверхгиганты, II - яркие звёзды-гиганты, III - нормальные звёзды-гиганты, IV - звёзды-субгиганты, V - звёзды главной последовательности. Изредка употребляются ещё V] и VII для характеристики спектров субкарликов (sd) и белых карликов (wd) соответственно. Установление спектрального класса звезды в двумерной классификации даёт широкую характеристику физич. свойств её поверхностных слоев; на основании этих данных теоретич. путём можно установить характеристики звезды в целом, включая её внутр. области. Двумерная классификация спектров звёзд имеет много преимуществ сравнительно с одномерной, но её распространение на слабые звёзды, спектры к-рых фотографируются обычно с помощью объективной призмы, затруднительно. На Крымской и Абастуманской обсерваториях (СССР) разработаны критерии двумерной классификации слабых звёзд.

Илл. см. на вклейке, табл. XXIV (стр. 128-129).

Лит.: Курс астрофизики и звездной астрономии, под ред. А. А. Михайлова, 3 изд., т. 1, M., 1973, гл.18; С а nnon A. J. and Pickering E. С., The Henry Draper catalogue, [V.] 1 - 9, Camb. (Mass.), 1918 - 1924 (Annals of the Astronomical observatory of Harvard college, v. 91 - 99); Morgan W. W., K e e n a n P. C. and K e 1 1 m a n E., An atlas of stellar spectra with an outline of spectral classification, Chi., 1943.

Д. Я. Мартынов.

СПЕКТРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ величины, характеризующей излучение (напр., потока излучения, силы света), отношение рассматриваемой величины, взятой в очень (более строго - бесконечно) малом интервале, содержащем данную длину волны $\lambda$ , к ширине этого интервала d $\lambda$ . Вместо $\lambda$ могут использоваться частоты, волновые числа или их логарифмы. В таких случаях термин "С. п." уточняется - говорят, напр., о С. п. по частоте. График зависимости С. п. от длины волны $\lambda$ или частоты $\nu$ характеризует распределение соответствующей величины по спектру.

СПЕКТРАЛЬНАЯ СВЕТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ (устар. видность) излучения в воспринимаемом человеческим глазом ("видимом") диапазоне длин волн $\lambda$ (частот $\nu$ ) излучения, отношение светового потока излучения с длиной волны $\lambda$ (монохроматического света) к соответствующему потоку излучения. Обозначается K( $\lambda$ ). Макс. значение К_т= 680 лм/вт С. с. э. принимает при $\lambda$ =555 HM. Величины С. с. э. иотноcительная С. с. э. (относительная видность) V( $\lambda$ ) = = K( $\lambda$ )/K_mлежат в основе построения системы световых величин. См. также Световая эффективность, Спектральная чувствительность.

СПЕКТРАЛЬНАЯ СЕНСИТОМЕТРИЯ, см. Сенситометрия.

СПЕКТРАЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ приёмника излучения, отношение величины, характеризующей уровень реакции приёмника, к потоку энергии монохроматического излучения, вызывающего эту реакцию (см. Монохроматический свет). Различают абсолютную С. ч., выражаемую в именованных единицах (напр., $\alpha$ /вm, если реакция приёмника измеряется в амперах), и безразмерную относительную С. ч.- отношение С. ч. при данной длине волны излучения к макс, значению С. ч. или к С. ч. при нек-рой др. длине волны. С. ч. глаза человека - то же, что и спектральная световая эффективность излучения (в и д н о с т ь). О С. ч. фотоматериалов см. в ст. Сенсибилизация оптическая, Сенситометрия.

СПЕКТРАЛЬНО-ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ, двойные звёзды, компоненты к-рых столь близки между собой, что не видны порознь даже в самые сильные телескопы. Двойственность таких звёзд обнаруживается только по периодич. смещениям либо раздвоениям линий в их спектрах вследствие Доплера эффекта, происходящего вследствие орбитального движения компонентов.

СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ линейного оператора, представление линейного оператора А в виде линейной комбинации операторов проектирования на взаимно перпендикулярные оси или (более общо) в виде специального интеграла, содержащего под знаком интегрирования семейство операторов проектирования, удовлетворяющее определённым условиям (так называемое разложение единицы, отвечающее оператору А). Изучение С. р. и их возможных обобщений для различных типов линейных операторов составляет основное содержание спектрального анализа линейных операторов.

СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ случайной функции, разложение случайной функции (в частности, случайного процесса) в ряд или интеграл по той или иной специальной системе функций такое, что коэффициенты этого разложения представляют собой взаимно некоррелированные случайные величины. Наиболее известный класс С. р. случайных функций - представления стационарных случайных процессов X (t) в виде интеграла Фурье - Стилтьеса

где Z( $\lambda$ ) - случайная функция с некоррелированными приращениями. Существование такого С. р. показывает, что стационарный случайный процесс всегда можно рассматривать как наложение некоррелированных друг с другом гармонич. колебаний различных частот со случайными фазами и амплитудами. С. р. аналогичного вида, но с заменой гармо нич. колебаний га-мерными плоскими волнами, имеет место и для однородных случайных полей в га-мерном пространстве. Другой тип С. р. случайных функций - это разложение случайного процесса X(t). заданного на конечном отрезке оси (или, более общо, случайной функции X(t), заданной на ограниченной области n-мерного пространства), в ряд вида

где $\varphi$ _k(t) и $\lambda$ _k - собственные функции и собственные значения интегрального оператора в функциональном пространстве с ядром, равным корреляционной функции случайного процесса (или функции) Х(t), a Z_k, k = 1,2,...,- последовательность попарно некоррелированных случайных величин единичной дисперсии. С. р. специального вида имеют место также для однородных и изотропных случайных полей в евклидовых пространствах и для однородных полей на пространствах с группой преобразований, отличных от евклидова пространства.

Лит.: Я г л о м A. M., Спектральные представления для различных классов случайных функций, в кн.: Труды 4-го Всесоюзного математического съезда, т. 1, Л., 1963, с. 250-73; Гихман И. И., Скороход А. В., Теория случайных процессов, т. 1, M., 1971.

А.М. Яглом.

СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ функции, разложение функции в ряд по собственным функциям некоторого линейного оператора (напр., конечно-разностного, дифференциального или интегрального), действующего в функциональном пространстве, или одно из возможных обобщений такого разложения. Частным случаем С. р. является разложение функции, заданной на конечном отрезке, в Фурье ряд (т. е. гармонич. анализ колебаний), а также разложения по другим известным полным системам функций. В случае линейного оператора А, имеющего непрерывный спектр, собственные функции, понимаемые в обычном смысле, не существуют; тем не менее и здесь весьма часто удаётся определить эти функции (но только они уже не будут являться элементами того функционального пространства, в к-ром действует оператор Л) и задать С. р. широкого класса функций как разложение в интеграл по системе функций, зависящей от непрерывно изменяющегося аргумента (пример С. р. этого типа - разложение в Фурье интеграл). Для несамосопряжённых операторов А наряду с собственными функциями приходится рассматривать ещё и цепочки функций, присоединённых к собственным функциям; однако и для таких операторов в функциональных пространствах во многих случаях удаётся доказать теорему о полноте системы всех собственных и присоединённых функций и, исходя отсюда, получить С. р. широкого класса функций по всевозможным собственным и присоединённым функциям оператора А.

С. р. функций широко используются для решения различных конечно-разностных, дифференциальных и интегральных уравнений и находят многочисленные приложения в задачах классической механики (особенно теории колебаний), электродинамики, квантовой механики, теории связи, теории автоматического управления и других разделах математической физики и прикладной математики.

Лит.: Березанский Ю. M., Разложение по собственным функциям самосопряженных операторов, К., 1965; Титчмарш Э. Ч., Разложения по собственным функциям, связанные с дифференциальными уравнениями второго порядка, пер. с англ., т. 1 - 2, M., 1960 - 61; H а и м а р к M. А., Линейные дифференциальные операторы, 2 изд., M., 1969; Л е в и т а н Б. M., С а р г о н н И. С., Введение в спектральную теорию (самосопряженные обыкновенные дифференциальные операторы), M., 1970.

A. M. Яглом.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЛИНИИ, узкие участки в спектрах оптических, каждый из к-рых можно охарактеризовать определённой длиной волны $\lambda$ (или частотой $\nu$ = c/ $\lambda$ , где с - скорость света). С. л.

наблюдаются в спектрах испускания как светлые (цветные) линии на тёмном фоне, в спектрах поглощения - как тёмные линии на светлом фоне (см. рис. на вклейке к стр. 305). Каждая С. л. соответствует определённому квантовому переходу в атоме (молекуле, кристалле). С. л. не являются строго монохроматичными: каждая С. л. имеет нек-рую ширину $\Delta$ $\lambda$ (см. Ширина спектральных линий).

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, приборы для исследования спектрального состава по длинам волн электромагнитных излучений в оптич. диапазоне (10^-3 - 10³ мкм'; см. Спектры оптические), нахождения спектральных характеристик излучателей и объектов, взаимодействовавших с излучением, а также для спектрального анализа. С. п. различаются методами спектрометрии, приёмниками излучения, исследуемым (рабочим) диапазоном длин волн и др. характеристиками.

Рис. 1. Результат измерений F( $\lambda$ ) исследуемого спектра f( $\lambda$ ) прибором с аппаратной функцией $\alpha$ ( $\lambda$ - $\lambda$ ' ) описывается интегралом F( $\lambda$ )= инт. а ( $\lambda$ - $\lambda$ ') f( $\lambda$ )d $\lambda$ , называемым свёрткой функции f с функцией а. Процесс свёртки можно имитировать изменением площади отверстия при относительном перемещении (сканировании) экранов 1 и 2. Чем меньше ширина $\delta$ $\lambda$ функции а( $\lambda$ - $\lambda$ '), тем точнее прибор передаёт истинный контур f( $\lambda$ ). Тождество F( $\lambda$ ) = f( $\lambda$ ) достигается лишь при бесконечно узкой аппаратной функции ( $\delta$ $\lambda$ -> 0).

Принцип действия большинства С. п. можно пояснить с помощью имитатора, изображённого на рис. 1. Форма отверстия в равномерно освещённом экране / соответствует функции f( $\lambda$ ), описывающей исследуемый спектр - распределение энергии излучения по длинам волн $\lambda$ . Отверстие в экране 2 соответствует функции а( $\lambda$ - $\lambda$ '), описывающей способность С. п. выделять из светового потока узкие участки $\delta$ $\lambda$ в окрестности каждой $\lambda$ '. Эту важнейшую характеристику С. п. наз. функцией пропускания, или аппаратной функцией (АФ). Процесс измерения спектра f( $\lambda$ ) прибором с АФ $\alpha$ ( $\lambda$ - $\lambda$ ') можно имитировать, регистрируя изменения светового потока, проходящего через отверстие, при перемещении (сканировании) экрана 2 относительно экрана /. Очевидно, чем меньше ширина АФ, тем точнее будет измерена форма контура спектра f( $\lambda$ ), тем более тонкая структура может быть в нём обнаружена.

Ширина АФ наряду с рабочим диапазоном $\lambda$ является осн. характеристикой С. п.; она определяет спектральное разрешение $\delta$ $\lambda$ и спектральную разрешающую способность R = $\lambda$ / $\delta$ $\lambda$ . Чем шире АФ, тем хуже разрешение (и меньше R), но больше поток излучения, пропускаемый прибором, т. е. больше оптич. сигнал и M - отношение сигнала к шуму. Шумы (случайные помехи), неизбежные в любых измерит, устройствах, в общем случае пропорциональны корень(f) ( $\Delta$ f - полоса пропускания приёмного устройства). Чем шире $\Delta$ f, тем выше быстродействие прибора и меньше время измерения, но больше шумы (меньше M). Взаимосвязь величин R, M, $\Delta$ f определяется соотношением:

R^аM ( $\Delta$ f) $\beta$ = К ( $\lambda$ ). (1)

Показатели степени ос и $\beta$ принимают различные положит, значения в зависимости от конкретного типа С. п. Константа К, зависящая только от $\lambda$ , определяется конструктивными параметрами данного типа С. п. и накладывает ограничения на величины R, M, $\Delta$ f. Кроме того, возможные значения R ограничиваются дифракцией света, аберрациями оптических систем, а значения $\Delta$ f - инерционностью приёмно-регистрирующей части С. п.

Рассмотренный с помощью рис. 1 принцип действия С. п. относится к одноканальным методам спектрометрии. Наряду с ними широко распространены многоканальные методы, в к-рых сканирование не применяется и излучения различных $\lambda$ регистрируются одновременно. Это соответствует наложению на экран 1 неподвижного экрана с вырезанными N контурами АФ для разных $\lambda$ при независимой регистрации потоков от каждого отверстия (канала).

Общая классификация методов спектрометрии, являющихся основой различных схем и конструкций С. п., представлена на рис. 2. Классификация дана по двум осн. признакам - числу каналов и физ. методам выделения $\lambda$ в пространстве или времени. Исторически первыми и наиболее распространёнными являются методы пространственного разделения $\lambda$ (селективной фильтрации), к-рые наз. "классическими" (группы 1 и 2 на рис. 2). В одноканальных С. п. (группа 1) исследуемый поток со спектром f( $\lambda$ ) посылается на спектрально-селективный фильтр, который выделяет из потока нек-рые интервалы $\delta$ $\lambda$ в окрестности каждой $\lambda$ ' и может перестраиваться (непрерывно или дискретно), осуществляя сканирование спектра во времени по нек-рому закону $\lambda$ ' (t). Выделенные компоненты $\delta$ $\lambda$ посылаются на приёмник излучения, запись сигналов к-рого даёт функцию времени F(t)· Переход от аргумента t к аргументу $\lambda$ даёт функцию F( $\lambda$ ) - наблюдаемый спектр.

В многоканальных С. п. (группа 2) информация об исследуемом спектре получается путём одновременной регистрации (без сканирования по $\lambda$ ) неск. приёмниками потоков излучения разных длин волн ( $\lambda$ ', $\lambda$ ", $\lambda$ '", ...). Последние выделяют, напр., набором узкополосных фильтров или многощелевыми монохроматорами (полихроматорами). Если расстояние между каналами не превышает $\delta$ $\lambda$ и число каналов N достаточно велико, то получаемая информация аналогична содержащейся в записи спектра на сканирующем одноканальном приборе (при тех же $\delta$ $\lambda$ , одинаковых приёмниках и пр. равных условиях), но время измерения может быть сокращено в N раз. Наибольшая многоканальность достигается применением многоэлементных фотоэлектрич. приёмников излучения и фотографич. материалов (в спектрографах).

Рис. 2. Классификация методов спектрометрии по способам разделения длин волн. Контуры шириной $\delta$ $\lambda$ символически изображают аппаратные функции (АФ). В "классических" методах (1 и 2) эти контуры описывают способность прибора пространственно разделять длины волн. В "новых" методах (Л и 4) АФ описывают способность прибора электрически разделять длины волн, кодированные различным образом в оптической части. В одноканальных методах (J и 3) применяется сканирование (символ - О" в многоканальных (2 и 4) сканирование отсутствует, и измерение интенсивностей излучения ряда длин волн $\lambda$ ', $\lambda$ ", $\lambda$ ''',... производится одновременно. Внутри каждой группы указаны краткие названия основных типов спектральных приборов, относящихся к данной группе.

Принципиальной основой "новых" методов (группы 3 и 4 на рис. 2), получивших развитие с середины 60-х гг., является селективная модуляция, при к-рой функция разделения $\lambda$ переносится из оптической в электрическую часть прибора.

В простейшем одноканальном приборе группы 3 исследуемый поток со спектром f ( $\lambda$ ) посылается на спектрально-селективный модулятор, способный модулировать нек-рой частотой f_a = const лишь интервал $\delta$ $\lambda$ в окрестности $\lambda$ ', оставляя остальной поток немодулированным. Сканирование $\lambda$ ' (f) производится перестройкой модулятора таким образом, чтобы различные $\lambda$ последовательно модулировались частотой f₀. Выделяя составляющую f₀в сигнале приёмника с помощью электрич. фильтра, получают функцию времени F(t), значения к-рой пропорциональны соответствующим интенсивностям в спектре f ( $\lambda$ ).

Многоканальные системы с селективной модуляцией (группа 4) основаны на операции мультиплексирования (multiplexing) - одновременном приёме излучения от многих спектральных элементов $\delta$ $\lambda$ в кодированной форме одним приёмником. Это обеспечивается тем, что длины волн $\lambda$ ', $\lambda$ ", $\lambda$ '",... одновременно модулируются разными частотами f', f", f"', ... и суперпозиция соответствующих потоков в приёмнике излучения даёт сложный сигнал, частотный спектр к-рого по f несёт информацию об исследуемом спектре по $\lambda$ . При небольшом числе каналов компоненты f', f",f"',... выделяются из сигнала с помощью электрич. фильтров. По мере увеличения числа каналов гармонический анализ сигнала усложняется. В предельном случае интерференционной модуляции искомый спектр f( $\lambda$ ) можно получить фурье преобразованием регистрируемой интерферограммы (см. Фурье-спектроскопия). Среди др. возможных способов многоканального кодирования получили практическое применение маски-матрицы Адамара (см. ниже).

За рамками классификации, приведённой на рис. 2, остаются лишь методы, использующие почти монохроматич. излучение перестраиваемых лазеров (см. Спектроскопия лазерная).

Все рассмотренные группы методов спектрометрии нашли практич. воплощение в конструкциях С. п., но относит, распространённость их различна. Напр., спектрометры си сам, относящиеся к группе 3, осуществлены лишь в неск. лабораторных экспериментальных установках, а классич. приборы на основе монохроматоров получили повсеместное распространение как осн. средство анализа структуры и состава веществ. Рассмотрим наиболее распространённые типы С. п., следуя приведённой классификации.

1. Одноканальные С. п. с пространственным разделением длин волн

Основой схемы приборов этой группы (рис. 3) является диспергирующий элемент (дифракционная решётка, эшелетт, интерферометр Фабри - Перо, призма), обладающий угловой дисперсией $\Delta$ $\varphi$ / $\Delta$ $\lambda$ . Он позволяет развернуть в фокальной плоскости Ф изображение входной щели Щ в излучении разных длин волн. Объективами O₁ и O₂ обычно служат сферич. или параболич. зеркала, т. к. их фокусные расстояния не зависят от $\lambda$ (в отличие от линзовых систем). Одноканальные схемы имеют в фокальной плоскости Ф одну выходную щель и наз. монохроматорами. Сканирование по $\lambda$ осуществляется, как правило, поворотом диспергирующего элемента или вспомогательного зеркала. В простейших монохроматорах вместо решёток и призм применяются циркулярно-клиновые светофильтры с непрерывной перестройкой узкой полосы пропускания или наборы узкополосных светофильтров, дающие ряд дискретных отсчётов для разных $\lambda$ .

Рис. 3. Принципиальная оптическая схема спектрального прибора с пространственным разделением длин волн с помощью угловой дисперсии: / - коллиматор с входной щелью Щ и объективом О $\iota$ , фокусное расстояние которого Ct; 2 - диспергирующий элемент, обладающий угловой дисперсией $\Delta$ $\varphi$ / $\Delta$ $\lambda$ ; 3 - фокусирующая система (камера) С_ц объективом О2, создающим в фокальной плоскости Ф изображения входной щели в излучении разных длин волн с линейной дисперсией $\Delta$ x/ $\Delta$ $\lambda$ . Если в плоскости Ф установлена одна выходная щель, то прибор называется монохроматором, если несколько - полихроматором, если фоточувствительный слой (или глаз) - спектрографом (или спектроскопом).

На основе монохроматоров строятся однолучевые и двухлучевые спектрометры. Для однолучевых С. п. (рис. 4) характерно последовательное соединение функциональных элементов. В случае измерения спектров пропускания или отражения обычно используется встроенный источник сплошного спектра излучения; для измерения спектров внешних излучателей предусматриваются соответствующие осветители. Для С. п. этого типа соотношение (1) обычно имеет вид: R²M корень( $\Delta$ f) = К ( $\lambda$ ), и накладываемые им ограничения на R и $\Delta$ f играют осн. роль в инфракрасной (ИК) области, где яркости источников быстро уменьшаются и значения К малы. В видимой и ближней ИК-областях энергетич. ограничения играют меньшую роль и рабочие значения R могут приближаться к дифракционному пределу (напр., в С. п. с дифракционными решётками к значению R_диф = 2kvLsin $\varphi$ , где k - кратность дифракции, $\nu$ = 1/ $\lambda$ - волновое число, L - ширина решётки, $\varphi$ - угол дифракции).

Рис. 4. Блок-схема однолучевого одноканального спектрального прибора: И - источник излучения: M - оптический модулятор (обтюратор); О - исследуемый образец; Ф - сканирующий фильтр (монохроматор); Я - фотоэлектрический приёмник излучения; У - усилитель и преобразователь сигналов приёмника; P - аналоговый или цифровой регистратор.

Двухлучевые схемы характерны для спектрофотометров. Рассмотрим типичные приборы группы 1.

Спектрометры высокого разрешения для исследований структуры атомных и молекулярных спектров представляют собой стационарные лабораторные установки, работающие по схеме, приведённой на рис. 4. Их длиннофокусные (до 6 м) монохроматоры помещаются в вакуумные корпуса (для устранения атмосферного поглощения) и располагаются в виброзащищённых и термостабилизированных помещениях. В этих приборах используется 2- и 4-кратная дифракция на больших эшелеттах, применяются высокочувствительные охлаждаемые приемники, что позволяет достигать в спектрах поглощения значений R = 2*10⁵ при $\lambda$ = 3 мкм. Для выявления ещё более тонкой структуры в схему вводят интерферометры Фабри - Перо, в к-рых сканирование по $\lambda$ в пределах узкого диапазона производится изменением давления в зазоре или изменением величины зазора с помощью пьезодвигатслей, а щелевой монохроматор используется лишь для предварительного выбора спектрального диапазона и разделения налагающихся порядков интерференции. Такие приборы наз. спектрометрами Фабри - Перо; они позволяют в видимой области получать R = 10⁶.

Рис. 5. Схема "оптического нуля" двухлучевого одноканального спектрофотометра: К - оптический клин; остальные обозначения аналогичны приведённым на рис. 4.

Двухлучевые спектрофотометры (СФ) В двухлучевых оптич. схемах поток от источника разделяется на два пучка - основной и пучок сравнения (референтный). Чаще всего применяется двухлучевая схема "оптического нуля" (рис. 5), представляющая собой систему автоматич. регулирования с обратной связью. При равенстве потоков в двух пучках фотометра, попеременно посылаемых модулятором M на входную щель монохроматора Ф, система находится в равновесии, клин К неподвижен. При изменении длины волны пропускание образца меняется и равновесие нарушается - возникает сигнал разбаланса, к-рый усиливается и подаётся на сервомотор, управляющий движением клина и связанным с ним регистратором P (самописцем). Клин перемещается до тех пор, пока вносимое им ослабление референтного потока не компенсирует ослабления, вносимого образцом О. Диапазон перемещения клина от полного закрытия до полного открытия согласуется со шкалой (от О до 100%) регистратора коэффициента пропускания образца. Обычно СФ записывает спектры на бланках с двумерной шкалой, где абсциссой служат длины волн $\lambda$ или волновые числа $\nu$ (в см^-1), ординатой - значения коэфф. пропускания T (в %) или оптич. плотности D = - lgT (здесь 0<= T<=l).

Рис. 6. Инфракрасный двухлучевой спектрофотометр ИКС-29 среднего класса, автоматически регистрирующий спектры пропускания T(V) (или отражения при введении в прибор специальных приставок). Рабочий диапазон 4000 - 400 см~¹(2,5 - 25 мкм), погрешности измерений $\Delta$ T = ±1%, $\Delta$ $\nu$ ж ± 1 см^-1 при R ж 1000 (в середине рабочего диапазона). Источник излучения - силитовый стержень (глобар), нагреваемый до 1400 ⁰C, располагается в отсеке 1; 2 - кюветное отделение двухлучевого фотометра с двумя держателями образцов; 3 - отсек монохроматора, работающего на двух сменных репликах, и приёмника - болометра БМК-3. Сверху (4) размещён самописец и система управления прибором.

Многочисленные модели СФ, выпускаемые серийно фирмами MH. стран, можно разделить на 3 осн. класса: сложные универсальные С Ф для науч. исследований (R= 10³ - 10⁴), приборы среднего класса (R = 10³) и простые, "рутинные", СФ (R = 100-300). В СФ 1-го класса предусмотрена автоматич. смена реплик, источников, приёмников, что позволяет охватить широкий спектральный диапазон. Наиболее распространены диапазоны 0,19-3 мкм, 2,5-50 мкм и 20-330 мкм. Конструкции этих СФ обеспечивают широкий выбор значений R, M, $\Delta$ f, скоростей и масштабов регистрации спектров различных объектов. В приборах среднего класса (рис. 6) используемый спектральный диапазон меньше и выбор режимов ограничен. В простых СФ предусматриваются обычно 1-2 стандартных режима с простейшим управлением "пуск - стоп"; это переносные приборы массой 20-40 кг.

Кроме СФ, работающих по схеме "оптич. нуля", существуют прецизионные СФ, построенные по схеме "электрич. отношения". В них световые пучки двухлучевого фотометра модулируются различными частотами (или фазами) и отношение потоков определяется в электрич. части прибора. В конструкции спец. типов СФ вводят микроскопы (микроспектрофотометры), устройства для исследований спектров флуоресценции (спектрофлуориметры), поляризации (спектрополяриметры), дисперсии показателя преломления (спектрорефрактометры), измерений яркости внешних излучателей по сравнению с эталонным (спектрорадиометры). Автоматич. С Ф являются осн. приборами для исследований спектральных характеристик веществ и материалов и для абсорбционного спектрального анализа в лабораториях.

Однолучевые нерегистрирующие спектрофотометры - обычно простые и относительно дешёвые приборы для области 0,19-1,1 мкм, схема к-рых аналогична приведённой на рис. 4. Нужная длина волны в них устанавливается вручную; образец и эталон, относительно к-рого измеряется пропускание или отражение, последовательно вводятся в световой пучок. Отсчёт снимается визуально по стрелочному или цифровому прибору. Для увеличения производительности СФ оснащаются устройствами цифропечати и автоматич. подачи образцов.

Спектрометры комбинационного рассеяния могут быть однолучевыми и двухлучевыми. Источником излучения в них обычно служат лазеры, а для наблюдения комбинационных частот (см. Комбинационное рассеяние света) и подавления фона, создаваемого первичным излучением, применяются двойные и тройные монохроматоры, а также голографические дифракционные решётки. Приборы снабжаются устройствами для наблюдения комбинационного рассеяния в жидкостях, кристаллах, порошках под разными углами и "на просвет". В лучших приборах отношение фона к полезному сигналу снижено до 10^-15 и комбинационные частоты могут наблюдаться на расстояниях ~ неск. см^-1 от возбуждающей линии.

Скоростные спектрометры (хроно-спектрометры) работают по схеме, приведённой на рис. 4, но, в отличие от предыдущих, их снабжают устройствами быстрого циклического сканирования и широкополосными ( $\Delta$ f до 10⁷ гц) приёмно-регистрирующими системами. Для исследований кинетики реакций сканирование ведётся с малой скважностью, к-рая достигается, напр., методом "бегущей щели": вместо выходной щели в фокальной плоскости устанавливается быстро вращающийся диск с большим числом радиальных прорезей. Таким путём получают до 10⁴ спектров в сек. Если время жизни объекта слишком мало для кинетич. исследований, применяют более быстрое сканирование вращающимися зеркалами, это приводит к большой скважности и требует синхронизации начала процесса с моментом прохождения спектра по щели. К скоростным спектрометрам относятся спектровизор СПВ-У (регистрирующий до 500 спектров в сек в видимой области) и скоростной ИК-спектрометр ИКСС-1 (ИКС-20) с регулируемым спектральным диапазоном в пределах интервала 1-6 мкм и скоростями записи от 1 до 100 спектров в сек.

2. Многоканальные С. п. с пространственным разделением длин волн

Сканирование в этой группе приборов не применяется, дискретный ряд длин волн (в полихроматорах) или участки непрерывного спектра (в спектрографах) регистрируются одновременно, и оптич. часть строится обычно по схеме, приведённой на рис. 3. Если же вместо системы, создающей угловую дисперсию, применяется набор узкополосных светофильтров, прибор обычно относят к фотометрам.

Многоканальные С. п. широко используются для спектрального анализа состава веществ по выбранным аналитич. длинам волн $\lambda$ . По мере увеличения числа каналов появляется возможность изучения спектральных распределений f( $\lambda$ ). Рассмотрим наиболее типичные приборы данной группы (в порядке возрастания числа каналов).

Пламенные (атомно-абсорбционные) спектрофотометры имеют обычно один-два канала регистрации. Они измеряют интенсивности линий абсорбции (эмиссии, флуоресценции) атомов элементов в пламени спец. горелок или других "атомизаторов". В простых конструкциях аналитич. $\lambda$ выделяются узкополосными фильтрами (пламенные фотометры), в приборах более высокого класса применяются полихроматоры или монохроматоры, к-рые можно переключать на различные длины волн. Приборы данного типа используют в спектральном анализе для определения большинства элементов периодич. системы. Они обеспечивают высокую избирательность и чувствительность до 10^-14 г.

Квантометры - фотоэлектрич. установки для пром. спектрального анализа (рис. 7). Они строятся на основе полихроматоров; выходные щели полихроматора выделяют из спектра излучения исследуемого вещества аналитич. линии и линии сравнения, соответствующие потоки посылаются на приёмники (фотоумножители), установленные у каждой щели. Фототоки приёмников заряжают накопительные конденсаторы; величины их зарядов, накопленные за время экспозиции, служат мерой интенсивностей линий, к-рые пропорциональны концентрациям элементов в пробе. Существующие модели квантометров различаются рабочими диапазонами спектра (внутри области 0,17 - 1 мкм), числом одновременно работающих каналов (от 2 до 80), степенью автоматизации, способами возбуждения спектров (дуга, искра, лазер). Они применяются для экспрессного анализа химич. состава сталей и сплавов в чёрной и цветной металлургии, металлич. примесей в отработанных смазочных маслах машин и двигателей для определения степени их износа и в др. задачах.

Спектрографы одновременно регистрируют протяжённые участки спектра, развёрнутого в фокальной плоскости Ф (рис. 3) на фотопластинках или фотоплёнках (фотографич. спектрографы), а также на экранах передающих телевизионных трубок, электронно-оптических преобразователей с "запоминанием" изображений и т. п. При хорошей оптике число каналов ограничивается лишь разрешающей способностью (зернистостью) фотоматериалов или числом строк телевизионной развёртки. В видимой области спектра для визуальных методов спектрального анализа широко используются простые спектроскопы и стилоскопы, в к-рых приёмником является глаз.

Диапазон длин волн, в к-ром работают спектрографы, простирается от коротковолновой границы оптич. диапазона и постепенно расширяется в ИК-область по мере достижения всё более высокой фоточувствительности слоев и развития методов тепловидения. Типы спектрографов отличаются большим разнообразием - от простейших приборов настольного типа для учебных целей и компактных ракетных и спутниковых бортовых приборов для исследования спектров Солнца, звёзд, планет, туманностей до крупных астроспектрографов, работающих в сочетании с телескопами, и лабораторных 10-метровых вакуумных установок с большими плоскими и вогнутыми дифракционными решётками для исследований тонкой структуры спектров атомов. Линейная дисперсия спектрографов (участок фокальной плоскости Длг, занимаемый интервалом длин волн $\Delta$ $\lambda$ ) может лежать в пределах от 10² до 10⁵ мм/мкм, светосила по освещённости (отношение освещённости в изображении входной щели к яркости источника, освещающего входную щель) - от ~0,5 в светосильных спектрографах до 10-³ и менее в длиннофокусных приборах большой дисперсии.
Скоростные многоканальные С. п. для исследований спектров быстропротекающих процессов конструируются путём сочетания спектрографа со скоростной кинокамерой (киноспектрографы), введения в схему прибора многогранных вращающихся зеркал для развертки спектров перпендикулярно направлению дисперсии, применения многоканальной регистрации с многоэлементными приёмниками и т. п. В этой области ещё нет установившейся терминологии; такие С. п. наз. хроноспектрографами, спектрохронографами, спектровизорами, скоростными спектрометрами.
3. Одноканальяые С. п. с селективной модуляцией

В приборах групп 3 к 4 на рис. 2 вместо пространственного разделения длин волн применяют селективную модуляцию (кодирование) $\lambda$ ; разделение $\lambda$ в этих приборах переносится из оптич. части в электрическую.

Растровые спектрометры создаются по общей для одноканальных С. п. блок-схеме (рис. 4), но в сканирующем монохроматоре щели заменяются рострами спец. формы (напр., гиперболическими; рис. 8). При работе входного растра попеременно в проходящем и отражённом свете возникает амплитудная модуляция излучения той $\lambda$ , для к-рой изображение входного растра совпадает с выходным растром. В излучении других $\lambda$ в результате угловой дисперсии изображения смещаются и амплитуда модуляции уменьшается. T. о., ширина АФ $\delta$ $\lambda$ соответствует полупериоду растра. Растровые спектрометры дают по сравнению с щелевыми спектрометрами выигрыш в потоке (примерно в 100 раз при R = 30 000), однако их применение ограничено засветкой приемника потоком немодулированного излучения, а также сложностью изготовления растров и оптич. части системы.

Рис. 7. Вакуумный 24-канальный квантометр (заводское название - фотоэлектрическая установка) ДФС-41 для экспрессного и маркировочного анализа чугунов, простых и среднелегированных сталей на легирующие элементы, металлоиды и вредные примосн, аналитические линии которых расположены в вакуумной УФ-области: 1 - вакуумный полихроматор с вогнутой дифракционной решёткой с фокусным расстоянием, равным 1 м, рабочий диапазон 0,175- 0,38 мкм; 2- генератор искры ИВС-1 для возбуждения эмиссионных линий атомов в пробе; 3 - электронно - регистрирующее устройство ЭРУ-1; 4 - блок цифрового отсчёта. Время анализа 10 элементов около 2 мин.

Рис. 8. Гиперболический растр Жерара.

Темные полосы - зеркальные и растр попеременно работает то в проходящем, то в отражённом свете.

Сисам - спектрометр интерференционный с селективной амплитудной модуляцией - строится на основе двухлучевого интерферометра, в к-ром концевые зеркала заменены синхронно поворачивающимися дифракционными решетками и введен модулятор по оптич. разности хода. В этом случае амплитудная модуляция накладывается только на интервал $\delta$ $\lambda$ _диф , соответствующий дифракционному пределу в окрестности $\lambda$ , к-рая удовлетворяет условию максимума дифракции для обеих решёток. Сисам всегда работает на дифракционном пределе: R = R_диф = $\lambda$ / $\delta$ $\lambda$ _диф, при этом за счёт увеличения входного отверстия поток в ~ 100 раз больше, чем в классич. приборах 1 группы, но оптико-механич. часть весьма сложна в изготовлении и настройке.

4. Многоканальные С. п. с селективной модуляцией

Для данной группы С. п. характерна одновременная селективная модуляция (кодирование) дискретного или непрерывного ряда длин волн, воспринимаемых одним фотоэлектрич. приемником, и последующее декодирование электрич. сигналов. Наибольшее распространение получили два типа приборов этой группы.

В адамар-спектрометрах осуществляется кодирование дискретного ряда $\lambda$ ; общая схема подобна приведенной на рис. 4, но сканирование здесь не применяется, щели в монохроматоре заменены на циклически сменяемые многощелевые растры спец. конструкции (маски-матрицы Адамара). Сигналы приемника декодируются спец. устройством, дающим на выходе дискретный спектр исследуемого излучения, состоящий из ~ 100 точек-отсчетов. Адамар-спектрометры дают выигрыш в потоке и быстродействии и эффективно применяются, напр., для экспресс анализа выхлопных газов двигателей по их ИК-спектрам.

В фурье-спектрометрах осуществляется непрерывное кодирование длин волн с помощью интерференционной модуляции, возникающей в двухлучевом интерферометре при изменении (сканировании) оптич. разности хода. Приёмник излучения на выходе интерферометра даёт во времени сигнал - интерферограмму, к-рая для получения искомого спектра подвергается фурье-преобразованию на ЭВМ. Фурье-спектрометры наиболее эффективны для исследований протяжённых спектров слабых излучений в ИК-области, а также для решения задач сверхвысокого разрешения. Конструкции и характеристики приборов этого типа очень разнообразны: от больших уникальных лабораторных установок с оптич. разностью хода 2 м (R = 10^-6) до компактных ракетных и спутниковых спектрометров, предназначенных для метеороло-гич. и геофизич. исследований, изучения спектров планет и т. д. Для фурье-спект-рометров соотношение (1) имеет вид:

R^3/2M корень $\Delta$ f = K( $\lambda$ ).

Отметим ещё раз принципиальное различие рассмотренных групп приборов: в одноканальных приборах 1 и 3 групп время эксперимента затрачивается на накопление информации о новых участках спектра; в приборах 2 группы - на накопление отношения сигнала к шуму, а в приборах 4 группы - на накопление структурных деталей в данном спектральном диапазоне (рис. 9).

Рис. 9. ИК-спектры поглощения паров воды на участке 200-250 ел, полученные с помощью фурье-спектрометра при различных оптических разностях хода $\Delta$ в интерферометре. Чем больше $\Delta$ (т. е. чем больше затрачено времени на сканирование по $\Delta$ ), тем больше деталей можно выявить в исследуемом участке спектра. При $\Delta$ = =4 см спектральное разрешение $\delta$ $\lambda$ =2/ $\Delta$ = =0,5 см^-¹.

Лит.: Пейсахсон И. В., Оптика спектральных приборов, Л., 1970; Tарасов К. И., Спектральные приборы, Л., 1968; Зайдель А. H., Островская Г. В., Островский Ю. И., Техника и практика спектроскопии, M., 1972; Оптико-механические приборы, M., 1965; Якушенков Ю. Г., Основы теории и расчета оптико-электронных приборов, M., 1971; M е р ц Л., Интегральные преобразования в оптике, пер. с англ., M., 1969; Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения. Сб., M., 1972; Кардона M., Модуляционная спектроскопия, пер. с англ., M., 1972.

В. А. Никитин.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ, дисперсионные призмы, один из классов призм оптических; служат для пространственного разделения (разложения в спектр) излучений оптич. диапазона, различающихся длинами волн. Принцип действия С. п., основанный на явлении дисперсии света, и материалы для С. п. описаны в ст. Дисперсионные призмы. Наиболее употребительны следующие С. п. (рис.):

Спектральные призмы: 1 - простая трёхгранная призма с преломляющим углом $\alpha$ = 60°; 2 - призма Корню; преломляющие углы $\alpha$ обеих прямоугольных призм, из к-рых она состоит, равны 30°; 3 - призма Аббе, включающая две прямоугольные призмы с преломляющими углами a₁ = 30° приклеенные к граням равнобедренной (a₂ - 45°) прямоугольной отражательной призмы; показатели преломления всех трёх призм одинаковы (ш = п₂). Если луч света падает на приму Аббе так, что в отражательную призму он входит под углом, близким к нормали, его отклонение от первоначального направления при выходе из последней призмы составляет ок. 90°; 4 - призма Розерфорда. Центральная призма с преломляющим углом a₂ = 100° изготовляется из стекла (флинт) с большим показателем преломления n₂, две боковые призмы - из стекла (крон) с малым щ; a₁ = 21°; 5 - трёхкомпонентная призма Амичи. Боковые призмы изготовляются из крона, средняя - из флинта (n₂>n₁); a₁ = a₁ = 90°. Стрелками в случаях 1, 3, 5 показан ход луча света.

1) Простая трёхгранная призма с преломляющим углом $\alpha$ = 60°.

2) Призма Корню, представляющая собой соединение на оптическом контакте двух прямоугольных призм, вырезанных из лево- и правовращающего кварца (см. Оптическая активность, Оптически-активные вещества) так, что кристаллографич. оси параллельны основаниям призм. В призме Корню компенсируются двойное лучепреломление и вращение плоскости поляризации, что улучшает качество спектра. В автоколлимационных приборах (см. Автоколлимация) того же эффекта достигают, применяя одну половину призмы Корню, задняя поверхность к-рой покрыта отражающим слоем.

3) Призма Аббе, в к-рой разложение в спектр сопровождается отклонением пучка лучей на 90°.

4) Призма Розерфорда из трёх склеенных призм, увеличивающая угловую дисперсию за счёт большого преломляющего угла (100°) при сравнительно малых потерях на отражение.

5) Призма прямого зрения (Амичи), состоящая из трёх или более склеенных призм. Один из средних лучей спектра проходит призму Амичи без отклонения; лучи с большей или меньшей длиной волны отклоняются в стороны от этого среднего луча. Оптич. ось в приборах с призмой Амичи не имеет излома, типичного для большинства спектральных приборов.

К С. п. относится и призма Фери, при использовании к-рой наряду с разложением в спектр пучка лучей происходит его фокусировка. Это достигается благодаря тому, что рабочие грани призмы искривлены и одна из них является зеркалом, т. к. на неё нанесено металлич. покрытие. При радиусе кривизны выходной поверхности К спектр располагается на окружности радиуса Л/2.

До 70-х гг. 20 в. С. п. чрезвычайно широко применялись в спектральных приборах. Затем наметилась тенденция к замене их во мн. случаях диспергирующими элементами др. типов.

Л. H. Капорский.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ СЕРИИ, группы спектральных линий в спектрах атомов, подчиняющиеся определённым закономерностям. Линии данной С. с. в спектрах испускания возникают при всех разрешённых квантовых переходах с различных начальных верхних энергетических уровней энергии атома на один и тот же конечный нижний уровень (в спектрах поглощения - при обратных переходах). Волновые числа линий С. с. подчиняются определённым закономерностям и сходятся к границе серии (см. рис. 1 в ст. Атом). Наиболее чётко С. с. выделяются в спектрах водорода и водородоподобных атомов, гелия, щелочных металлов (серии Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета, Пфаунда и Хамфри для H; главная, диффузная и резкая серии для щелочных металлов; см. Атомные спектры).

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, физич. метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного состава вещества, основанный на исследовании его спектров. Физич. основа С. а.- спектроскопия атомов и молекул, его классифицируют по целям анализа и типам спектров (см. Спектры оптические). Атомный С. а. (АСА) определяет элементный состав образца по атомным (ионным) спектрам испускания и поглощения, молекулярный С. a. (MCA) - молекулярный состав веществ по молекулярным спектрам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света,

Эмиссионный С. а. производят по спектрам испускания атомов, ионов и молекул, возбуждённым различными источниками электромагнитного излучения в диапазоне от $\gamma$ -излучения до микроволнового. Абсорбционный С. а. осуществляют по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами (атомами, молекулами, ионами вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях).

Историческая справка. В основе АСА лежит индивидуальность спектров испускания и поглощения хим. элементов, установленная впервые Г. P. Кирхгофом и P. Бунзеном (1859-61). В 1861 Кирхгоф доказал на основе этого открытия присутствие в хромосфере Солнца ряда элементов, положив начало астрофизике. В 1861-1923 с помощью АСА было открыто 25 элементов. В 1932 спектральным методом был открыт дейтерий.

Высокая чувствительность и возможность определения мн. элементов в пробах малой массы сделали АСА эффективным методом качественного анализа элементного состава объектов. В 1926 нем. физик В. Герлах положил начало количественному С. а. Для развития С. а. и внедрения его на пром. предприятиях СССР большую роль сыграли Г. С. Ландсберг, С. Л. Мандельштам, А. К. Русанов (Москва), A. H. Филиппов, В. К. Прокофьев (Ленинград) и др.

Атомный спектральный анализ (АСА)

Эмиссионный АСА состоит из следующих осн. процессов:

1) отбор представит, пробы, отражающей средний состав анализируемого материала или местное распределение определяемых элементов в материале;

2) введение пробы в источник излучения, в к-ром происходят испарение твёрдых и жидких проб, диссоциация соединений и возбуждение атомов и ионов;

3) преобразование их свечения в спектр и его регистрация (либо визуальное наблюдение) с помощью спектрального прибора;

4) расшифровка полученных спектров с помощью таблиц и атласов спектральных линий элементов.

На этой стадии заканчивается качественный АСА. Наиболее результативно использование чувствительных (т. н. "последних") линий, сохраняющихся в спектре при минимальной концентрации определяемого элемента. Спектрограммы просматривают на измерит, микроскопах, компараторах, спектропроекторах. Для качественного анализа достаточно установить наличие или отсутствие аналитич. линий определяемых элементов. По яркости линий при визуальном просмотре можно дать грубую оценку содержания тех или иных элементов в пробе.

Количественный АСА осуществляют сравнением интенсивностей двух спектральных линий в спектре пробы, одна из к-рых принадлежит определяемому элементу, а другая (линия сравнения) - осн. элементу пробы, концентрация к-рого известна, или специально вводимому в известной концентрации элементу ("внутреннему стандарту").

В основе количественного АСА лежит соотношение, связывающее концентрацию с определяемого элемента с отношением интенсивностей линии определяемой примеси (I₁) и линии сравнения (I₂): I₁/I₂= ас^ь (постоянные а и b определяются опытным путём), или Ig (I₁/I₂) = b lg с+ lg а. С помощью стандартных образцов (не менее 3) можно построить график зависимости Ig(I₁/I₂) от Ig с (градуировочный график, рис. 1) и определить по нему а и Ь. Значения I₁и I₂ можно получать непосредственно путём фотоэлектрич. регистрации или путём фотометрирования (измерения плотности почернения) линии определяемой примеси и линии сравнения при фоторегистрации. Фотометрирование производят на микрофотометрах.

Рис. 1. Градуировочный график (метод трёх эталонов).

Для возбуждения спектра в АСА используют различные источники света и соответственно различные способы введения в них образцов. Выбор источника зависит от конкретных условий анализа определённых объектов. Тип источника и способ введения пробы составляют гл. содержание частных методик АСА.

Первым искусств, источником света в АСА было пламя газовой горелки - источник весьма удобный для быстрого и точного определения мн. элементов. Темп-pa пламён горючих газов не высока (от 2100 К для смеси водород - воздух до 4500 К для редко используемой смеси кислород - циан). С помощью фотометрии пламени определяют ок. 70 элементов по их аналитич. линиям, а также по молекулярным полосам соединений, образующихся в пламенах.

В эмиссионном АСА широко используют электрич. источники света. В электрич. дуге постоянного тока между специально очищенными угольными электродами различной формы, в каналы к-рых помещают исследуемое вещество в измельчённом состоянии, можно производить одновременное определение десятков элементов. Она обеспечивает относительно высокую темп-ру нагрева электродов и благоприятные условия возбуждения атомов пробы в дуговой плазме, однако точность этого метода невысока из-за нестабильности разряда. Повышая напряжение до 300-400 $\beta$ или переходя к высоковольтной дуге (3000-4000 в), можно увеличить точность анализа.

Более стабильные условия возбуждения создаёт дуга переменного тока. В совр. генераторах дуги переменного тока (см., напр., рис. 2) можно получить различные режимы возбуждения: низковольтную искру, высокочастотную искру, дугу переменного тока, импульсный разряд и т. д.

Рис. 2. Принципиальная схема дуги переменного тока двойного питания: А - амперметр; Ri и R₁ - реостаты; Tp - повышающий трансформатор; К - катушка индуктивности; АП - аналнтический промежуток; П - вспомогательный промежуток; C₁ и C₂ - конденсаторы.

Такие источники света с различными режимами используют при определении металлов и трудновозбудимых элементов (углерод, галогены, газы, содержащиеся в металлах, и т. д.). Высоковольтная конденсированная иск $\rho$ а (рис. 3) служит гл. обр. источником света при анализе металлов. Стабильность искрового разряда позволяет получать высокую воспроизводимость анализа, однако сложные процессы, происходящие на поверхностях анализируемых электродов, приводят к изменениям состава плазмы разряда.

Рис. 3. Схема генератора конденсированной искры с управляющим промежутком: АП - регулируемый аналитический промежуток, образованный ванадиевыми электродами; R1 - реостат; Tp - питающий трансформатор; С - конденсатор; L -катушка индуктивности; П - управляющий промежуток; R2 - блокирующее сопротивление.

Чтобы устранить это явление, приходится производить предварит. обжиг проб и нормировать форму и размеры проб и стандартных образцов.

В АСА перспективно применение стабилизированных форм электрич. разряда типа плазмотронов различных конструкций, высокочастотного индукционного разряда, СВЧ-разряда, создаваемого магнетронными генераторами, высокочастотного факельного разряда. С помощью различных приёмов введения анализируемых веществ в плазму этих типов разряда (продувка порошков, распыление растворов и т. д.) значительно повышена относит, точность анализа (до 0,5-3% ), в т. ч. и компонентов сложных проб, содержание к-рых составляет десятки %. В нек-рых важных случаях анализа чистых веществ применение этих типов разряда снижает пределы определения примесей на 1-2 порядка (до 10-⁵- 10-⁶ % ).

Для анализа чистых веществ, радиоактивных материалов, смесей газов, изотопного анализа, спектрально-изотопного определения газов в металлах и твёрдых веществах и т. д. весьма перспективным оказалось использование разряда в полом катоде и безэлектродных ВЧ- и СВЧ-разрядов. В АСА в качестве источников возбуждения применяются также лазеры (см. Спектроскопия лазерная).

Атомно-абсорбционяый С. a. (AAA) и атомно-флуоресцентный С. а. (АФА). В этих методах пробу превращают в пар в атомизаторе (пламени, графитовой трубке, плазме стабилизированного ВЧ- или СВЧ-разряда). В AAA свет от источника дискретного излучения, проходя через этот пар, ослабляется и по степени ослабления интенсивностей линий определяемого элемента судят о концентрации его в пробе. AAA проводят на спец. спектрофотометрах. Методика проведения AAA по сравнению с др. методами значит, проще, для него характерна высокая точность определения не только малых, но и больших концентраций элементов в пробах. AAA с успехом заменяет трудоёмкие и длительные химические методы анализа, не уступая им в точности .

В АФА атомные пары пробы облучают светом источника резонансного излучения и регистрируют флуоресценцию определяемого элемента. Для нек-рых элементов (Zn, Cd, Hg и др.) относит, пределы их обнаружения этим методом весьма малы (~10-⁵- 10⁶ % ).

АСА позволяет проводить измерения изотопного состава. Нек-рые элементы имеют спектральные линии с хорошо разрешённой структурой (напр., H, Не, U). Изотопный состав этих элементов можно измерять на обычных спектральных приборах с помощью источников света, дающих тонкие спектральные линии (полый катод, безэлектродные ВЧ- и СВЧ-лампы). Для проведения изотопного спектрального анализа большинства элементов требуются приборы высокой разрешающей способности (напр., эталон фабри - Перо). Изотопный спектральный анализ можно также проводить по электронно-колебательным спектрам молекул, измеряя изотопные сдвиги полос, достигающие в ряде случаев значит, величины.

Экспрессные методы АСА широко применяются в пром-стп, с. х-ве, геологии и мн. др. областях нар. х-ва и науки. Значит. роль АСА играет в атомной технике, производстве чистых полупроводниковых материалов, сверхпроводников и т. д. Методами АСА выполняется более ¾ всех анализов в металлургии. С помощью квантометров проводят оперативный (в течение 2-3 мин) контроль в ходе плавки в мартеновском и конвертерном производствах. В геологии и геологич. разведке для оценки месторождений производят ок. 8 млн. анализов в год. АСА применяется для охраны окружающей среды и анализа почв, в криминалистике и медицине, геологии морского дна и исследовании состава верхних слоев атмосферы, при разделении изотопов и определении возраста и состава геологич. и археологич. объектов и т. д.

Лит.: 3 а и д е л ь A. H., Основы спектрального анализа, M., 1965; Методы спектрального анализа, M., 1962; Эмиссионный спектральный анализ атомных материалов, Л.- M., 1960; Русанов А. К., Основы количественного спектрального анализа руд и минералов, M., 1971; Спектральный анализ чистых веществ, под ред. X. И. Зильберштейна, [Л.], 1971; Львов Б. В., Атомно-абсорбционный спектральный анализ, M., 1966; Петров А. А., Спектрально-изотопный метод исследования материалов, Л., 1974; Тарасевич H. И., С е м е н е н к о К. А., Хлыстова А. Д., Методы спектрального и химико-спектрального анализа, M., 1973; Прокофьев В. К., Фотографические методы количественного спектрального анализа металлов и сплавов, ч. 1 - 2, M.- Л., 1951; Менке Г., M е нке Л., Введение в лазерный эмиссионный микроспектральный анализ, пер. с нем., M., 1968; Королев H. В., P ю х и н В. В., Горбунов С. А., Эмиссионный спектральный микроанализ, Л., 1971; Таблицы спектральных линий, 3 изд., M., 1969; Стриганов А. Р., Свентицкий H. С., Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов, M-, 1966.

Л. В. Липис.

Молекулярный спектральный анализ (MCA)

В основе MCA лежит качественное и количественное сравнение измеренного спектра исследуемого образца со спектрами индивидуальных веществ. Соответственно различают качественный и количественный MCA. В MCA используют различные виды молекулярных спектров: вращательные [спектры в микроволновой и длинноволновой инфракрасной (ИК) областях], колебательные и колебательно-вращательные [спектры поглощения и испускания в средней ИК-области, спектры комбинационного рассеяния света (KPC), спектры ИК-флуоресценции], электронные, электронно-колебательные и электронно-колебательно-вращательные [спектры поглощения и пропускания в видимой и ультрафиолетовой (УФ) областях, спектры флуоресценции]. MCA позволяет проводить анализ малых количеств (в нек-рых случаях доли мкг и менее) веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях.

Осн. факторы, определяющие возможности методов MCA:

1) информативность метода. Условно выражается числом спектрально разрешаемых линий или полос в определённом интервале длин волн или частот исследуемого диапазона (для микроволнового диапазона оно ~ 10⁵, для средней ИК-области в спектрах твёрдых и жидких веществ ~10³);

2) количество измеренных спектров индивидуальных соединений;

3) существование общих закономерностей между спектром вещества и его молекулярным строением;

4) чувствительность и избирательность метода;

5) универсальность метода;

6) простота и доступность измерений спектров.

Качественный MCA устанавливает молекулярный состав исследуемого образца. Спектр молекулы является его однозначной характеристикой. Наиболее специфичны спектры веществ в газообразном состоянии с разрешённой вращательной структурой, к-рые исследуют с помощью спектральных приборов высокой разрешающей способности. Наиболее широко используют спектры ИК-поглощения и KPC веществ в жидком и твёрдом состояниях, а также спектры поглощения в видимой и УФ-областях. Широкому внедрению метода KPC способствовало применение для их возбуждения лазерного излучения.

Для повышения эффективности MCA в нек-рых случаях измерение спектров комбинируют с др. методами идентификации веществ. Так, всё большее распространение получает сочетание хроматографич. разделения смесей веществ с измерением ИК-спектров поглощения выделенных компонент.

К качественному MCA относится также т. н. структурный молекулярный анализ. Установлено, что молекулы, имеющие одинаковые структурные элементы, обнаруживают в спектрах поглощения и испускания общие черты. Наиболее ярко это проявляется в колебательных спектрах. Так, наличие сульфгидрильной группы (-SH) в структуре молекулы влечёт за собой появление в спектре полосы в интервале 2565-2575 см-¹, нитрильная группа (-CN) характеризуется полосой 2200-2300 см^-1 и т. д. Присутствие таких характеристических полосв колебательных спектрах веществ с общими структурными элементами объясняется характеристичностью частоты и формы MH. молекулярных колебаний. Подобные особенности колебательных (и в меньшей степени электронных) спектров во MH. случаях позволяют определять структурный тип вещества.

Качественный анализ существенно упрощает и ускоряет применение ЭВМ. В принципе его можно полностью автоматизировать, вводя показания спектральных приборов непосредственно в ЭВМ. В её памяти должны быть заложены спектральные характеристич. признаки MH. веществ, на основании к-рых машина произведёт анализ исследуемого вещества.

Количественный MCA по спектрам поглощения основан на Бугера - Ламберта - Бера законе, устанавливающем связь между интенсивностями падающего Iо и прошедшего через вещество I света от толщины поглощающего слоя l и концентрации вещества с:

Коэфф. к является характеристикой поглощающей способности определяемого компонента для данной частоты излучения. Важное условие проведения количественного MCA - независимость к от концентрации вещества и постоянство к в измеряемом интервале частот, определяемом шириной щели спектрофотометра. MCA по спектрам поглощения проводят преим. для жидкостей и растворов, для газов он значительно усложняется.

В практич. MCA обычно измеряют т. н. оптич. плотность:

D = In (Io/I) = n сl.

Если смесь состоит из n веществ, не реагирующих друг с другом, то оптич. плотность смеси на частоте $\nu$ аддитивна:

Это позволяет проводить полный или частичный анализ многокомпонентных смесей. Задача в этом случае сводится к измерению значений оптич. плотности в m точках спектра смеси (т>=n ) и решению получаемой системы уравнений:

Для количественного MCA обычно пользуются спектрофотометрами, позволяющими производить измерение l( $\nu$ ) в сравнительно широком интервале $\nu$ . Если полоса поглощения исследуемого вещества достаточно изолирована и свободна от наложения полос др. компонент смеси, исследуемый спектральный участок можно выделить, напр., при помощи интерференционного светофильтра. На его основе конструируют специализированные анализаторы, широко используемые в пром-сти.

При количественном MCA по спектрам KPC чаще всего интенсивность линии определяемого компонента смеси сравнивают с интенсивностью нек-рой линии стандартного вещества, измеренной в тех же условиях (метод "внешнего стандарта"). В др. случаях стандартное вещество добавляют к исследуемому в определённом количестве (метод "внутреннего стандарта").

Среди др. методов качественного и количественного MCA наибольшей чувствительностью обладает флуоресцентный анализ, однако в обычных условиях он уступает методам колебательной спектроскопии в универсальности и избирательности. Количественный MCA по спектрам флуоресценции основан на сравнении свечения раствора исследуемого образца со свечением ряда эталонных растворов близкой концентрации.

Особое значение имеет MCA с применением техники замороженных растворов в спец. растворителях, напр., парафинах (см. Шпольского эффект). Спектры веществ в таких растворах (спектры Шпольского) обладают ярко выраженной индивидуальностью, они резко различны для близких по строению и даже изомерных молекул. Это позволяет идентифицировать вещества, к-рые по спектрам их флуоресценции в обычных условиях установить не удаётся. Напр., метод Шпольского даёт возможность осуществлять качественный и количественный анализ сложных смесей, содержащих ароматические углеводороды. Качественный анализ в этом случае производят по спектрам люминесценции и поглощения, количественный - по спектрам люминесценции методами "внутреннего" и "внешнего" стандартов. Благодаря исключительно малой ширине спектральных линий в спектрах Шпольского в этом методе удается достигнуть пороговой чувствительности обнаружения нек-рых многоатомных ароматич. соединений (~10-¹¹г/см³).

Лит.: Чулановский В. M., Введение в молекулярный спектральный анализ, M. - Л., 1951, Беллами Л, Инфракрасные спектры сложных молекул, пер. с англ., M , 1963, Применение спектроскопии в химии, пер. с англ., M , 1959, Определение индивидуального углеводородного состава бензинов прямой гонки комбинированным методом, M , 1959, Юденфренд С, Флуоресцентный анализ в биологии и медицине, пер. с англ., M , 1965.

В. T. Алексанян.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ линейных операторов, обобщение выросшей из задач механики теории собственных значений и собственных векторов матриц (т. е., линейных преобразований в конечномерном пространстве) на бесконечномерный случай (см Линейный оператор, Операторов теория). В теории колебаний изучается движение системы с $\eta$ степенями свободы в окрестности положения устойчивого равновесия, к-рое описывается системой линейных дифференциальных уравнений вида x + Ax = = О, где x есть га-мерный вектор отклонений обобщенных координат системы от их равновесных значений, а A - симметрическая положительно определенная матрица. Такое движение может быть представлено в виде наложения $\eta$ гармонических колебаний (т. н. нормальных колебаний) с круговыми частотами, равными корням квадратным из всевозможных собственных значений $\lambda$ _k матрицы А. Нахождение нормальных колебаний системы здесь сводится к нахождению всех собственных значений $\lambda$ _k и собственных векторов x_k матрицы Л. Совокупность всех собственных значений матрицы называют ее спектром. Если матрица А - симметрическая, то ее спектр состоит из n действительных чисел $\lambda$ $\iota$ , . , $\lambda$ _n (нек-рые из них могут совпадать друг с другом), а сама матрица с помощью перехода к новой системе координат может быть приведена к диагональному виду, т. е. отвечающее ей линейное преобразование Л в п-мерном пространстве (т. н самосопряженное преобразование) допускает специальное представление - т. н спектральное разложение вида

где E₁, ..., E_n - операторы проектирования на взаимно перпендикулярные направления собственных векторов x₁, .. . , x_n Несимметрическая же матрица A (к рой отвечает несамосопряженное линейное преобразование) имеет, вообще говоря, спектр, состоящий из комплексных чисел $\lambda$ ₁, ., $\lambda$ _n, и может быть преобразована лишь к более сложной, чем диагональная, жордановой форме [см. Нормальная (жорданова) форма матриц], отвечающей представлению линейного преобразования А, более сложному, чем описанное выше обычное спектральное разложение.

При изучении колебаний около состояния равновесия систем с бесконечным числом степеней свободы (напр., однородной или неоднородной струны) задачу о нахождении собственных значений и собственных векторов линейного преобразования в конечномерном пространстве приходится распространить на нек-рый класс линейных преобразований (т. е линейных операторов) в бесконечно-мерном линейном пространстве. Во многих случаях (включая, в частности, и случай колебания струны) соответствующий оператор может быть записан в виде действующего в пространстве функций f(x) интегрального оператора А, так что здесь

Af = инт.^b_aK(x, y)f(y)dy,

где K(x, у) - заданная на квадрате а<=х, у <= b непрерывная функция двух переменных, удовлетворяющая условию симметрии K(x, у) = К(у, х) В этих случаях оператор А всегда имеет полную систему попарно ортогональных собственных функций $\varphi$ _k, к рым отвечает счет ная последовательность действительных собственных значений $\lambda$ _k, составляющих в своей совокупности спектр оператора А. Если рассматривать функции, на к-рые действует оператор А, как векторы гильбертова пространства, то действие А будет, как и в случае конечномерного самосопряженного преобразования, сводиться к растяжению пространства вдоль системы взаимно ортогональных осей $\varphi$ _k с коэффициентами растяжения $\lambda$ _k (при $\lambda$ _k < 0 такое растяжение имеет смысл растяжения с коэффициентом | $\lambda$ _k|, объединенного с зеркальным отражением), а сам оператор А здесь снова будет иметь спектральное разложение вида

где E_k- операторы проектирования на направления $\varphi$ _k

С а , развитый первоначально для интегральных операторов с симметричным ядром K(x, у), определенным и непрерывным в нек рой ограниченной области, был затем в рамках общей теории операторов распространен на многие другие типы линейных операторов (напр., на интегральные операторы с ядром, имеющим особенность или заданным в неогранич. области, дифференциальные операторы в пространствах функций одного или неск. переменных и т. д.), а также на абстрактно заданные линейные операторы в бесконечномерных линейных пространствах Оказалось, однако, что такое распространение связано с существенным усложнением С. а., так как для многих линейных операторов собственные значения и собственные функции, понимаемые в обычном смысле, вообще не существуют. Поэтому в общем случае спектр приходится определять не как совокупность собственных значений оператора Л, а как совокупность тех значений $\lambda$ , для к-рых оператор (A - $\lambda$ E)^-1, где E - тождественный (единичный) оператор, не существует, или определен лишь на неплотном множестве, или является неограниченным оператором. Все собственные значения оператора принадлежат его спектру и в совокупности образуют его дискретный спектр, остальную часть спектра часто называют непрерывным спектром оператора [иногда же непрерывным спектром называют лишь совокупность тех $\lambda$ , при к рых оператор (A - $\lambda$ E)-' определен на плотном множестве элементов пространства, но неограничен, а все точки спектра, не входящие ни в дискретный, ни в непрерывный спектр, называют остаточным спектром].

Наиболее разработан С. а самосопряженных линейных операторов в гильбертовом пространстве (обобщающих симметрические матрицы) и унитарных линейных операторов в том же пространстве (обобщающих унитарные матрицы). Caмосопряженный оператор А в гильбертовом пространстве всегда имеет чисто действительный спектр (дискретный, непрерывный или смешанный) и допускает спектральное разложение вида

А=инт от - беск до +беск. $\lambda$ dE( $\lambda$ ), (*)

где E( $\lambda$ ) - т н разложение единицы (отвечающее оператору А), т е. семейство проекционные операторов, удовлетворяющее специальным условиям Точками спектра в данном случае являются точки роста операторной функции E( $\lambda$ ); в случае чисто дискретного спектра все они являются скачками E( $\lambda$ ), так что здесь

и спектральное разложение (*) сводится к разложению

Унитарный оператор в гильбертовом пространстве имеет спектр, расположенный на окружности | $\lambda$ | = 1, и допускает спектральное разложение родственного (*) вида, но с заменой интегрирования от -беск. до +беск. интегрированием по этой окружности. Изучен также специальный класс нормальных операторов в гильбертовом пространстве, представимых в аналогичном представлению (*) виде, но где уже интегрирование в правой части распространено на более общее множество точек $\lambda$ комплексной плоскости, представляющее собой спектр А. Что касается С а несамосопряженных и не являющихся нормальными линейных операторов, обобщающих произвольные несимметрические матрицы, то ему были посвящены многочисленные работы Дж. Биркгофа (США), T. Карлемана (Швеция), M. В. Келдыша, M. Г. Крейна (СССР), Б. Секефальви Надя (Венгрия), H. Данфорда (США) и многих др. ученых, но тем не менее соответствующая теория еще далека от полной завершенности.

С. а. линейных операторов имеет целый ряд важных применений в классической механике (особенно теории колебаний), электродинамике, квантовой механике, теории случайных процессов, дифференциальных и интегральных уравнений и др. областях математики и матем. физики.

Лит.: Курант P., Гильберт Д., Методы математической физики, пер. с нем., 3 изд., т 1, M. - Л., 1951, Ахиезер Н. И, Глазман И. M, Теория линейных операторов в гильбертовом пространстве, 2 пзд., M., 1966, Плеснер А. И., Спектральная теория линейных операторов, M , 1965, Рисе Ф., Секефальви-Надь Б. Лекции по функциональному анализу, пер. с франц., M., 1954, Секефальви-Надь Б., Фояш Ч. Гармонический анализ операторов в гильбертовом пространстве, пер. с франц., M , 1970, Данфорд H., Шварц Дж. T., Линейные операторы, пер. с анг., ч 2 - 3, M., 1966-74, Келдыш M. В., Лелекин В. Б., Вопросы спектральной теории несамосопряженных операторов, в кн.: Tp. 4-го Всесоюзного математического съезда, т 1, Л , 1963, с 101 - 20.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ функции, обобщение гармонич. анализа, то же самое, что и спектральное разложение функции.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗВУКОВ РЕЧИ, метод установления акустич структуры звуков речи, представляющих собой сложный, непрерывно изменяющийся во времени акустич. сигнал, образующийся рядом частотных составляющих с различной интенсивностью (см. Спектр звука). При С. а. з. р. используются автоматически действующие электроакустич. приборы - спектрометры или спектрографы. Звук, введённый в прибор, напр., через микрофон, проходя через электроакустич. фильтры (каналы), каждый из к-рых имеет определённую полосу пропускания, разлагается на соответствующие частотные составляющие, к-рые можно наблюдать на экране или фотографировать. Динамич. спектрографы позволяют анализировать текущую речь; полученные спектрограммы отражают непрерывность перехода от одного звука к другому.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕНТГЕНОВСКИЙ, элементный анализ вещественного состава материалов по их рентгеновским спектрам. Качеств. С. а. р. выполняют по спектральному положению характеристических линий в спектре испускания исследуемого образца, его основой является Мозли закон; количеств. С. а. р. осуществляют по интенсивностям этих линий. Методами С. а. р. могут быть определены все элементы с атомным номером Z > 12 (в нек-рых случаях - и более лёгкие). Порог чувствительности С. а. р. в большинстве случаев ~ 10-²- 10-⁴ %, продолжительность его (вместе с подготовкой пробы) неск. мин. С. а. р. не разрушает пробу.

Наиболее распространённый вид

С. а. р.-анализ валового состава материалов по их флуоресцентному рентгеновскому излучению. Выполняется он по относит, интенсивности линий, к-рая измеряется с высокой точностью спектральной аппаратурой рентгеновской. Относит. точность количеств. С. а. р. колеблется от 0,3 до 10% в зависимости от состава пробы; на интенсивность аналитич. линии каждого элемента влияют все остальные элементы пробы. Поэтому одной и той же измеренной интенсивности I₁ аналитич. линии i могут соответствовать различные концентрации C₁, C₂, C₃, ... определяемого элемента (см. рис.) в зависимости от наполнителя - состава пробы за исключением определяемого элемента. Вследствие этого т. н. вырождения интенсивности по концентрации С. а. р. возможен лишь на основе общей теории зависимости I₁ от концентраций всех $\eta$ компонентов пробы - системы $\eta$ уравнений связи.

Графики зависимости интенсивности / $\iota$ аналитич. линии i от концентрации С определяемого элемента (аналитические графики) для случаев, когда поглощение наполнителя меньше (1), равно (2) или больше (3) поглощения определяемого элемента. I $\varphi$ - интенсивность фона.

На основе общей теории анализа разработано неск. частных методов. При отсутствии в пробе мешающих элементов можно применять простейший из них - метод внешнего стандарта: измерив интенсивность аналитич. линии пробы, по аналитич. графику образца известного состава (стандарта) находят концентрацию исследуемого элемента. Для многокомпонентных проб иногда применяют метод внутреннего стандарта, в к-ром ординатой аналитич. графика служит отношение интенсивностей линий определяемого элемента и внутреннего стандарта - добавленного в пробу в известном количестве элемента, соседнего (в периодич. системе элементов) с определяемым. Во мн. случаях успешно применяют метод добавок в пробу в известном количестве определяемого элемента или наполнителя. По изменению интенсивности аналитич. линии можно найти первоначальную концентрацию определяемого элемента.

В пром-сти применяют метод стандарта-фона, в к-ром ординатой аналитич. графика является отношение интенсивности аналитич. линии флуоресцентного излучения образца и близкой к ней линии первичного рентгеновского излучения, рассеянного пробой. Это отношение во мн. случаях мало зависит от состава наполнителя. Для анализа сложных многокомпонентных проб полную систему уравнений связи расшифровывают на ЭВМ по методу последовательных (обычно трёх-четырёх) приближений.

С. а. р. валового состава нашёл применение на обогатит. фабриках цветной металлургии - для контрольных целей и для экспрессного анализа; на металлургич. заводах - для определения потерь металла в шлаках, маркировки сплавов сложного состава, контроля состава латуней в процессе плавки и т. д.; на цементных заводах - для контроля состава цементно-сырьевых смесей. Валовый С. а. р. применяется также для силикатного анализа.

Рентгеновский микроанализ (локальный анализ) участков пробы ~ 1 - 3 мкм¹ (т. е. меньше размеров зерна сплава) выполняют с помощью электронно-зондового микроанализатора по рентгеновскому спектру исследуемого участка. Он требует точного введения поправок на атомный номер определяемого элемента, поглощение его излучения в пробе и его флуоресценцию, возбуждаемую тормозной компонентой излучения и характеристич. излучением др. элементов пробы.

Микроанализ применяют при исследовании взаимной диффузии двух- и трёхкомпонентных систем; процессов кристаллизации (по дендритной ликвации, сегрегации примесных атомов на дислокациях осн. компонента, концентрации нек-рых фаз на границе зёрен); локальных флуктуации состава плохо гомогенизированных сплавов и пр.

Лит.: Б л о х и н M. А., Методы рентгеноспектральных исследований, M., 1959; Блoхин M. А., Ильин H. П., Рентгеноспект-ральный анализ, "Журнал аналитической химии", 1967, т. 22, в. 11; Лосев H. Ф., Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ, M., 1969; Плотников P. И., Пшеничный Г. А., Флюоресцентный рентгенорадиометрический анализ, M., 1973; Бирке Л. С., Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда, пер. с англ., M., 1966; Физические основы рентгеноспектрального локального анализа, пер. с англ., M., 1973; Электронно-зондовый микроанализ, пер. с англ., M., 1974.

M. А. Блохин.

СПЕКТРОГЕЛИОГРАФ (от спектр и гелиограф), спектральный астрономич. прибор для фотографирования солнечного диска в монохроматич. свете. Оптич. схема С. тождественна схеме спектрогелиоскопа, у к-рого позади второй, выходной щели, к-рая выделяет нужную спектральную линию в солнечном спектре (или узкий участок непрерывного спектра), помещается фотографич. пластинка. Обеим щелям С. придаётся согласованное перемещение, так что различным участкам солнечного диска, последовательно проектирующимся на первую щель, соответствуют различные участки фотографич. пластинки. Снимок, получаемый с помощью С. (спектрогелиограмма), позволяет видеть различные образования на солнечном диске или за краем его, излучающие или поглощающие свет в данной спектральной линии, к-рые не видны вследствие наложения излучений в других длинах волн на непосредственных (в полном свете) снимках Солнца. Преимуществом С. перед интерференционно-поляризационными фильтрами, также позволяющими получить монохроматич. изображения Солнца, является возможность выбирать в широких пределах спектральные линии для наблюдений, а также степень монохроматизации, определяемую шириной выходной щели. Для получения спектрогелиограмм большей частью используются спектральные линии H и К ионизованного кальция, а также линия H_x водорода. Спектрогелнограммы, полученные в любой длине волны непрерывного спектра, показывают все детали, видимые на непосредственных снимках Солнца (грануляция, пятна И пр.). Первые конструкции С. были разработаны, а затем и осуществлены в 90-х гг. 19 в. А. Деландроч (Франция), Дж. Э. Хейлом (США) и Дж. Эвершедом (Индия), хотя идея сооружения такого прибора высказывалась уже несколько ранее. Впервые спектрогелиограммы протуберанцев были получены в 1891, а всего солнечного диска - з 1892. В 1908 появились фотографич. пластинки, чувствительные к красным лучам, и были получены первые спектрогелиограммы в лучах На. В качестве диспергирующей системы в С., подобно спектрографам, употребляются как призмы, так и дифракционные решётки, а иногда комбинации тех и других. На нек-рых телескопах устанавливаются двойные С., позволяющие получать одновременно два изображения Солнца в разных спектральных линиях. С развитием космич. исследований на ракетах и искусственных спутниках Земли устанавливаются С. для получения спектрогелиограмм в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах.

СПЕКТРОГЕЛИОСКОП (от спектр а гелиоскоп), спектральный астрономич. прибор, служащий для визуальных наблюдений Солнца в монохроматич. свете. С. представляет собой спектроскоп-моно-хроматор, на плоскость входной щели к-poro проектируется с помощью длиннофокусного объектива или зеркала изображение Солнца, а выходная щель выделяет из солнечного спектра нек-рую спектральную линию (обычно красную водородную линию На). В монохроматич. свете выделенной спектральной линии наблюдатель видит ту часть изображения Солнца, к-рая вырезается входной щелью С. Обычно обеим щелям придаётся синхронное колебательное движение, причём настолько быстрое, что в глазу наблюдателя не успевает исчезать зрительное впечатление от последовательных положений щели. В результате наблюдатель видит участок солнечного диска, на к-ром выделяются солнечные образования, излучающие или поглощающие в данной спектральной линии - волокна, тёмные и светлые флоккулы и т. п., или образования за краем диска - протуберанцы, хромосфера (см. Солнце). Первые опыты конструирования С. были предприняты в 1891 А. Деландром и Дж. Э. Хейлом.

СПЕКТРОГРАФ (от спектр и ...граф), спектральный прибор, в к-ром приемник излучения регистрирует практически одновременно весь спектр, развернутый в фокальной плоскости оптич. системы. В качестве приемников излучения в С. служат фотографич. материалы, многоэчементные фотоприемники или электроннооптические преобразователи. Если регистрирующее устройство приспособлено для исследования быстро меняющихся во времени спектров, то в зависимости от конструкции С паз. киноспектрографом, спектрохронографом, хроноспектрографом.

СПЕКТРОЗОНАЛЬНАЯ АЭРОФОТОСЪЁМКА, фотографирование местности с воздуха одновременно в нескольких зонах спектра электромагнитных волн. С. а. эффективнее аэрофотосъемки в одной отдельно взятой спектральной зоне, поскольку отражательная способность наземных природных и искусственных образований изменяется в зависимости от длины волны, причем эта закономерность проявляется в качественном и количественном отношении по-разному для различных объектов. В силу этого часть последних может быть зафиксирована на аэроснимке с требующимся утрированным контрастом при фотографировании в одном диапазоне световых лучей, часть - в другом и т. д. (см. Спектрозональиая фотография). Соответственно для выбора при съемке наиболее подходящих для данного случая зон спектра необходимо знать коэффициенты спектральной яркости интересующих объектов снимаемой территории (при тех или иных ее сезонных аспектах и атмосферно-оптич. условиях)

Основной вид С. а.- цветная спектро-зональная съемка (см. Цветная аэрофотосъемка) - разработан во время 2-й мировой войны 1939-45 для распознавания по аэроснимкам замаскированных предметов, а затем получил широкое применение для хоз. и науч. целей. В настоящее время цветную С. а. производят обычным аэрофотоаппаратом (с желтым или красным светофильтром) на аэропленке, имеющей на единой подложке два или больше эмульсионных слоя, различающихся по спектральной чувствительности и содержащих такие компоненты, к-рые при цветном проявлении образуют красители, дополнительные друг другу по цвету. Таким путем обеспечивается получение на одном аэроснимке общего цветного изображения без потери деталей каждого из совмещенных однозональных изображений. Наибольшее распространение из двухслойных спектрозональных аэропленок имеют негативные типа "панхром плюс инфрахром" со слоями, чувствительными к излучению в красной (570-690 ммк) и ближней инфракрасной (670-820 ммк) зонах спектра; из трехслойных спектрозональных аэропленок - негативные (в СССР) и обратимые (за рубежом, называемые там "ложно-цветными" или "цветными-инфракрасными"), причем те и другие типа "ортохром плюс панхром плюс инфрахром", т. е. с добавлением слоя, чувствительного к излучению в зеленой (500-600 ммк) зоне спектра. При печати со спектрозональных аэропленок используют обычные цветные (многослойные) или специальные спектрозональные (двухслойные) фотобумаги и позитивные плёнки. На отпечатках аэроснимков и на оригинальных аэрофильмах (на обратимой плёнке) наземные объекты воспроизводятся в преобразованных условных цветах, характеризующихся большим разнообразием, постоянством и соответствием объектам, чем ахроматические тона на черно-белых аэроснимках (ср. аэроснимки верхнего ряда на вклейке к стр. 304 с рис. 7 табл. XVIII, т. 10, вклейка к стр. 352-353). Цветные спектрозональные аэроснимки наряду с преимуществами для дешифрирования характеризуются и достаточно высокими измерительными качествами, что предопределяет возможность их широкого использования в фотограмметрии. В Сов. Союзе цветная С. а. применяется гл. обр. в лесном и с. х-ве, при геологич. и топографич. работах.

Разработан и успешно внедряется вариант С. а., при к-ром воздушное фотографирование осуществляется синхронно тремя или более сблокированными аэрофотоаппаратами (или одним многообъективным) на нескольких черно-белых аэропленках, чувствительных к излучению в разных зонах спектра. Экспонируют эти аэропленки с использованием целой серии различных светофильтров, специально подбираемых по спектральной характеристике в целях выделения или исключения при данной аэросъемке тех или иных узких диапазонов световых лучей. Таким путем обеспечивается изготовление комплекта сопоставимых аэроснимков, содержащих в совокупности наибольшую информацию с заснятой территории. Этот вариант С. а. получил название многоканальной аэрофотосъемки (в переводной литературе её также именуют многозональной, мультиспектральной и т. п.).

Илл. см. на вклейке

Лит.: Михайлов В. Я , Аэрофотография и общие основы фотографии, 2 изд , M., 1959, Г о л ь д_м а н Л. M , Применение цветной аэросъёмки для изучения местности, M., 1960 (Tp. ЦНИИГАиК, в. 137); Самойлович Г. Г., Применение аэрофотосъёмки и авиации в лесном хозяйстве, 2 изд., M., 1964, Зайцев Ю. А., М у х и н а Л. А., Применение цветной и спектрозональной аэрофотосъёмки в геологических целях, M , 1966, Гольдман Л. M., Топографическое дешифрирование цветных аэроснимков за рубежом, M., 1971; K y ч к о А. С., Аэрофотография, M., 1974, Tолчельников Ю. С., Оптические свойства ландшафта. Л., 1974; Manual of color aerial photography, Wash., 1968.

JI. M. Гольдман.

СПЕКТРОЗОНАЛЬНАЯ ФОТОГРАФИЯ, специальный вид фотографической съемки. Состоит в фотографировании объекта одновременно в нескольких (минимум в двух) зонах спектра с целью выявления или усиления тех различий между деталями объекта, к-рые не фиксируются при обычной фотосъемке в видимых лучах. Указанные зоны при С. ф. выбирают с учетом оптич. характеристик объекта и целей съемки, причем в одних случаях может потребоваться фотографирование в видимой и невидимой частях спектра, в других - в избранных узких зонах видимой его части. Для С. ф. применяются как чёрно-белые, так и цветные фотоматериалы. В черно-белом варианте могут быть получены цветоделенные изображения (см. Цветоделение) в нескольких зонах спектра, в т. ч. в той, где различие изучаемых деталей и их фона максимально; полученные раздельные негативы совмещают и рассматривают непосредственно или, при избирательном изучении, через соответствующие фильтры в хромоскопе. В цветном варианте цветоделенные изображения совмещены с момента их получения, т. к. для этого используют специальные двухслойные или трехслойные (с включением слоя, чувствительного к инфракрасным лучам) цветофотографич. материалы, наз. с п е к т р о з о н а л ь н ы м и. При съемке на этих материалах регистрируется не вся спектральная область отражения света объектом, а только отдельные ее зоны, и поэтому цвета объекта передаются с заведомым искажением; однако именно эти искажения обусловливают возможность выявления изучаемых детатей.

С. ф. применяется при аэрофотосъемке природных объектов (посевов, лесов, почв и т. п., см. Спектрозоналъная аэрофотосъемка). Важную роль С. ф. играет при съемке поверхности Земли и планет с космических летательных аппаратов и искусственные спутников Земли (см. также Космическая съемка). Кроме того, С. ф. начинают использовать при микрофотосъемке биологич. объектов и шлифов минералов, содержащих вкрапления. Исследуются возможности С. ф. в рентгеновских лучах на обычных трехслойных цветофотографич. материалах; при этом различиям цвета изображения соответствуют разные глубины проникновения излучения (через один, два или три эмульсионных слоя соответственно), а следовательно, и разное ослабление излучения рентгенографируемым объектом.

Лит. см. при ст. Спектрозональная аэрофотосъемка.

А. Л. Картужанский.

СПЕКТРОКОМПАРАТОР, см. Компаратор.

СПЕКТРОМЕТР (от спектр и ...метр), в широком смысле - устройство для измерений функции распределения нек-рой физ. величины f по параметру х. Функция f(x) может определять распределение электронов по скоростям (бета-спектрометр), атомов по массам (масс-спектрометр), гамма-квантов по энергиям (гамма-спектрометр), энергии световых потоков по длинам волн $\lambda$ (оптич. спектрометр) и т. п. В узком смысле С. наз. спектральные приборы для измерений оптич. спектров f( $\lambda$ ) с помощью фотоэлектрич. приемников излучения.

СПЕКТРОМЕТРИЯ (от спектр и ...метрия), научная дисциплина, разрабатывающая теорию и методы измерений спектров. В оптическом диапазоне длин волн С. объединяет разделы прикладной спектроскопии, метрологии и теории линейных систем. С. служит для обоснования выбора принципиальных схем спектральных приборов и оптимизации методов расчета.

Лит.: Харкевич А А, Спектры и анализ, М.- Л , 1952, Хургин Я. И., Яковлев В. П., Финитные функции в физике и технике, M., 1971.

СПЕКТРОСЕНСИТОМЕТР, прибор, сообщающий фотоматериалу строго дозированные и меняющиеся по определенному закону экспозиции в монохроматическом свете. Получаемые т. о. с п е к тросенситограммы измеряют на денситометре и используют для построения семейств монохроматических характеристических кривых и т. н. кривых спектральной чувствительности (см. Сенситометрия). В отличие от сенситометра, С. включает спектрограф, разлагающий излучение источника света в спектр. Спектральную чувствительность фотоматериалов в видимом и близком инфракрасном диапазонах длин волн определяют С. со спектральными призмами из стекла, а для ультрафиолетового (УФ) диапазона призмы изготовляют из кварца. В СССР для спектросенситометрич. испытаний чёрно-белых фотоматериалов (ГОСТ 2818-45) используют С. типа ИСП-73 (рис.) в видимом диапазоне и типа ФСР-9 в УФ диапазоне.

Оптическая схема спектросенситометра ИСП-73: 1 - источник света (ленточная лампа накаливания); 2 - двухлинзовый конденсор; 3 - дисковый затвор с выдержками 0,05, 0,2 и 1,0 сек; 4 - револьверный диск с набором дырчатых диафрагм; 5 - входная щель спектрографа; 6 - объектив коллиматора; 7 - призмы; 8 - объектив камеры спектрографа.

СПЕКТРОСКОПИИ ИНСТИТУТ Академии наук СССР (ИСАИ), н.-и. учреждение, в котором ведутся работы по оптической спектроскопии. Создан в 1968 в Академгородке Подольского р-на Моск. обл. на базе лаборатории Комиссии по спектроскопии АН СССР. Осн. направления - атомная спектроскопия, молекулярная спектроскопия, спектроскопия твёрдого тела, лазерная спектроскопия, спектральное приборостроение. Выполнены исследования (1975) по спектроскопии высокоионизованных атомов и электронных переходов сложных молекул, нелинейной спектроскопии высокого разрешения, разработаны физ. основы лазерных методов разделения изотопов и получения сверхчистых веществ, созданы новые методики спектрального анализа хим. состава и строения вещества.

СПЕКТРОСКОПИЯ (от спектр и ... скопия), раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения. Методами С. исследуют уровни энергии атомов, молекул и образованных из них макроскопич. систем и квантовые переходы между уровнями энергии, что даёт важную информацию о строении и свойствах вещества. Важнейшие области применения С.- спектральный анализ и астрофизика.

Возникновение С. можно отнести к 1666, когда И. Ньютон впервые разложил солнечный свет в спектр. Важнейшие этапы дальнейшего развития С.- открытие и исследование в нач. 19 в. линий поглощения в солнечном спектре (фраунгоферовых линии), установление связи спектров испускания и поглощения (Г. P. Кирхгоф и P. Бунзен, 1859) и возникновение на её основе спектрального анализа. С его помощью впервые удалось определить состав астрономич. объектов - Солнца, звёзд, туманностей. Во 2-й пол. 19 - нач. 20 вв. С. продолжала развиваться как эмпирич. наука, был накоплен огромный материал об оптич. спектрах атомов и молекул, установлены закономерности в расположении спектральных линий и полос. В 1913 H. Бор объяснил эти закономерности на основе квантовой теории, согласно к-рой спектры электромагнитного излучения возникают при квантовых переходах между уровнями энергии атомных систем в соответствии с постулатами Бора (см. Атомная физика). В дальнейшем С. сыграла большую роль в создании квантовой механики и квантовой электродинамики, к-рые, в свою очередь, стали теоретич. базой совр. С.

Деление С. может быть произведено по различным признакам. По диапазонам длин волн (или частот) электромагнитных волн в С. выделяют радиоспектроскопию, охватывающую всю область радиоволн; оптич. С., изучающую спектры оптические и содержащую инфракрасную спектроскопию, С. видимого излучения и ультрафиолетовую спектроскопию, рентгеновскую спектроскопию и гамма-спектроскопию. Специфика каждого из этих разделов С. основана на особенностях электромагнитных волн соответствующего диапазона и методах их получения и исследования: в радиоспектроскопии применяются радиотехнические методы, в рентгеновской - методы получения и исследования рентгеновских лучей, в гамма-спектроскопии - экспериментальные методы ядерной физики, в оптич. С.- оптич. методы в сочетании с методами совр. радиоэлектроники. Часто под С. понимают лишь оптич. С.

В соответствии с различием конкретных экспериментальных методов выделяют отдельные разделы С. В оптич. С.- интерференционную С., основанную на использовании интерференции и применении интерферометров, вакуумную спектроскопию, Фурье-спектроскопию, спектроскопию лазерную, основанную на применении лазеров. Одним из разделов ультрафиолетовой и рентгеновской С. является фотоэлектронная спектроскопия, основанная на анализе энергий электронов, вырываемых из вещества при поглощении ультрафиолетовых и рентгеновских фотонов.

По типам исследуемых систем С. разделяют на атомную, изучающую атомные спектры, молекулярную, изучающую молекулярные спектры, С. веществ в конденсированном состоянии (в частности, спектроскопию кристаллов). В соответствии с видами движения в молекуле (электронное, колебательное, вращательное) молекулярную С. делят на электронную, колебательную и вращательную С. Аналогично различают электронную и колебательную С. кристаллов. В С. атомов, молекул и кристаллов применяют методы оптич. С., рентгеновской С. и радиоспектроскопии .

Особую область исследований представляет ядерная спектроскопия, в к-рую включают гамма-, альфа- и бетаспектроскопии; из них только гамма-спектроскопия относится к С. электромагнитного излучения.

Лит.: Ельяшевич M. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, M., 1962; Герцберг Г., Спектры и строение простых свободных радикалов, пер. с англ., M., 1974. См. также лит. при статьях: Инфракрасная спектроскопия, Комбинационное рассеяние света, Ультрафиолетовое излучение, Спектроскопия кристаллов, Рентгеновская спектроскопия, Гамма-спектроскопия, Атомные спектры, Молекулярные спектры.

M. А. Ельяшевич.

СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ, раздел спектроскопии, посвящённый изучению квантовых переходов в системе уровней энергии кристаллич. тел и сопутствующих им физ. явлений. С. к.- важный источник информации о свойствах и строении кристаллов. Её теоретической основой является квантовая теория твёрдого тела. В С. к. широко используется теория групп, к-рая позволяет учесть свойства симметрии кристаллов, т. е. установить симметрию волновых функций для энергетических уровней и найти отбора правила для разрешённых переходов между ними. Для С. к. характерно разнообразие экспериментальных методов, включающих использование низких темп-р, лазеров (как источников возбуждения), фотоэлектрич. счёта фотонов,, модуляционных методов регистрации спектров (см. Спектральные приборы) синхротронного излучения и т. д.

Многообразие в кристалле частиц и квазичастиц с сильно различающимися характерными энергиями обусловливает поглощение и испускание квантов электромагнитной энергии в широком диапазоне частот от радиоволн до $\gamma$ -излучения. Малые кванты энергии связаны в, основном с магнитными взаимодействиями частиц и изучаются радиоспектроскопическими методами (см. Радиоспектроскопия). Рентгеновская спектроскопия изучает переходы электронов на внутр. оболочки атомов и ионов, образующих кристалл. Гамма-излучение связано с переходами между ядерными уровнями. Однако обычно под С. к. понимают оптич. спектроскопию, охватывающую диапазон электромагнитных волн от далёкой - инфракрасной до дальней ультрафиолетовой областей.

В С. к. исследуются спектры поглощения, отражения, люминесценции и рассеяния (см. Спектры кристаллов) а также влияние на них различных внеш. воздействий: электрич. поля (Штарка эффект), магнитного поля (Зеемана эффект), всестороннего сжатия кристалла и направленных деформаций (пьезоспектроскопический эффект). Исследуется также зависимость спектра кристалла от темп-ры (изменение структуры, сдвиги и уширения полос, изменения интенсивности) и поляризации света. После поглощения света в кристалле развиваются процессы релаксации и передачи энергии возбуждения. Для их исследования важны временные измерения спектральных характеристик, позволяющие найти времена жизни определённых состояний, времена релаксации и т. д. Если во взаимодействии с излучением принимает участие неск. частиц,, взаимодействующих также между собой, то возникают кооперативные явления.

С. к. изучает влияние дефектов в кристаллах (как существующих в реальном кристалле, так и намеренно создаваемых для придания кристаллу определённых свойств, напр., введением примесей) на их спектры. Спектры тонких кристаллич. плёнок и кристаллов малых размеров могут обладать особенностями (влияние поверхности). Наряду с однофотонными процессами при возбуждении кристалла лазерным излучением можно наблюдать также многофотонные процессы, при к-рых в одном акте рождается или исчезает неск. фотонов. Изучаются также различные нелинейные эффекты в кристаллах.

С. к. позволяет получить информацию о системе энергетич. уровней кристалла, о механизмах взаимодействия света с веществом, о переносе и преобразовании энергии, поглощенной в кристалле, и ее изменениях (фазовые переходы), о фото химических реакциях и фотопроводимости С к. позволяет также получить данные о структуре кристаллич решетки, о строении и ориентации различных дефектов и примесных центров в кристаллах и т. д На данных С к. основаны применения кристаллов в квантовой электронике, в качестве люминофоров, сцинтилляторов, преобразователей свето вой энергии, оптич. материалов, ячеек для записи информации. Методы С. к. используются в спектральном анализе

Лит.: Феофилов П. П., Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов, M., 1959, Филипс Д ж., Onтические спектры твердых тел в области собственного поглощения, пер. с англ., [M.], 1968, Ребане К К, Элементарная теория колебательной структуры спектров примесных центров кристалла, M., 1968, Каплянский А. А., Броуде В. Л., Спектроскопия кристаллов, в кн.: Физический энциклопедический словарь, т. 5, M., 1966, Кардона M., Модуляционная спектроскопия, пер. с англ., M , 1972, Б а л ь х а у з е н К , Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ. M., 1964, Пуле А , Maтье Ж. - П., Колебательные спектры и симметрия кристаллов, пер. с франц., M., 1973.

H. H. Кристофель.

СПЕКТРОСКОПИЯ ЛАЗЕРНАЯ, раздел оптич. спектроскопии, методы к-рой основаны на использовании лазерного излучения. Применение монохроматич. излучения лазеров позволяет стимулировать квантовые переводы между вполне определенными уровнями энергии атомов и молекул (в спектроскопии, использующей нелазсрные источники света, изучают спектры, возникающие в результате переходов между громадным числом квантовых состоянии атомов и молекул).

Первые серьезные лазерные эксперименты в спектроскопии были осуществлены после создания достаточно мощных лазеров видимого диапазона, излучение к рых имеет фиксированную частоту Они были использованы для возбуждения спектров комбинационного рассеяния света Принципиально новые возможности С. л. открылись с появлением лазеров с перестраиваемой частотой. С. л. позволила решить или приступить к решению важных задач, перед к-рыми спектроскопия обычных источников света практически бессильна.

Высокая монохроматичность излучения лазеров с перестраиваемой частотой дает возможность измерять истинную форму спектральные линий вещества, не искаженную аппаратной функцией спектрального прибора. Это особенно существенно для спектроскопии газов в инфракрасной области, где разрешение лучших пром. приборов обычного типа составляет 0,1 см¹, что в 100 раз превышает ширину узких спектральных линий (см. Ширина спектральных линий).

Временная и пространственная когерентность лазерного излучения, лежащая в основе методов нелинейной С. л., позволяет изучать структуру спектральных линий, скрытую обычно доплеровским уширением, вызываемым тепловым движением частиц в газе.

Благодаря высокой монохроматичности и когерентности излучение лазера переводит значит. число частиц из основного состояния в возбужденное. Это повышает чувствительность регистрации атомов и молекул - в 1 см³ вещества удается регистрировать включения, состоящие из 10² атомов или 10¹⁰ молекул. Разрабатываются методы регистрации отдельных атомов и молекул.

Короткие и ультракороткие лазерные импульсы дают возможность исследовать быстропротекающие (~ 10-⁶ - 10-¹²сек) процессы возбуждения, девозбуждения и передачи возбуждения в веществе С помощью импульсов направленного лазерного излучения можно исследовать спектры рассеяния и флуоресценции атомов и молекул в атмосфере на значительном расстоянии (~ 100 км) и получать информацию о ее составе, а также осуществлять контроль загрязнения окружающей среды.

Фокусируя лазерное излучение, можно исследовать состав малых количеств вещества (имеющих размеры порядка длины волны). Это успешно применяется в локальном эмиссионном спектральном анализе.

Приборы, применяемые в С. л., принципиально отличаются от обычных спектральных приборов. В приборах, использующих лазеры с перестраиваемой частотой, отпадает необходимость в разложении излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов (призм, дифракционных решеток), являющихся основной частью обычных спектральных приборов. Иногда в С. л. применяют приборы, в которых излучение разлагается в спектр с помощью нелинейных кристаллов (см. рис. 4 в ст. Нелинейная оптика).

Лит.: Летохов В. С., Чеботаев В. П., Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, M., 1975, M е н к е Г., M е н к е Л., Введение в лазерный эмиссионный микроспектральный анализ, пер. с нем., M., 1968, Летохов В. С., Проблемы лазерной спектроскопии, "Успехи физических наук", 1976, т. 118, в. 2.

В. С. Летохов.

СПЕКТРОФОТОМЕТР (от спектр и фотометр), спектральный прибор, к-рый осуществляет фотометрирование - сравнение измеряемого потока с эталонным (референтным) для непрерывного или дискретного ряда длин волн излучения. С. обеспечивает отсчет или автоматическую регистрацию результатов сравнения в соответствующей двумерной шкале абсцисса - длина волны, ордината - результат фотометрирования на этой длине волны. С. также наз. аналитич. приборы, к-рые не измеряют спектров, а определяют концентрации элементов в пробе по линиям абсорбции (или эмиссии) атомов в пламени (атомно абсорбционные или пламенные С.) или определяют концентрации компонент в смесях веществ по характеристич. полосам поглощения (напр., двуволновые инфракрасные С. или С.-анализаторы). Осн. типы С. описаны в ст. Спектральные приборы.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ, область измерит. техники, объединяющая спектрометрию, фотометрию и метрологию и занимающаяся разработкой системы методов и приборов для количеств измерений спектральных коэффициентов поглощения, отражения, излучения, спектральной яркости как характеристик сред, покрытий, поверхностей, излучателей (см. также Спектральные приборы).

"СПЕКТР - СВЕТИМОСТЬ" ДИАГРАММА, то же, что Герцшпрунга- Ресселла диаграмма.

СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ, спектры оптические, испускаемые источниками светя..

СПЕКТРЫ КРИСТАЛЛОВ (оптические) по структуре разнообразны. Наряду с узкими линиями они содержат широкие полосы (отношение частоты $\nu$ к скорости света с от долей до неск тыс см-¹) и сплошные области спектра, простирающиеся на десятки тыс. см-¹ (см. Спектры оптические). В инфракрасной области спектров поглощения наблюдаются полосы, связанные с квантовыми переходами между энергетическими уровнями, обусловленными колебательными движениями частиц кристалла, к-рым сопутствуют изменения электрич. дипольного момента: поглощается фотон и рождается квант колебаний кристаллической решётки - фонон. Процессы, сопровождающиеся рождением нескольких фононов, "размывают" и усложняют наблюдаемый спектр. В реальном кристалле обычно есть дефекты структуры (см. Дефекты в кристаллах), вблизи них могут возникать локальные колебания, напр., внутр. колебания примесной молекулы. При этом в спектре появляются дополнительные линии с возможными "спутниками", обусловленными связью локального колебания с решеточными. В полупроводниках нек рые примеси образуют центры, в к рых электроны движутся на водородоподобных орбитах. Они дают спектр поглощения в инфракрасной области, состоящий из серии линий, заканчивающихся непрерывной полосой поглощения (ионизация примеси). Поглощение света электронами проводимости и дырками в полупроводниках и металлах начинается также в инфракрас ной области (см. Металлооптика). В спектрах магнитоупорядоченных кристаллов аналогично фононам проявляют себя магноны (см. Спиновые волны). В спектре рассеянного света из-за взаимодействия света с колебаниями решетки, при к-рых изменяется поляризуемость кристалла, наряду с линией исходной частоты V₀ появляются линии, сдвинутые по обе стороны от нее на частоту решеточных колебаний, что соответствует рождению или поглощению фононов (см. Комбинационное рассеяние света, рис 1). Акустические решеточные колебания приводят к тому, что при рассеянии света на тепловых флуктуациях у центральной (не смещенной) релеевской линии также появляются боковые спутники, обусловленные рассеянием на распространяющихся флуктуациях плотности (см. Рассеяние света).

Рис. 1. Спектр комбинационного рассеяния кристалла дигидрофосфата калия (KDP) при разных температурах. По оси абсцисс отложено отношение сдвига частоты (v-Vo) к скорости света.

Большинство неметаллич. кристаллов за инфракрасной областью в определенном интервале частот прозрачно. Поглощение возникает снова, когда энергия фотона становится достаточно велика, чтобы вызвать переходы электронов из верхней заполненной валентной зоны в нижнюю часть зоны проводимости кристалла.

Спектр этого интенсивного собственного поглощения света отображает структуру электронных энергетических зон кристалла и простирается дальше в видимый диапазон, по мере того как "включаются" переходы между др. энергетическими зонами. Положение края собственного поглощения определяет окраску идеального кристалла (без дефектов). Для полупроводников длинноволновая граница области собств. поглощения лежит в ближней инфракрасной области, для ионных кристаллов - R ближней ультрафиолетовой области. Вклад в собственное поглощение кристалла наряду с прямыми переходами электронов дают и непрямые переходы, при к-рых дополнительно рождаются или поглощаются фононы. Переходы электронов из зоны проводимости в валентные зоны могут сопровождаться рекомбинационным излучением.

Электрон проводимости и дырка благодаря электростатич. притяжению могут образовать связанное состояние - э к с и т о н. Спектр экситонов может варьироваться от водородоподобных серий до широких полос. Линии экситонного поглощения лежат у длинноволновой границы собственного поглощения кристалла (рис. 2). Экситоны ответственны за электронные спектры поглощения молекулярных кристаллов. Известна также экситонная люминесценция.

Рис. 2. Длинноволновый участок собственного поглощения кристалла KBт при температуре жидкого азота. Первые два интенсивных пика со стороны низких энергий соответствуют экситонам. Область собственного поглощения начинается за вторым пиком.

Энергии электронных переходов между локальными уровнями дефектных центров попадают обычно в область прозрачности идеального кристалла, благодаря чему они часто обусловливают окраску кристалла. Напр., в щёлочно-галоидных кристаллах возбуждение электрона, локализованного в анионной вакансии (F-центр окраски), приводит к характеристич. окраске кристалла. Различные примесные ионы (напр., Tl в KCl) образуют центры люминесценции в кристаллофосфорах. Они дают электронно-колебательные (в и б р о н н ы е) спектры. Если электрон-фононное (вибронное) взаимодействие в дефектном центре слабое, то в спектре появляется интенсивная узкая бесфононная линия (оптич. аналог линии Мессбауэра эффекта), к к-рой примыкает "фононное крыло" со структурой, отражающей особенности динамики кристалла с примесью (рис. 3). С ростом вибронного взаимодействия интенсивность бесфононной линии падает. Сильная вибронная связь приводит к широким бесструктурным полосам. Поскольку часть энергии возбуждения в процессе колебательной релаксации до излучения рассеивается в остальном кристалле, максимум полосы люминесценции лежит по длинноволновую сторону от полосы поглощения (правило С т о к с а). Иногда к моменту испускания светового кванта в центре не успевает установиться равновесное распределение по колебательным подуровням, при этом возможна "горячая" люминесценция.

Рис. 3. Бесфононная линия и фононное крыло в спектре поглощения примесной молекулы NO₂- в KI при температуре жидкого гелия.

Если кристалл содержит в качестве примесей атомы или ионы переходных или редкоземельных элементов, с недостроенными f- или d-оболочками, то можно наблюдать дискретные спектральные линии, соответствующие переходам между подуровнями, возникающими в результате расщепления атомных уровней внутрикристаллическим электрич. полем (см. Кристаллическое поле, Квантовый усилитель).

Лит. см. при ст. Спектроскопия кристаллов. H. H. Кристофель.

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ, спектры электромагнитного излучения в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах шкалы электромагнитных волн. С. о. разделяют на спектры испускания (наз. также спектрами излучения, или эмиссионными спектрами), спектры поглощения, рассеяния и отражения. С. о. испускания получаются от источников света разложением их излучения по длинам волн $\lambda$ спектральными приборами и характеризуются функцией f( $\lambda$ ), дающей распределение энергии испускаемого света в зависимости от $\lambda$ . С. о. поглощения (абсорбции), рассеяния и отражения обычно получаются при прохождении света через вещество с последующим его разложением по $\lambda$ . Эти типы С. о. характеризуются долей энергии света каждой длины волны соответственно поглощённой [к( $\lambda$ )], рассеянной [ $\alpha$ ( $\lambda$ )] и отражённой [R( $\lambda$ )]. При рассеянии монохроматического света длины волны $\lambda$ o спектр комбинационного рассеяния света характеризуется распределением энергии рассеянного света по изменённым длинам волн $\lambda$ <> $\lambda$ o [f'( $\lambda$ )]. Т. o., любой спектр характеризуется нек-рой функцией f( $\lambda$ ), дающей распределение энергии (абсолютной или относительной) по длинам волн; при этом энергию рассчитывают на нек-рый интервал $\lambda$ . От функции f( $\lambda$ ) можно перейти к функции $\varphi$ ( $\nu$ ), дающей распределение энергии по частотам $\nu$ = c/ $\lambda$ (с - скорость света); тогда энергия рассчитывается на единицу интервала $\nu$ .

С. о. регистрируют с помощью фотографич. и фотоэлектрич. методов, применяют также счётчики фотонов для ультрафиолетовой области, термоэлементы и болометры в инфракрасной области и т. д. В видимой области С. о. можно наблюдать визуально.

По виду С. о. разделяют на линейчатые, состоящие из отдельных спектральных линий, соответствующих дискретным значениям $\lambda$ , полосатые, состоящие из отдельных полос, каждая из к-рых охватывает нек-рый интервал $\lambda$ , и сплошные (непрерывные), охватывающие большой диапазон $\lambda$ . Строго говоря, отдельная спектральная линия также не соответствует вполне определённому значению $\lambda$ , а всегда имеет конечную ширину, характеризуемую узким интервалом $\lambda$ (см. Ширина спектральных линий).

С. о. возникают при квантовых переходах между уровнями энергии атомов, молекул, а также твёрдых и жидких тел. С. о. испускания соответствуют возможным квантовым переходам с верхних уровней энергии на нижние, спектры поглощения - с нижних уровней энергии на верхние.

Вид С. о. зависит от состояния вещества. Если при заданной темп-ре вещество находится в состоянии термодинам ич. равновесия с излучением (см. Тепловое излучение), оно испускает сплошной спектр, распределение энергии в к-ром по $\lambda$ (или $\nu$ ) даётся Планка законом излучения. Обычно термодинамич. равновесие вещества с излучением отсутствует и С. о. могут иметь самый различный вид. В частности, для спектров атомов характерны линейчатые спектры, возникающие при квантовых переходах между электронными уровнями энергии (см. Атомные спектры), для простейших молекул типичны полосатые спектры, возникающие при переходах между электронными, колебательными и вращательными уровнями энергии (см. Молекулярные спектры).

Диапазон	$\lambda$ , мкм	$\nu$ , сек ^-1	$\nu$ /с,см^-1	hv, эв	Т, К
Инфракрасное излучение...	10³-0,74	3,010¹¹--4,0· 10¹⁴	10-1, 35*10⁴	1,25-10^-3- - 1,7	14-2,0*10⁴
Видимое излучение ...	0,74-0,40	410¹⁴--7,510¹⁴	1,3510⁴--2,5 10⁴	1,7-3,1	2.010⁴--3,610⁴
Ультрафиолетовое излучение ...	0,40-0,001	7,510¹⁴--3,010¹⁵	2,5*10⁴--10⁶	3,1-125	3,610⁴--1,410⁶

Для С. о. различным диапазонам $\lambda$ и, следовательно, $\nu$ соответствуют различные энергии фотонов hv = $\varepsilon$ ₁ - $\varepsilon$ ₂ (где h - Планка постоянная, $\varepsilon$ ₁и $\varepsilon$ ₂ - энергии уровней, между к-рыми происходит переход). В табл. приведены для 3 диапазонов электромагнитных волн примерные интервалы длин волн $\lambda$ , частот $\nu$ волновых чисел $\nu$ /c, энергий фотонов hv, а также темп-р T, характеризующих энергию фотонов согласно соотношению kT = hv (k - Больцмана постоянная). С. о. широко применяются для исследования строения и состава вещества (см. Спектроскопия, Спектральный анализ). Илл. см. на вклейке к стр. 305.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., M., 1957. (Общий курс физики, ч. 3); Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М.- Л., 1963.

M. А. Ельяшевич.

СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ, спектры оптические и рентгеновские спектры, получаемые при пропускании через вещество и поглощении в нём соответствующего излучения.

СПЕКУЛЯТИВНОЕ (позднелат. speculativus, от лат. speculor - наблюдаю, созерцаю), тип теоретич. знания, к-рое выводится без обращения к опыту, при помощи рефлексии, и направлено на осмысление предельных оснований науки и культуры. С. знание представляет собой исторически определ. способ обоснования и построения философии. Идея о С. характере философии служила формой утверждения суверенности филос. знания и его несводимости к специально-научному знанию. Представление о философии как С. знании сложилось уже в античности; наиболее последоват. система С. знания была развита Г. Гегелем, к-рый усматривал в диалектике высшую форму теоретич. умозрения истины; завершением многовековой традиции С. философии явилась феноменология Э. Гуссерля.

В истории философии существовали различные варианты критики С. знания: понимание С. философии как схоластики, оторванной от человеческого опыта и науки(эмпиризм Ф. Бэкона и Дж. Локка, рационализм T. Гоббса и Б. Спинозы); истолкование С. знания как философствования в сфере чистого разума, не имеющего своего предмета в опыте (И. Кант); отождествление С. философии с теологией (Л. Фейербах). В совр. бурж. философии С. знание радикально отвергается как полностью лишённое смысла (позитивизм), либо в противовес ему выдвигается идеал экзистенциально-личностного знания (экзистенциализм, персонализм).

Критика С. философии в марксизме основывается на материалистич. концепции отчуждения, выявляющей подлинные истоки С. мышления: отрыв филос. познания от реальных обществ, отношений и развития науки, понимание человека как абстрактного субъекта и др. Выделяя рациональный момент в С. философии - её стремление к осознанию особенностей филос. мышления, марксизм отвергает С. абстрагирование. Диалектич. материализм утверждает важнейшее познават. значение науч. абстракции, отражающей объективную реальность, раскрывает связь философии с общественно-историч. практикой. См. лит. при ст. Философия.

СПЕКУЛЯЦИЯ (от позднелат. speculatio, букв.- высматривание), по советскому уголовному праву одно из опасных преступлений хозяйственных, посягающее на нормальную деятельность сов. торговли, на интересы покупателей. Состоит в скупке и перепродаже товаров и иных предметов с целью наживы. Для признания деяния С. не имеет значения, где и у кого куплен товар (в магазине или на рынке, у законного владельца или недобросовестного приобретателя), а также кому он продан: гос. или обществ, орг-ции, колхозу или отдельному лицу. Уголовная ответственность за С. наступает с 16 лет.

С. наказывается лишением свободы на срок до 2 лет с конфискацией имущества или без таковой, либо исправит, работами на срок до 1 года, либо штрафом до 300 руб. Более строгое наказание (до 7 лет лишения свободы с конфискацией имущества) предусмотрено за С. в виде промысла или в крупных размерах (см., напр., УК РСФСР, ст. 154). Мелкая С., совершённая впервые, наказывается в адм. порядке. Об ответственности за С. валютными ценностями см. ст. Валютные преступления.

СПЕЛЕОЛОГИЯ (от греч. spelaion - пещера и ...логия), наука, занимающаяся изучением пещер - их происхождением, морфологией, микроклиматом, водами, растениями, совр. и древней пещерной фауной, остатками материальной культуры людей каменного века, наскальными рисунками и скульптурными изображениями, современным использованием. С. начала оформляться во 2-й пол. 19 в. Её возникновение связано с именами франц. исследователя Э. А. Мартеля, австр. учёных А. Шмидля, Ф. Крауса, А. Грунда и В. Кнебеля. Поскольку крупные пещеры в большинстве случаев возникают в результате растворения водой горных пород и относятся к явлениям карста, С. тесно связана с карстоведением. Помимо карстовых пещер, С. изучает и др. пещеры, образовавшиеся путём выветривания, дефляции, абразии, суффозии, под действием тектонических сил (пещеры-трещины), в результате течения и застывания лавы, таяния льда (ледниковые гроты), осаждения травертина, а также искусственные пещеры, вырубленные в скалах человеком. Изучая все компоненты подземного ландшафта, С. тесно связана с геологией, минералогией, геоморфологией, гидрогеологией, гидрологией, метеорологией и климатологией, ботаникой, ландшафтоведением, зоологией и палеонтологией, археологией и историей. Большая роль в исследовании пещер принадлежит спелеологам-спортсменам (спелеотуристам), поскольку для проникновения в глубокие полости приходится осуществлять трудные спуски и преодолевать водные преграды (сифоны), применяя спец. снаряжение. Во MH. странах имеются науч. и спортивные спелеологич. об-ва, группы, клубы, образующие нац. объединения. В СССР вопросы С. разрабатывают ин-ты карстоведения и спелеологии в Перми (всесоюзный) и в Уфе, Спелеологич. стационар в Кунгуре (Урал), Карстово-спелеологическая комиссия Географического об-ва СССР (Ленинград), Спелеологич. совет при Президиуме АН Груз. CCP (Тбилиси), многочисл. секции спелеотуризма, действия к-рых координируются центр. секцией спелеотуризма Центрального совета по туризму и экскурсиям ВЦСПС (Москва). В 1953 состоялся 1-й конгресс Международного спелеологич. союза (MCC), устав к-рого принят на 4-м Междунар. спелеологич. конгрессе в 1965 в Любляне (Югославия).

Лит.: Гвоздецкий H. А., Проблемы изучения карста и практика, M., 1972; Максимович Г. А., Основы карстоведения, т. 1, Пермь, 1963; Илюхин В., Дублянский В., Путешествия под землёй, M., 1968; Пещеры, Сб., в. 1(2)-15, Пермь, 1961 - 74; Пещеры Грузии, в. 1 -5,Тб., 1963- 1973.

H. А. Гвоздецкий.

СПЕЛЕОФАУНА (от греч. spelaion - пещера и фауна), то же, что пещерная фауна.

СПЕЛЛАНЦОН (Spellanzon) Чезаре (14.2.1884, Венеция, - 1957, Милан), итальянский историк, представитель прогрессивного крыла итал. историографии Рисорджименто, журналист. Гл. работы: "Подлинный секрет Карла Альберта" (1953) и 5-томная "История Рисорджименто и объединения Италии" (1933-1950), заканчивающаяся событиями Революции 1848. Первые три тома этой работы, охватывающие период от истоков Рисорджименто (18 в.) до 1848, вышли в 1933-38. Уже в этих томах, весьма богатых фактич. материалом, достаточно чётко сказались демократич. позиции С. 4-й и 5-й тома, вышедшие в 1948-50, дают одно из наиболее полных, тщательных и критически осмысленных изложений событий 1848 в Италии; вся работа в целом является одним из наиболее фундаментальных обобщающих трудов по истории Рисорджименто. После свержения фаш. диктатуры в Италии С. возобновил свою журналистскую деятельность, к-рую он вынужден был оставить в годы фашизма, и сотрудничал в "Коррьере делла сера" ("Corriere delIa Sera") и в др. газетах.

Соч.: Storia del Risorgimento e dell Unita d'ltalia, $\nu$ . 1-5, Mil., 1933-50; Il vero segreto di re Carlo Alberto, Firenze, 1953.

СПЕЛОСТЬ ЛЕСА, состояние насаждений или деревьев, при к-ром они наиболее пригодны для использования. Виды С. л.: естественная, количественная, качественная, хозяйственная, техническая и возобновительная. Естественная спелость определяется возрастом, в к-ром насаждение или дерево отмирают. Напр., у деревьев сосны или ели она наступает к 300-350 годам, а у их насаждений - к 200-250 годам. Количественная спелость характеризуется возрастом, в к-ром насаждение или дерево имеют наивысший годичный прирост (запас древесины в м³/га, делённый на возраст насаждения). В этом возрасте при рубке леса получают наибольшее кол-во древесины. Качественная спелость наступает в возрасте, в к-ром объёмная единица лесной продукции наиболее ценна. Хозяйственная спелость дерева или насаждения наступает в возрасте, в к-ром они дают в среднем за год наибольший денежный доход. Tехническая спелость определяется возрастом дерева или насаждения, в к-ром они в среднем за год дают наибольший выход желательного сортимента. Возобновительная спелость наступает в возрасте, в к-ром обеспечивается наилучшее естеств. возобновление леса (семенное или вегетативное). Возобновительная семенная спелость мягколиств. пород (берёзы, ольхи) наступает в 30- 40 лет, сосны - в 40-50, ели - в 60- 70, твёрдолиств. пород (дуба) - в 80-90 лет. Мягколиств. породы достигают порослевой возобновит, спелости в 25 лет, твёрдолиственные - в 40 лет.

Лит.: Лесоустройство, 3 изд., M., 1974.

H. П. Анучин.

СПЕЛОСТЬ ПОЧВЫ, состояние почвы, показывающее готовность её к обработке (физич. спелость) или к посеву и посадке культурных растений (биологич. спелость). Физическая С. п. создаётся при некотором её оптимальном увлажнении (влажность спелого состояния), когда почва во время механич. обработки распадается на агрегаты (комочки) размером от 1 до 10 мм. При более высокой влажности почва налипает на почвообрабатывающие орудия, при более низкой - разламывается на крупные комки, глыбы. При спелом состоянии почва лучше крошится, оказывает наименьшее сопротивление при обработке, а во вспаханной почве создаётся оптимальное соотношение между твёрдой частью, водой и воздухом. С, п. определяют визуально, по характеру крошения, сбрасывая пробу почвы с лопаты (или бросая комок почвы, взятой в горсть). Биологи ч. спелость наступает в хорошо обработанной, оптимально увлажнённой и прогретой почве.

СПЕНДИАРОВ (наст. фам. - Спендиарян) Александр Афанасьевич [20.10(1.11).1871, Каховка, - 7.5.1928, Ереван], советский композитор, дирижёр, педагог, обществ, деятель, нар. арт. Арм. CCP (1926). Классик арм. музыки. Окончил юридич. ф-т Моск. ун-та (1895). Теорию композиции изучал у H. С. Кленовского в Москве (1892-94) и H. А. Римского - Корсакова в Петербурге (1896-1900). Долгое время жил в Крыму. Творчество А. А. Спендиаров. С. развивалось под влиянием передовой русской и армянской культуры (общался с А. К. Глазуновым, M. Горьким, поэтом О. Туманяном и др.). Как композитор С. утверждал реалистическое искусство, тяготел к программной музыке, создал в своих произведениях опоэтизированные образы природы, жанровые картины нар. жизни. За симф. картину "Три пальмы" (1905), легенду "Бэда проповедник" (1907) и мелодекламацию "Мы отдохнём" (на текст А. П. Чехова, 1910) получил Глинкинские премии (1908, 1910, 1912). В ряде его сочинений звучит протест против социальной несправедливости и призыв к свободе: элегия "Несжатая полоса" для хора с оркестром (слова H. А. Некрасова, 1902), героич. песня "Туда, туда, на поле чести" (по роману "Раны Армении" Абовяна, слова И. Иоаннисяна, 1914), ария с оркестром "К Армении" (1915).

После Окт. революции 1917 С. активно включился в строительство сов. культуры. Руководил самодеят. хорами, оркестрами, обрабатывал нар., в т. ч. революц., песни. С 1924 жил в Ереване, участвовал в работе Ин-та науки и иск-ва, консерватории, в организации муз. изд-ва и симф. оркестра. В расцвете творческих сил С. написал "Эриванские этюды" для оркестра (1925), до конца жизни работал над героико-патриотич. оперой "Алмаст" по поэме "Взятие Тмкаберта" Туманяна (1930, Москва). Среди соч. С.- "Концертная увертюра" (1900), 2 сюиты "Крымские этюды" (1903, 1912), кантата "Памяти В. В. Стасова" (1907), романсы, мелодекламации, вокальные ансамбли, хоры, камерно-инструментальные произв. Имя С. присвоено Армянскому театру оперы и балета.

А. А. Спендиаров.

Соч.: Полн. собр. соч., сост. и ред. Г. E. Будагян, т. 1 - 10, Ep., 1943-71; Автобиография, "Советская музыка", 1938, № 4.

Лит.: Шавердян А., А. А. Спендиаров, М.-Л., 1939; Спендиарова M., Спендиаров, M., 1964; Тигранов Г., А. А. Спендиаров, 2 изд., M., 1971; Александр Спендиаров. Статьи и исследования, сост. Г. Геодакян, Ep., 1973.

Т. Г. Тигранов.

СПEHC (Spence) Томас (21.6.1750, Ныокасл-эпон-Тайн, - 8.9.1814, Лондон), английский социалист-утопист. Испытал влияние теоретиков естественного права. В памфлете "Действительные права человека" (1775) выступил за отмену частной собственности на землю и передачу её церковным приходам для свободной сдачи в аренду прихожанам. С. считал возможным на этой основе создать новый социальный строй - свободную ассоциацию самоуправляющихся общин. Неоднократно подвергался репрессиям. Учение С. оказало влияние на P. Оуэна.

Лит.: Волгин В. П, История социалистических идей, ч. 1, М.- Л., 1928; Черняк E. Б., Массовое движение в Англии и Ирландии в конце XVIII - начале XIX в., M., 1962; R u d k i n О. D., Thomas Spence..., N. Y.. 1927.

СПEHC (Spence) Уильям Гатри (1846, Оркнейские о-ва, - 13.12.1926, Теранг, Виктория), австралийский политич. деятель. С 1870-х гг. активно участвовал в профсоюзном движении. В 1901-17 чл. парламента по спискам Лейбористской партии. Эволюционировал вправо. В 1916 выступил в поддержку введения обязат. воинской повинности, за что был исключён из партии. В 1917 вступил в Нац. партию, созданную У. Хьюзом.

СПЕНСЕР (Spencer) Герберт (27.4.1820, Дерби, - 8.12.1903, Брайтон), английский философ и социолог, один из родоначальников позитивизма. Работал инженером на жел. дороге (1837-41), затем сотрудничал в журн. "Экономист" ("Economist") (1848-53), б. ч. жизни провёл как кабинетный учёный. Философия С. явилась дальнейшим развитием позитивизма О. Конта, хотя С. и отрицал свою зависимость от его взглядов. Влияние на С. оказали также агностицизм Д. Юма и Дж. С. Милля, кантианство, натурфилософские идеи Ф. Шеллинга и шотландская школа.

Философию С. понимал как максимально обобщённое знание законов явлений; т. о., философия, по С., отличается от частных наук чисто количественно, степенью обобщённости знания. С. исходит из деления мира на Познаваемое и Непознаваемое (в этом смысле его философия может быть понята как упрощённая модификация учения И. Канта: Познаваемое - "мир явлений", Непознаваемое - "вещь в себе"). Наука, по мысли С., способна познавать лишь сходства, различия и др. отношения между чувств, восприятиями, но не может проникнуть в сущность явлений. С этой точки зрения "...материя, движение и сила лишь символы неведомого реального" ("Основные начала", СПБ, 1897, с. 466). Непознаваемое выступает у С. как "первоначальная причина", в признании наличия к-рой сходятся наука и религия (см. там же, с. 82-103).

В теории познания С. развивал концепцию т. н. трансформированного реализма, утверждая, что ощущения не похожи на предметы; однако каждому изменению предмета соответствует определённое изменение структуры ощущений и восприятий ("иероглифизм"). С. пытался соединить эмпиризм с априоризмом (см. Априори), признавая априорное (самоочевидное) физиологически закреплённым опытом бесчисленных поколений предков. Согласно С., то, что априорно для личности, апостериорно для рода.

Специфич. особенность позитивизма С.- его учение о всеобщей эволюции, основанное на механистич. интерпретации эмбриологии К. Бэра, геол. учения Ч. Лайеля, физ. закона сохранения и превращения энергии и дарвинизма. С. сводил понятие эволюции к непрерывному перераспределению телесных частиц и их движению, соединению (интеграции) и рассеянию (дезинтеграции). Под это механистич. понимание эволюции С. пытался подвести все явления - от неорганических до нравственных и социальных, утверждая, что общее направление эволюции - к равновесию. Отказываясь искать причины эволюции, С. понимал эволюционизм как простое описание наблюдаемых фактов. Отсюда возникает внутр. противоречие концепции С.: учение об эволюции не относится им к сфере сущности, в области же явлений оно не вправе претендовать на объяснение закономерной связи между последоват. состояниями тел. Теория эволюции С. не могла объяснить качеств, изменения в развитии; это отчётливо выразилось также в понимании С. биологич. эволюции - как приспособления внутр. отношений к внешним с целью сохранения существования (см. "Основания биологии", т. 1-3, СПБ, 1899).

С. является основоположником органической школы в социологии. Классовое строение общества и выделение в его рамках различных адм. органов С. понимал по аналогии с разделением функций между органами живого тела. Осн. законом социального развития С. считал закон выживания наиболее приспособленных обществ, а из своей концепции эволюции выводил преимущества, наибольшую приспособленность "дифференцированного" (т. е. разделённого на классы) общества. С. - противник социализма, считавший революцию "болезнью" обществ, организма.

В этике С. стоял на позициях утилитаризма и гедонизма; нравственность, по С., связана с пользой, к-рая и есть источник наслаждения. Эстетич. воззрения С. сочетают различные мотивы: принцип бесцельной целесообразности Канта, понимание иск-ва как игры, идущее от Ф. Шиллера, и утилитаризм, согласно к-рому прекрасно то, что было в прошлом полезно. Психология С. явилась одним из источников психофизич. параллелизма (см. Психофизическая проблема) и генетической психологии. Педагогич. идеи С. были связаны с пропагандой утилитарного, естественнонауч. образования. С. внёс значит, вклад в изучение первобытной культуры, был одним из представителей эволюционной школы в этнографии, разработал теорию происхождения и развития религиозных верований.

Философия С. была квинтэссенцией бурж.-либеральных иллюзий викторианской (доимпериалистической) эпохи в истории Англии и резюмировала принципы и достижения естествознания сер. 19 в. Она пользовалась большой популярностью, оказала значит, влияние на эмпириокритицизм и неопозитивизм.

Соч.: Works, V. 1 - 18, L.- N. Y., 1910 в рус. пер.- Собр. соч., т. 1 - 7, СПБ, 1866-69; Соч., т. 1 - 7, СПБ, 1898-1900; Автобиография, ч. 1 - 2, СПБ, 1914.

Лит.: Нарский И. С., Очерки по истории позитивизма. M., 1960, гл. 4; Богомолов А. С., Идея развития в буржуазной философии 19 и 20 вв., [M.], 1962, гл. 2; К о н И. С., Позитивизм в социологии, [Л.], 1964, гл. 2; Hudson W., An introduction to the philosophy of H. Spencer, N. Y., 1894; Royce J., H. Spencer, N. Y., 1904; Haberlin P., H. Spencer's Grundlagen der Philosophie, Lpz., 1908; Duncan D., The life and letters of H. Spencer, N. Y., 1908; Schwarze K., H. Spencer, Lpz., 1909; Та у lor A. E., Herbert Spencer, N. Y., 1928; R u n m e у J., H. Spencer's sociology, L., 1934; Peel J., H. Spencer. The evolution of a sociologist, N. Y., 1971.

И. С. Нарский.

СПЕНСЕР (Spenser) Эдмунд (ок. 1552, Лондон, - 1,3 или 16.1.1599, там же), английский поэт. Учился в Кембриджском ун-те; магистр. "Календарь пастуха" С. (1579) - пастораль из 12 эклог, каждая из к-рых связана с одним из месяцев года. Традиц. аллегория служит у С. и целям сатиры - "Возвращение Колина Клаута" (1591, опубл. 1595), басня "Сказка матушки Xaбард" (1591). Лирика С. представлена гимнами (1596), циклом сонетов "Аморетти" (1591-95). Самое крупное произв. С.- незаконченная аллегорич. поэма "Королева фей" (1590-96), проникнутая гуманистич. устремлениями. С. обращается к Артуровским легендам, развивает традиции антич. эпоса и поэм итал. Возрождения. Аллегории С. охватывают придворную жизнь, политику. Создавая волшебный мир, он наделяет своих персонажей чертами живых людей, его поэзия по-своему реалистична. Англ, стихосложение С. обогатил т. н. спенсеровой строфой.

Э. Спенсер.

Э. Спенсер. "Королева фен". Илл. T. Робинсона.

Соч.: Works, V. 1 - 8, Bait., 1932 - 47; в рус. пер., в кн.: Хрестоматия по западноевропейской литературе. Эпоха Возрождения, сост. Б. И. Пуришев, 3 изд., M., 1947.

Лит.: История английской литературы, т. 1, в. 1, М.- Л., 1943; R e n w i с k W. L., E. Spenser..., L., Г1964]; Spenser. The critical heritage. Ed. by R. M. Cummings, L.,[197I]; A t k i n s D. F., E. Spenser. A bibliography supplement, N. Y., 1967.

M. A. Hepcecoвa.

СПЕНСЕР (Spencer), залив Индийского ок. у юж. 6eрега Австралии, между п-овами Эйр и Йорк. Берега преим. низкие, слабо изрезанные. Вдаётся в сушу на 330 км, шир. у входа ок. 80 км. Глуб. до 64 м. Приливы неправильные суточные, их величина до 3,6 м. Осн. порт - Порт-Пири. Назван по имени англ. мор. министра Дж. Дж. Спенсера (G. J. Spencer).

СПЕНСЕРОВА СТРОФА, в стихосложении 9-стишная строфа с рифмовкой ababbcbcc, первые 8 строк - 5-стопные ямбы, последняя - 6-стопный ямб. Появилась (как переработка для эпоса франц. лирич. строфы ababbcbc) в поэме Э. Спенсера ("Королева фей", 1590- 1596); была возрождена Дж. Байроном ("Чайльд-Гарольд"), П. Б. Шелли, Дж. Китсом; из англ. лит-ры перешла в нем. и рус. поэзию, но преим. лишь в переводах и стилизациях (напр., M. Кузмин, "Всадник"). Повлияла на строение 11-стишных строф M. Ю. Лермонтова ("Сашка", "Памяти А. Одоевского" и др.).

СПЕР (Spoehr) Герман (18.6.1885, Чикаго, - 21.6.1954, Станфорд), американский ботаник. Окончил Чикагский ун-т (1906). Сотрудник Ин-та Карнеги (1910-1929), проф. Станфордского ун-та (1929-1950). Осн. труды по фотосинтезу и дыханию растений. Опроверг представление о формальдегиде как промежуточном продукте фотосинтеза. Одним из первых применил метод меченых атомов при исследовании метаболизма у растений. Инициатор работ по культуре одноклеточных водорослей (хлореллы) с целью получения кормов и продуктов питания.

СПЕРАНСКИЙ Алексей Дмитриевич [30.12.1887 (11.1.1888), Уржум, ныне Кировской обл., - 23.7.1961, Москва], советский патолог, акад. АН СССР (1939) и АМН СССР (1944). Чл. КПСС с 1943. В 1911 окончил мед. ф-т Казанского ун-та; с 1920 проф. кафедры оперативной хирургии и топография, анатомии Иркутского ун-та. В 1923-28 ассистент И. П. Павлова и одновременно организатор (1926) и руководитель экспериментального отдела в Ин-те хирургич. невропатологии (Ленинград). Зав. отделами патофизиологии ленингр. Ин-та экспериментальной медицины (1928-34) и общей патологии Всесоюзного ин-та экспериментальной медицины в Москве (с 1934). С 1945 директор Ин-та общей и эксперимент, патологии АМН СССР; с 1954 (после преобразования в Ин-т норм, и патологич. физиологии) зав. отделом общей патологии.

С.- представитель нервизма. Осн. труды посвящены роли нервной системы в происхождении, механизмах развития, течения и исхода патологич. процессов различной природы; методологии патологии и экспериментальной терапии. Работами С. и его школы вскрыты общие закономерности и особенности течения т. н. нервных дистрофий, установлена роль нервной системы в компенсации нарушенных функций, процессах выздоровления. Гос. пр. СССР (1943), пр. им. И. П. Павлова АН СССР (1937). Награждён 2 орденами Ленина, 2 др. орденами, а также медалями.

Соч.: Нервная система в патологии, M.- Л., 1930; Элементы построения теории медицины, М.- Л., 1935; Избр. труды, M., 1955.

Лит.: Острый О. Я., Развитие идей нервизма в системе исследований академика А. Д. Сперанского, Тб., 1958; П л е ц и т ы й Д. Ф., А. Д. Сперанский, M., 1967; Чернух A. M., Плецитый Д. Ф., Нервизм и современная патология (К 80-летию со дня рождения А. Д. Сперанского), в кн.: Нервная трофика в физиологии и патологии, M., 1970.

Ю. А. Шилинис.

СПЕРАНСКИЙ Георгий Несторович [7(19).2.1873, Москва, - 14.1.1969, там же], советский педиатр, активный участник создания системы охраны материнства и детства, чл.-корр. АН СССР (1943), акад. АМН СССР (1944), Герой Социалистич. Труда (1957). В 1898 окончил мед. ф-т Моск. ун-та. Ученик H. Ф. Филатова. В 1912 основал в Москве первый Дом грудного ребёнка с лечебницей, лабораторией, консультацией, молочной кухней, яслями. С 1922 директор созданного по инициативе В. П. Лебедевой и С. Ин-та охраны материнства и младенчества (ныне Педиатрии институт АМН СССР). С 1931 по 1962 заведующий кафедрой педиатрии Центрального ин-та усовершенствования врачей. Осн. труды по проблемам до- и послеродовой профилактики, физиологии и патологии раннего детского возраста, по вскармливанию, вопросам ухода, закаливания и воспитания ребёнка. Пред. Всесоюзного об-ва детских врачей (1938-62), основатель (1922, под назв. "Журнал по изучению раннего детского возраста") и ред. журнала "Педиатрия" (в 1972 журналу присвоено имя С.). Создал школу педиатров. Почётный член Чехосл. мед. об-ва им. Я. Пуркине (1959) и об-в детских врачей НРБ и ПНР. Ленинская пр. (1970). Награждён 4 орденами Ленина, 2 др. орденами, а также медалями.

Соч.: Классификация расстройств питания детей раннего возраста, M., 1926; Учебник болезней раннего детского возраста, 2 изд., M.-Л., 1938 (соавтор); Сепсис раннего детского возраста, в кн.: Проблемы теоретической и практической медицины, сб. 3, М.- Л., 1937; Питание здорового и больного ребенка, M., 1958 (соавтор); Азбука матери, 15 изд., К., 1948; Мать и дитя, M., 1960 (совм. с Б. А. Архангельским).

Лит.: Таболин В. А., Вклад акад. Г. H. Сперанского в создание учения о новорожденном, "Педиатрия", 1972, № 5; Чумаевская О. А., Г. H. Сперанский, M., 1973.

M. Я. Студеникин.

СПЕРАНСКИЙ Евгений Вениаминович [р. 9(22).7.1903, Москва], русский советский актёр, режиссёр и драматург театра кукол, нар. арт. РСФСР (1966). В 1925-31 работал в Театре кукол при Центр. доме художеств. воспитания детей. С 1931 актёр Центр, театра кукол (один из его основателей). Среди ролей: Аладин и Мудрейший ("Волшебная лампа Аладина" Гернет), Конферансье ("Необыкновенный концерт"), Дьявол ("Ноев ковчег" Штока) и др. Поставил: "Любитне любит" Полякова, "Буратино" Борисовой и др. Автор пьес: "Дело о разводе", "Под шорох твоих ресниц", "И-го-го!", "Солдат и ведьма" (по Андерсену) и др. Награждён орденом Трудового Красного Знамени и медалями.

Соч.: Актер театра кукол, M., 1965; Повесть о странном жанре, M., 1971.

СПЕРАНСКИЙ Михаил Михайлович [ 1(12).1.1772, с. Черкутино, ныне Владимирской обл.,- 11(23).2.1839, Петербург], русский гос. деятель, граф (1839). Сын священника. В 1791 окончил в Петербурге Александро-Невскую семинарию. С 1797 на гос. службе. В 1803-07 директор департамента Мин-ва внутр. дел. Составил неск. проектов гос. реформ (важнейший - "Записка об устройстве судебных и правительственных учреждений в России", 1803). С 1807 статс-секретарь имп. Александра I, с 1808 чл. Комиссии составления законов, тов. министра юстиции. В 1809 по поручению Александра I подготовил план гос. преобразований-"Введение к уложению государственных законов", в к-ром рекомендовал для предотвращения возможных революц. потрясений в России придать самодержавию внешние формы конституц. монархии (выборность части чиновников, новые начала организации суда, гос. контроля, разделение властей и пр.). По проекту С. политич. права получали только дворянство и "среднее состояние" (купцы, мещане, гос. крестьяне, к-рые выбирали законодат. Гос. думу и распорядительные окружные и губ. думы, а также суд. органы). "Народу рабочему" (крепостные крестьяне, рабочие, домашние слуги) давались лишь нек-рые гражд. права при сохранении крепостного права. С. считал, что оно отменится постепенно, под воздействием развития пром-сти, торговли и просвещения. По инициативе С. в 1809 был издан указ. требовавший от чиновников определенного уровня образования. Практически С. удалось провести нек-рые адм. мероприятия, крупнейшим из к-рых было учреждение Государственного совета (1810). Деятельность С. вызвала недовольство консервативного дворянства, к-рое третировало С. как выскочку, обвиняло в гос. измене и добилось его падения. В 1812 г. С. был сослан в Ниж. Новгород, затем в Пермь. В 1816 С был назначен пензенским губернатором, в 1819 - ген.-губернатором Сибири. Был инициатором реформ управления Сибирью. В 1821 возвращён в Петербург, назначен чл. Гос. совета и Сиб. к-та, управляющим Комиссией составления законов. К этому времени С. стал защитником неограниченной монархии. Он был составителем манифеста 13 дек. 1825 о вступлении на престол имп. Николая I, чл. Верх. уголовного суда над декабристами. С 1826 фактически возглавлял 2-е отделение Собственной его имп. величества канцелярии, осуществлявшее кодификацию законов. Под руководством С. были составлены Полное собрание законов Российской империи в 45 тт. (1830), Свод законов Российской империи в 15 тт. (1832) и др. С. был чл. ряда высших гос. к-тов 20-30-х гг., в 1835-37 преподавал юридич. науки наследнику престола (будущему имп. Александру II), с 1838 - пред, департамента законов Гос. совета.

Соч. Обозрение исторических сведений о своде законов, Од., 1889; План государственного преобразования. (Введение к Уложению государственных законов), M., 1905; Проекты и записки. M.- Л., 1961.

Лит.: Корф М. М , Жизнь графа Сперанского, т. 1 - 2, СПБ, 1861; Чернышевский H. Г., Русский реформатор (рецензия на князя M Корфа), Полн. собр. соч., т. 7, M., 1950, Довнар-Запольский M. В., Политические идеалы M. M. Сперанского, M., 1905, ПредтеченскийА.В., Очерки общественно-политической истории России в первой четверти XIX в., M., 1957.

H. П. Ерошкин.

СПЕРАНСКИЙ Сергей Борисович [р. 10(23).5.1914, Казань], советский архитектор, нар. архитектор СССР (1971). Чл. КПСС с 1957. Окончил AX в Ленинграде (1941), где учился у H. А. Троцкого, И. И. Фомина, преподаёт там же с 1947.

А. Д. Сперанский.

Г. H. Сперанский.

Работы (с соавторами): Электротехнич. ин-т (1958), жилые дома на Московском (1956-61) и Новоизмайловском проспектах (1964-65), телецентр (1962), н.-и. институт дизельной пром-сти (1963) - все в Ленинграде; гостиница "Ленинград" (1970) в Ленинграде и комплекс сооружений таможни на советско-финской границе (1967) - Гос. пр. СССР (1973). Награждён 2 орденами, а также медалями.

С. Б. Сперанский, В. С. Волонсевич, H. В. Каменский, В. Э. Струзман, E. M. Израилев. Таможня на советско-финской границе. 1967.

СПЕРАНТОВА Валентина Александровна [р. 11(24).2.1904, Зарайск], русская советская актриса, нар. арт. СССР (1970). Чл. КПСС с 1953. В 1925 по окончании Театр, техникума им. А. В. Луначарского вступила в труппу 1-го Гос. педагогич. театра (впоследствии Госцентюз). С 1944 актриса Центр, детского театра. Играла роли подростков. Героям С. свойственны мужественность, чувство собственного достоинства, воинствующее неприятие несправедливости: Егорка ("Черный яр" Афиногенова), Ахмет ("Винтовка № 492116" Крона), Герда и Кей ("Снежная королева" Шварца). С сер. 50-х гг. перешла на характерные роли: Кукушкина ("Доходное место" Островского), Клавдия Васильевна ("В поисках радости" Розова), Бабушка ("Обратный адрес" Алексина) и др. Выступает на радио и телевидении, снимается в кино. Гос. пр. РСФСР им. H. К. Крупской (1974). Награждена орденом Трудового Красного Знамени и медалями.

Лит.. Миндлин Э,В А. Сперантова, M , 1950, Филиппова T, Сперантова, в сб.: Труд актера, в. 13, M., 1965, с. 45-64.

СПЕРМА (от греч. spernia - семя), семя, эйякулят, жидкость (мутная, вязкая, опалесцирующая, светлосерого цвета), выделяемая при половом акте мужчинами, а также самцами животных. Состоит из сперматозоидов и семенной жидкости.

С. содержит белки (в т. ч. ферменты, нуклеопротеиды), липиды, углеводы, витамины, простагландины, соли натрия, калия, кальция и др. органич. и неорганич. вещества. Образование С. начинается в период половой зрелости, достигает максимума в зрелом возрасте и уменьшается к старости.

M M. Сперанский.

C. Б. Сперанский.

В. А. Сперантова.

Объем С., выделяемой при каждом половом акте, различен у разных видов: у человека 2-6 мл, у быка в среднем 4-5 мл, жеребца 60-100 мл, хряка до 250 мл, у барана 1-1,5 мл. Оплодотворяющее действие С. зависит от количества и качества сперматозоидов. Кол-во сперматозоидов в С. животных неодинаково (у барана ок. 30% , у быка ок. 14%, хряка, жеребца 7-8%) и может варьировать у одного и того же животного в зависимости от условий жизни. У большинства беспозвоночных и нек-рых позвоночных животных (рыб, земноводных, пресмыкающихся, мн. птиц и млекопитающих) наблюдается сезонность выделения С. При нек-рых патологич. состояниях организма С. может быть лишена сперматозоидов (азооспермия), иметь их в небольшом кол-ве (олигоспермия), содержать неподвижные (некроспермия) или аномальные сперматозоиды (тератоспермия).

С. исследуют для установления причин бесплодия, в суд.-мед. практике. Оценка качества С., способы ее разбавления, хранения, транспортировки, методы взятия важны при искусственном осеменении с.-х. животных. О С. рыб см. Молоки.

Л. В. Данилова.

СПЕРМАТИДЫ (от греч. sperma, род. падеж spermatos - семя), развивающиеся мужские половые клетки в период спермиогенеза. С. образуются (в кол-ве 4) из сперматоцита 2-го порядка в результате 2-го деления созревания. Они содержат гаплоидный набор хромосом, не делятся, проходят цикл структурных изменений и превращаются в сперматозоиды. См. также Сперматогенез.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ (от греч. sperrna, род. падеж spermatos - семя и ...генез), процесс превращения диплоидных мужских половых клеток животных и многих растений в гаплоидные, свободные и очень дифференцированные клетки - сперматозоиды. Различают 4 периода С.: размножение, рост, деления созревания и формирование, или спермиогенез (спермиотелиозис). В 1-м периоде диплоидные исходные мужские половые клетки (сперматогонии) неск. раз делятся путём митоза (число делений у каждого вида постоянно). Во 2-м периоде половые клетки (сперматоциты 1-го порядка) увеличиваются в размерах, а ядро их проходит длительную профазу, во время к-рой совершается конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер, сопровождающийся обменом участками между гомологичными хромосомами, и образуются тетрады. В 3-м периоде происходят два деления созревания (мейоз), осуществляется редукция или уменьшение числа хромосом вдвое (при этом в одних тетрадах при первом делении к полюсам веретена расходятся гомологичные хромосомы, при втором - хроматиды, а в других, наоборот,- сначала хроматиды, затем гомологичные хромосомы). Таким образом, каждый сперматоцит 1-го порядка дает 2 сперматоцита 2-го порядка, к-рые после второго деления образуют 4 одинаковые по размерам гаплоидные клетки - сперматиды. Последние не делятся, вступают в 4-й период С., или спермиогенез, и превращаются в сперматозоиды: сперматида из округлой становится вытянутой, происходит новообразование одних структур (акросома, побочное ядро, жгутик и т. д.), исчезновение других (рибосомы, эндоплазматический ретикулум и т. д.) и перемещение многих органелл внутри клетки, наз. телокинетическими движениями. Большая часть цитоплазмы исчезает из клетки. Вытянутое ядро с конденсированным хроматином и акросомой (производное аппарата Гольджи) размещаются на апикальном полюсе клетки и образуют головку сперматозоида; центриоль ложится обычно у базального полюса ядра, от неё берёт начало жгутик; митохондрии окружают центриоль или формируют т. н. побочное ядро, расположенное в промежуточном отделе сперматозоида.

Лит.: Руководство по цитологии, т. 2, M., 1966; Робертис Э., Новинский В., Саэс Ф., Биология клетки, пер. с англ., M., 1967; The cell, V. 3, N. Y.-L., 1961.

Л. В. Данилова.

СПЕРМАТОГЕННЫЕ КЛЕТКИ, сперматогенный эпителий, совокупность клеток, развивающихся в стенке семенных канальцев. С. к. представляют различные переходные формы (спермапюгонии, сперматоциты, сперматиды) от первичных половых клеток до сперматозоидов.

СПЕРМАТОГОНИИ (от греч. sperma, род. падеж spermatos - семя и gonos - рождение, плод, потомок), развивающиеся мужские половые клетки в период размножения до начала периода роста (см. Сперматогенез). Находятся в состоянии интенсивного митотич. деления (см. Митоз). У насекомых и нек-рых др. беспозвоночных различают первичные и вторичные С.; последние имеют меньшие размеры и окружены клетками, образующими семенной фолликул, или сперматоцисту. У млекопитающих выделяют С. типов А и Б, различающиеся степенью дифференцировки и структурой хроматина. У разных видов животных продолжительность периода размножения различна и зависит от числа генераций С. и темпа их деления - параметров, постоянных для каждого вида. С. образуются в пристеночном слое семенных канальцев; у мн. животных имеется особая зона размножения в слепом конце семенников.

СПЕРМАТОЗОИД (от греч. sperma, род. падеж spermatos - семя, Zpon - живое существо и eidos - вид), мужская половая клетка животных организмов и MH. растений. С. животных (живчик, семенная нить, спермий) у всех позвоночных и большинства беспозвоночных имеет жгутик (хвост, рис., а), обеспечивающий его поступательное движение; у некоторых червей, многоножек, ракообразных и клещей С. не имеют хвоста и характеризуются большим разнообразием строения и амебоидным движением. Длина С. у различных видов измеряется десятками и сотнями микрометров, у насекомых достигает неск. миллиметров. Хвостатые С. имеют сравнительно короткую (округлую, конусовидную, крючковидную и т. д.) головку, в к-рой расположено ядро, содержащее конденсированный хроматин. На переднем конце головки находится акросома, содержащая лизины. За головкой следует более тонкий промежуточный отдел, переходящий в нитевидный хвост. Промежуточный отдел у С. большинства видов животных короткий и заключает в себе базальное тело (центриоль), состоящее из девяти расположенных кольцом триплетов коротких микротрубочек и окружённое венчиком из 4-10 крупных митохондрий. От базального тела берёт начало осевая нить (осевой комплекс, аксонема), сокращение к-рой обеспечивает биение жгутика и перемещение С. Ультраструктура осевой нити у разных С. практически одинакова и сходна с таковой у ресничек (рис., б, в); она состоит из фибрилл (микротрубочек, диаметром 200-250 A),2 из к-рых лежат в центре, а 9 периферич. двойных (дублеты) расположены кольцом вокруг центральных (9 + 2).

Сперматозоид млекопитающих: а - схема строения (1 - акросома, 2 - головка, 3 - шейка, 4 - промежуточный отдел, 5 - главный отдел хвоста, 6 - концевой отдел), б и $\beta$ - поперечные срезы (сильно увеличены): б - промежуточного отдела; $\beta$ - главного отдела хвоста (1 - митохондрии, 2 - центральные фибриллы, 3 - дублеты, 4 - дополнительные фибриллы).

Иногда снаружи от дублетов лежат ещё 9 дополнительных фибрилл (9 + 9 + 2). Периферич. фибриллы жгутика непосредственно переходят в микротрубочки базального тела, центральные фибриллы остаются свободными. В осевых нитях жгутиков (в фибриллах и структурах, связанных непосредственно с ними) имеются белки, подобные актину и миозину скелетных мышц и обладающие способностью расщеплять АТФ. У насекомых головка С. сильно вытянута в длину, иногда спирально закручена и без заметных границ переходит в длинный хвост. Большая часть хвоста содержит особую структуру митохондриального происхождения, наз. побочным ядром. У мн. животных в семенниках образуется неск. типов С., большинство к-рых атипичны и возникают в результате нарушения хода сперматогенеза, гл. обр. в период делений созревания; такие С., по-видимому, не обладают оплодотворяющей способностью.

С. растений (антерозоиды) образуются в органах, наз. антеридиями. У большинства семенных растений С., обычно наз. спермиями, лишены жгутиков и активно не двигаются (оплодотворение происходит не в жидкой среде). С. с двумя или многими жгутиками имеются у зелёных и бурых водорослей, у нек-рых низших грибов, мхов, папоротников, хвощей, плаунов, изоэтесов, селагинелл, саговников и гинкго. С. лишены целлюлозной оболочки, в большинстве случаев очень мелкие (за исключением С. нек-рых саговников, у к-рых они достигают 300 мкм в диаметре и видны невооружённым глазом), но с крупным ядром и небольшим кол-вом цитоплазмы. Жгутик находится на переднем (по направлению движения) конце С. Движение С. к яйцеклетке определяется различными хим. веществами, входящими в состав женских половых клеток и органов.

Лит.: Вильсон Э., Клетка и ее роль в развитии и наследственности, пер. с англ., т. 1, М.- Л., 1936; Руководство по цитологии, т. 2, М.- Л., 1966; Hancock J. L., The ultra-structure of mammalian spermatozoa, в кн. Advances in reproductive physiology, L., 1966.

Л.В. Данилова.

СПЕРМАТОФОРЫ (от греч. phoros - несущий), капсулы у нек-рых животных, наполненные муж. половыми клетками - сперматозоидами; выполняют функцию их переноса. С. характерны для пиявок, головоногих и нек-рых брюхоногих моллюсков, ряда ракообразных, паукообразных, многоножек, насекомых, для погонофор и нек-рых земноводных. Форма С. и способы попадания их в половую систему самки различны. Так, у ракообразных, паукообразных и насекомых в перенесении С. участвуют те или иные конечности. С. головоногих моллюсков переносятся обычно одной из "рук", т. н. гектокотилем. Самец захватывает этой "рукой" С. и переносит их в мантийную полость самки; наполненный С. гектокотиль нек-рых осьминогов отрывается от тела самца, плавает и, найдя самку, заползает в её мантийную полость. Самцы тритонов и саламандр приклеивают С. к какому-нибудь предмету, а самка вбирает их клоачным отверстием.

СПЕРМАТОЦИТЫ (от греч. kytos - вместилище, здесь - клетка), мужские половые клетки, развивающиеся из сперматогониев. Различают С. 1-го порядка (в период роста) и С. 2-го порядка (в период делений созревания). С. 2-го порядка после второго деления созревания дают начало сперматидам (см. Сперматогенез).

СПЕРМАЦЕТ (от сперма и греч. ketos - крупное морское животное), воскоподобное вещество, получаемое при охлаждении жидкого животного воска, заключённого в большом фиброзном мешке в голове кашалота. Гл. компонент С.- сложный эфир пальмитиновой к-ты и цетилового спирта. С.- белые пластинчатые кристаллы, хорошо растворимые в эфире, ацетоне, горячем спирте, но нерастворимые в воде; t_пл 53-54 ⁰C. Прежде С. принимали за сперму кашалота (отсюда назв.). С. служит кашалоту звукопроводом при эхолокации. В 18 в, из С. изготовляли свечи, ныне используют как смазочный материал и основу для изготовления кремов и мазей.

СПЕРМАЦИИ (от греч. sperma - семя), 1) мужские половые клетки красных водорослей. 2) Споры ржавчинных грибов, развивающиеся в спермогониях; могут разноситься насекомыми, что способствует перенесению зачатков организмов одного пола на грибницу другого пола. С. ржавчинных грибов называют также пикнидиоспорами. 3) Споры сумчатых грибов, входящих в состав лишайников. У нек-рых видов они, по-видимому, функционируют как мужские половые элементы, у др. утратили эту функцию и роль их не ясна; часто их называют конидиями, или пикнидиоспорами.

СПЕРМИИ (от греч. sperma - семя), мужские половые клетки (галеты) растений, не имеющие органов движения. С. высших растений неподвижны, т. к. развиваются внутри пыльцевой трубки, образующейся при прорастании пылинки (микроспоры). Дорастая до женских половых органов - архегониев (у голосеменных) или до зародышевого мешка (у покрытосеменных), пыльцевая трубка лопается на конце, и происходит оплодотворение. У голосеменных из пары С., образующихся в результате деления спермагенной клетки, лишь один участвует в оплодотворении, другой погибает; в оплодотворении покрытосеменных участвуют оба С.: один оплодотворяет яйцеклетку, другой - вторичное ядро зародышевого мешка (см. Двойное оплодотворение). Мужские гаметы папоротникообразных, мохообразных и нек-рых голосеменных растений (саговниковых и гинкго) снабжены жгутиками, подвижны и паз. сперматозоидами.

СПЕРМОГОНИЙ (от греч. sperma - семя и gonos - рождение, плод), особое вместилище в мицелии ржавчинных грибов, где развиваются мелкие споры бесполого размножения - спермации.

СПЕРМОЦЕЙГМА (от греч. sperma - семя и zeugma - связь, соединение), скопление склеенных между собой сперматозоидов у ряда насекомых и нек-рых костистых рыб с внутренним оплодотворением. С. в отличие от сперматофора лишена общей капсулы. Образуется при формировании эйякулята в семевыводящих канальцах перед поступлением в сперматеку самки.

СПЁРР (Spurr) Джозайя Эдуард (1.10. 1870, Глостер, шт. Массачусетс, - 12.1. 1950, Орландо, шт. Флорида), американский геолог. Окончил Гарвардский ун-т (1893). Работал в Геол. комитете США (1902-06) и в различных горнорудных компаниях (1906-17). Осн. труды посвящены теории рудообразования. Предложил гипотезу формирования эндогенных рудных месторождений вследствие внедрения т. н. рудной магмы; описал зональные ряды месторождений, связанные с магмами основного и кислого состава; определил условия формирования рудных месторождений в береговых хребтах притоком магматич. вещества под континент со стороны океана. С. занимался также вопросами рельефа Луны. Его именем названа гора на Ю.-З. Аляски, а также минерал из класса силикатов - спёррит Gas [SiO^aCO₃. Чл. Амер. геол. и геогр. об-в.

Соч.: The ore magmas, a series of essays on ore deposition, v. 1 - 2, N. Y., 1923, Geology applied to selenology, [v. 1]-4, Lancaster (Pennsylvania), 1945-49.

СПЕССАРТИН [от назв. плато Шпессарт (Spessart) в ФРГ], минерал из группы гранатов, марганецсодержащий алюмогранат Mn₃Al₂[SiO₄]₃; обычны изоморфные примеси Fe²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, а также Y³⁺. Кристаллизуется в кубической системе, образуя кристаллы, типичные для гранатов, но часто встречается и в виде сплошных зернистых масс. Цвет С. в зависимости от примесей изменяется от светло-розового до буро-красного. TB. по минералогической шкале 7-7,5; плотность 3800-4280 кг/л³. Наиболее часто С. встречается в гранитных пегматитах, метаморфических горных породах, скарнах.

СПЕССАРТИТ, меланократовая жильная горная порода, состоящая из среднего плагиоклаза (андезина), роговой обманки или моноклинного пироксена (диопсид-авгита); в качестве второстепенных минералов присутствуют апатит, железистые минералы и часто циркон. С.- порода мелкозернистая и однородная, но иногда встречаются отдельные крупные кристаллы (порфировые вкрапленники), к-рые свидетельствуют о кристаллизации породы в несколько этапов (см. Порфировая структура). С. входит в группу лампрофиров. Образуется на последних этапах кристаллизации интрузивных гранитных массивов малой глубины и, очевидно, представляет собой продукт кристаллизации относительно низкотемпературной, богатой водой магмы.

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ (франц. specialisation, от лат. specialis - особый, особенный, species - род, вид, разновидность), направление эволюционного процесса, приводящее к выработке у организмов макс, приспособлений для жизни в менее разнообразных, по сравнению с предками, условиях окружающей среды и снижению конкуренции с др. видами. С. - один из путей прогресса эволюционного. Она характеризуется сужением адаптивной зоны, и усиленным развитием признаков, обеспечивающих выживание в этой зоне. С. затрудняет выработку приспособлений к изменяющимся условиям. В результате группа, вставшая на путь С., обычно эволюционирует в сторону дальнейшей, ещё болеа узкой С. При резком изменении окружающей среды эта группа не успевает перестроиться и вымирает. При сохранении же условий неизменными специализированные виды могут существовать, не меняясь в течение целых геол. периодов (напр., мечехвосты, глубоководные брахиоподы).

Выделяют осн. типы С.: теломорфоз - наиболее распространённая форма С.- узкое приспособление к частным условиям существования, напр, питания (колибри, нектарницы, муравьеды и др.) или местообитания (ленивцы, кроты, хамелеоны, мор. игуаны и др.); гиперморфоз - переразвитие отдельных органов (клыки саблезубого тигра, бивни мамонта и др.) или увеличение размеров всего тела (гигантские динозавры мезозойской эры, млекопитающие третичного периода и др.); катаморфоз - вторичное упрощение организации, связанное с переходом к сидячему или к паразитическому образу жизни (асцидии, плоские черви и др.); гипаморфоз - недоразвитие организма, связанное с возникновением неотении (аппендикулярии, хвостатые земноводные и др.).

Лит.: Шмальгаузен И. И., Пути и закономерности эволюционного процесса, М.- Л., 1939; его же, Проблемы дарвинизма, 2 изд., Л., 1969; Тимофеев-Ресовский H. В., Воронцов Н. H., Яблоков А. В., Краткий очерк теории эволюции, M., 1969.

А. С. Севернов.

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА, форма обществ, разделения труда, выражающаяся в делении старых и формировании новых отраслей произ-ва, а также в разделении труда внутри отраслей. В углублении С. п. проявляется усиление обществ, характера произ-ва. Научно-технич. прогресс и рост масштабов произ-ва - важнейшие факторы углубления специализации. В. И. Ленин указывал, что специализация обществ, труда "...по самому существу своему, бесконечна - точно так же, как и развитие техники" (Поли. собр. соч., 5 изд., т. 1, с. 95).

С. п. характерна для всех отраслей материального произ-ва, а также непроизводств, сферы. Наиболее развита специализация в промышленности.

Увеличение числа особых, самостоятельных отраслей промышленности означает обособление производств разнородных продуктов и сокращение номенклатуры однородной продукции при увеличении масштабов её производства на предприятиях, образующих в совокупности ту или иную отрасль. Из всех отличит, признаков специализации отрасли и предприятия главным является род выпускаемой продукции.

Наиболее обобщающим показателем коренных изменений, к-рые произошли в специализации пром-сти СССР, служит рост числа её особых, самостоят, отраслей, многие из к-рых, в свою очередь, включают подотрасли и произ-ва. Специализация отраслей дополняется специализацией предприятий внутри каждой отрасли на выпуске конструктивно и технологически однородной продукции.

Увеличение числа особых, самостоят. отраслей пром-сти происходит не только в результате обособления произ-в разнородных готовых продуктов, но и отд. деталей и частей готовых продуктов и отд. операций технологич. процесса их изготовления. В зависимости от того, какая из этих групп произ-в выделяется в самостоят. отрасль, различаются 3 осн. вида С. п.: предметная, подетальная, технологическая (стадийная). Примерами предметной специализации служат автомобильные и тракторные з-ды, обувные и швейные ф-ки, выпускающие законченные обработкой готовые продукты определённого рода; подетальной специализации - з-ды шарикоподшипников, автомоб. поршней, крепёжных метизов, строит. деталей и др. предприятия, выпускающие детали и узлы; технологической (стадийной) специализации - литейные, кузнечно-прессовые и сборочные з-ды в машиностроении.

Наибольшее распространение в пром-сти СССР получила предметная специализация. Слабее развивалась подетальная и технологич. специализация. В машиностроении подетальная специализация развивается в автомобилестроении, тракторостроении, авиац. пром-стк. Превращение предметно специализированных заводов в предприятия сборочного типа предполагает создание широкой сети подетально и технологически специализированных предприятий, что является осн. предпосылкой расширения производств. связей - кооперирования (см. Кооперирование в промышленности).

В сельском хозяйстве С. п. осуществляется с учётом не только экономич., социальных и демографич. факторов, но и специфики с.-х. произ-ва (природных условий, биологич. свойств растений и животных, особенностей использования земли, материальных и трудовых ресурсов, транспортных средств и т. д.) Поэтому многие х-ва представляют собой комбинированные предприятия, в к-рых сочетается неск. отраслей, имеющих разное экономия, значение. Выделяются основные (или главные), наиболее товарные отрасли, к-рым обеспечивается преимуществ, развитие; дополнительные, занимающие меньший удельный вес в товарной продукции, способствующие развитию основных или сопутствующие им; подсобные отрасли и произ-ва, обслуживающие основные и дополнительные. В зависимости от главной или сочетания профилирующих отраслей формируются х-ва различного производств, направления: зерновые, хлопковые, свекловичные, молочные, мясо-молочные и др. Различают межхоз., внутрихоз., внутриотраслевую С. п. Выделяются х-ва: узкоспециализированные (одноотраслевые), углублённой С. п. (с огранич. кол-вом отраслей), многоотраслевые. Узкоспециализированные предприятия создаются в с.-х. отраслях с ритмичным производств, циклом, не имеющих ярко выраженной сезонности с.-х. произ-ва (в птицеводстве, свиноводстве, тепличном овощеводстве и т. п.); они наиболее перспективны в отношении концентрации, стандартизации произ-ва, перевода его на промышленную основу, развития межхозяйств, кооперации (см. Птицефабрика, Комплексы животноводческие, Межколхозные предприятия, Аграрно-промышленные объединения). Углублённую С. п. имеют многие свиноводч., свекловодч., овоще-молочные и др. х-ва, производящие неск. осн. товарных продуктов. Размеры их профилирующих отраслей обычно позволяют применять комплексную механизацию произ-ва, прогрессивную технологию. Многоотраслевые с.-х. предприятия не имеют чёткого производств. направления, однако с целью повышения концентрации произ-ва могут осуществлять внутрихозяйств. С. п. Специализация и концентрация произ-ва, расширение межхозяйств, кооперации - осн. направления агр. политики партии на совр. этапе развития с. х-ва. Ист. значение имеет постановление ЦК КПСС от 2 июня 1976 "О дальнейшем развитии специализации и концентрации сельскохозяйственного производства на базе межхозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции".

Развивается также специализация на транспорте: специализируются перевозки автомобильным, ж.-д., морским и речным транспортом, используются спец. средства (напр., танкеры на морском и цистерны на ж.-д. транспорте), применяются контейнерные перевозки.

В строительстве специализация выражается в том, что оно всё более ограничивает свои функции монтажом зданий и сооружений. Произ-во строит, деталей и конструкций организуется в заводских условиях, формируется в особые отрасли пром-сти строит. материалов.

Материальная основа С. п.- дифференциация орудий труда. Развитие С. п. происходит в тесном взаимодействии с формированием спец. технологии, растущим разнообразием предметов труда, увеличением масштабов произ-ва и ассортимента изделий, стандартизацией изделий и унификацией деталей, изменением проф. разделения труда. Сосредоточение выпуска продукции на специализир. предприятиях позволяет полнее, чем на предприятиях универсального типа, использовать спец. высокопроизводит. машины и оборудование.

Цели и характер С. п. зависят от способа произ-ва. При капитализме по мере развития техники и изменения структуры произ-ва увеличивается число особых, самостоят. отраслей пром-сти. В ряде капиталистич. стран значит, распространение получили также подетальная и технологич. специализация. В автомоб., электротехнич. и радиопромышленности США головные фирмы используют широкую сеть специализиров. заводов-смежников, к-рые производят отд. агрегаты и детали. Крупные монополии господствуют над предприятиями-смежниками, диктуют им цены, определяют размеры произ-ва и др. стороны их хоз. деятельности. Монополии используют специализацию как одно из средств эксплуатации трудящихся и увеличения своих прибылей. В капиталистич. х-ве С. п. увеличивает анархию произ-ва, диспропорции и углубляет кризисные явления.

При социализме С. п. развивается планомерно. Специализация занимает важное место в международном социалистическом разделении труда (см. также Международная специализация и кооперирование производства).

Развитие С. п.- важное условие быстрого роста и совершенствования произ-ва. Экономич. преимущества специализированных предприятий, выпускающих крупносерийную и массовую однородную продукцию, применяющих высокопроизводит. специализир. оборудование, прогрессивную технологию и передовые формы организации произ-ва и труда, выражаются в улучшении использования орудий труда и материальных ресурсов, повышении квалификации и производительности труда работников, снижении себестоимости и росте рентабельности, экономии капиталовложений. Значит, повышением экономич. эффективности сопровождается укрупнение и специализация межотраслевых произ-в. Средняя себестоимость произ-ва на специализиров. предприятиях ниже, чем на неспециализированных: 1 m чугунного литья на 40-60%, 1 т поковок и штамповок - на 30-40%. Однако при чрезмерной специализации предприятий в той или иной отрасли пром-сти расширяются границы поставок готовой продукции с каждого из этих предприятий, увеличиваются расстояния по её перевозке к потребителям и транспортные расходы, что повышает себестоимость продукции. Формирование производственных объединений способствует развитию и совершенствованию С. п.

Лит.: Берри Л. Я., Специализация и кооперирование в промышленности СССР, M., 1954; Ефимов A. H., Специализация промышленного производства и экономика предприятия, M., 1958; Орлов H. А., Сластенко E. H., Ямпольский E. С., Специализация и кооперирование в промышленности СССР, M., 1964; Макаров H. П., Экономические основы организации производства в колхозах и совхозах, M., 1966; Цынков M. Ю., Производство молока и мяса в специализированных молочных и молочно-мясных хозяйствах, M., 1970; Сельское хозяйство СССР на современном этапе, M.,1972: Лопатина О. Ф., Фраер С. В., Экономика социалистического сельского хозяйства, M., 1973; Газалиев M. В., Никонова Т. П., Планирование и экономическое стимулирование специализации промышленного производства, M., 1974.

Л. Я. Берри, В. Г. Гребцова.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА цифровая, предназначена для решения ограниченного круга задач. С. в. м. проще и дешевле универсальных ЦВМ, однако имеют менее широкие логические и вычислит, возможности. Логическая структура, команд система и устройства ввода - вывода данных С. в. м. приспособлены для наиболее экономичного решения строго определённых задач. Система команд чаще всего одноадресная, с огранич. составом операций; числа обычно представлены в форме с запятой фиксированной и имеют сравнительно малую разрядность (до 20-25 разрядов). С. в. м., как правило, ориентированы на многократное решение задач по заранее составленным программам при периодическом или непрерывном изменении исходных данных. Для повышения быстродействия и надёжности С. в. м. их программы хранят в долговременных запоминающих устройствах. В состав С. в. м. часто входят аналого-цифровые преобразователи, фиксаторы состояний, датчики времени, коммутаторы сигналов от внеш. источников, дисплеи, световые табло, графопостроители. Конструктивное решение С. в. м. определяется особенностями условий её эксплуатации. Напр., бортовые вычислители должны обеспечивать высокие производительность и надёжность при миним. габаритах, массе и потребляемой энергии и при функционировании в резко переменных климатич. и механич. условиях эксплуатации.

Осн. область применения С. в. м.- системы автоматич. управления различными объектами (управляющие ЦВМ). С. в. м. могут эффективно использоваться и совместно с универсальными ЦВМ, напр., для решения частных задач по подготовке и обработке информации и задач по моделированию различных процессов.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ТОРГОВЛЯ, торговля определёнными товарами, удовлетворяющими комплекс потребностей (напр., спортивные товары), или группой однородных товаров (хлеб и хлебобулочные изделия, мясные, рыбные, молочные продукты, ткани, одежда, обувь и т. п.). С. т. обеспечивает более широкий и разнообразный ассортимент данной группы товаров, лучшие условия для выбора потребителями необходимых им товаров, более полное изучение спроса населения для составления заказа пром-сти. В СССР С. т., как оптовую, так и розничную, осуществляют: специализир. конторы и базы мин-в торговли союзных республик, сеть специализир. магазинов, находящихся в составе местных торг. орг-ций, специализир. магазины потребкооперации, а также оптовая и розничная сеть всесоюзного объединения "Союзкнига" при Госкомиздате Сов. Мин. СССР, аптечная сеть и др. В 1974 в стране насчитывалось 180 тыс. специализир. продовольств. и непродовольств. магазинов (см. также ст. Торговля).

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ УЧРЕЖДЕНИЯ ООН, крупнейшие междунар. организации по экономич., социальным и гуманитарным вопросам, созданные на основе междунар. договора, имеющие связь с ООН, устанавливаемую посредством междунар. соглашений. Устав ООН (статьи 57, 58, 59 и 63), а также соглашения, заключаемые между ООН и С. у., предусматривают взаимное представительство организаций, обмен информацией и документами, представление в ООН годовых докладов и сведений о бюджетах. Генеральная Ассамблея и Экономия, и социальный совет ООН вправе принимать рекомендации, направленные на согласование политики и деятельности этих учреждений. С. у. ООН - самостоят. организации (см. в ст. Международные организации). С. у. ООН и их должностные лица имеют привилегии и иммунитеты функционального характера (т. е. непосредственно вытекающие из их уставных функций), обладают широкой компетенцией, междунар. правами и обязанностями и рассматриваются совр. междунар. правом как особый (производный) субъект междунар. права.

Основные направления деятельности С. у. ООН: разработка и принятие текстов многосторонних конвенций, междунар. технич. регламентов, стандартов, правил по вопросам, входящим в компетенцию учреждения, в целях создания единообразных норм в спец. областях сотрудничества: связь, почта, здравоохранение, метеорология, культура и т. д.; координация деятельности гос-в в этих областях; технич. и экономич. помощь развивающимся странам; подготовка и обмен информацией.

На 1 марта 1975 существует 13 С. у. ООН: Всемирный почтовый союз, Международный союз электросвязи, Всемирная метеорологическая организация, Международная организация труда, Всемирная организация здравоохранения, Организация Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Международная организация гражд. авиации, Межправительств. морская консультативная организация (СССР - участник перечисл. С. у. ООН), Международный банк реконструкции и развития, Международный валютный фонд, Международная финансовая корпорация, Международная ассоциация развития, Продовольственная и сельскохоз. организация ООН. См. также Административные союзы международные.

Лит.: Шибаева E. А., Специализированные учреждения ООН, M., 1966.

СПЕЦИАЛИСТ в уголовном процессе, лицо, знания и навыки к-рого в определённой профессии (специальности) используются при собирании и фиксации доказательств. С., в отличие от эксперта, не производит самостоят, исследований и не даёт заключения, а оказывает научно-технич. помощь в самом ходе следственного действия при обнаружении, закреплении, изъятии веществ, объектов и их признаков, при фиксации обстановки происшествия и т. д. Напр., С. участвуют по вызову следователя при осмотре, обыске, следственном эксперименте, при фотографировании объектов в сложных условиях, изготовлении слепков и оттисков следов, киносъёмке и звукозаписи хода следств. действия, при описании объектов, требующем проф. точности (механизм, участок пути и т. д.). Закон специально предусматривает участие врача в осмотре трупа и освидетельствовании; педагога - в допросе несовершеннолетних свидетелей и обвиняемых.

СПЕЦИАЛЬНАЯ АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ (CAO), научно-исследоват. учреждение АН СССР. Расположена в сев. предгорьях Главного Кавказского хребта, в Зеленчукском р-не Карачаево-Черкесской авт. обл. Осн. в 1966 как крупнейший научный центр СССР в области астрофизики и радиоастрономии.

Осн. инструменты: самый большой в мире оптич. телескоп-рефлектор с диаметром гл. зеркала 6 м, на альтазимутальной монтировке (БТА), вступил в эксплуатацию в 1975, расположен на вые. 2070 м; многоцелевой многопрограммный радиотелескоп РАТАН-600 (крупнейшая в мире антенна переменного профиля) для радиоастрономических наблюдений на волнах 1-30 см, геом. площадь до 10 тыс. м², вступил в эксплуатацию в 1975, расположен на вые. 970 м; два 60-см телескопа-рефлектора. Имеется вычислительный центр.

Осн. направления науч. исследований: изучение нестационарных, тесных двойных, молодых массивных и магнитных звёзд, звёздная космогония; радиоастрономич. исследования Солнца, планет и их спутников, межзвёздной среды и структуры Галактики; поиски и изучение космич. объектов необычной природы; комплексное (в оптическом, инфракрасном и радиодиапазоне) изучение строения и эволюции внегалактич. объектов, исследования структуры и динамики систем галактик, космология.

В Ленинграде (Пулково) имеется филиал CAO, в к-ром ведутся научно-методич. исследования в области радиоастрономии (радиотелескоп БПР - антенной переменного профиля с геом. площадью ок. 400 м² для работы на волнах 2- 30 см).

CAO издаёт "Сообщения САО" (с 1968), "Астрофизич. исследования. (Известия САО)" (с 1970).

И. M. Копылов.

СПЕЦИАЛЬНАЯ СТАЛЬ, сталь, предназначенная для изготовления к.-л. специального вида изделий или деталей (в отличие от стали массового потребления). С. с. может быть как углеродистой, так и легированной (термин "С. с." часто неправильно отождествляют с термином "легированная сталь"). От аналогичных по составу сортов стали С. с. отличается особой чистотой, обусловленной либо технологией выплавки и раскисления, либо специальными методами разливки и обработки.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, частная теория относительности, см. Относительности теория.

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ, совокупность систематизир. знаний и практич. навыков, необходимых для выполнения квалифицир. работы по специальности. См. Профессионально-техническое образование, Среднее специальное образование. Высшее образование, Производственное обучение, Курсы.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ (от лат. specialis - особый, особенный, species - род, вид), комплекс приобретённых путём спец. подготовки и опыта работы знаний, умений и навыков, необходимых для определённого вида деятельности в рамках той или иной профессии (инженер-строитель, инженер-технолог, инженер-механик, слесарь-инструментальщик, слесарь-лекальщик, слесарь-наладчик, врач-терапевт, врач-окулист, врач-стоматолог). Специализация работника - один из видов проф. разделения труда. Если функции по определённой С. охватывают всю сферу трудовой деятельности работника, она соответствует понятию "профессия" (шофёр, газосварщик, библиотекарь, корректор, юрист и т. д.).

В системе высшего образования ц среднего специального образования СССР С. наз. направления и организационную форму подготовки специалистов. По С. планируется подготовка кадров, разрабатываются уч. программы и планы, организуется уч. процесс. В 1975 в вузах СССР существовало св. 350 С., объединённых в 22 группы: геология и разведка месторождений полезных ископаемых; разработка полезных ископаемых; энергетика; металлургия; машиностроение и приборостроение; электронная техника, электроприборостроение и автоматика; радиотехника и связь; хим. технология; лесоинженерное дело и технология древесины, целлюлозы и бумаги; технология продовольственных продуктов; технология товаров широкого потребления; строительство; геодезия и картография; гидрология и метеорология; сельское и лесное х-во; транспорт; экономика; право; здравоохранение и физич. культура; С. ун-тов; С. пед. ин-тов и вузов культуры; иск-во. В ср. спец. уч. заведениях ок. 500 С. (более узких по профилю, чем в вузах), объединённых в группы, в основном соответствующие вузовским. В системе профессионально-технического образования СССР вместо С. принято наименование - рабочая профессия. В 1975 существовало св. 1,1 тыс. таких профессий, объединённых в 9 проф. направлений: машиностроение, судостроение, приборостроение и связанные с ними производства; геол. разведка, угольная, горнорудная, нефтяная, газовая, металлургич., химич. и др. пром-сть; энергегич., электротехнич., радиоэлектронная пром-сть; строительство, пром-сть стройматериалов, лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная пром-сть; транспорт и связь; лёгкая и полиграфич. пром-сть; пищевая, мясная и молочная пром-сть, торговля и обществ, питание; культурно-бытовое обслуживание и коммунальное х-во; сел. х-во.

См. статьи об отдельных отраслях спец. образования, напр. Горное образование. Машиностроительное и приборостроительное образование.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОЙСКА, 1) подразделения и части, предназначенные для выполнения в бою (операции) спец. задач (напр., по связи, инж. обеспечению и др.) и имеющие спец. технич. оснащение. К С. в. в Вооруж. Силах СССР относятся: инженерные войска, войска связи, химические войска, радиотехнические войска, автомобильные войска, дорожные войска и др. Аналогичные войска имеются и в вооруж. силах иностр. гос-в; напр., в США они наз. подразделениями и частями боевого обеспечения. 2) "Войска специального назначения" в вооруж. силах США, Великобритании, Израиля и нек-рых др. капиталистич. гос-в. Предназначены для уничтожения важных объектов в глубоком тылу противника, подрыва его боевой мощи, выполнения задач "психологической войны", мероприятий по введению противника в заблуждение, для организации и осуществления диверсионно-подрывных актов и т. п. Личный состав комплектуется наёмниками и проходит специальную подготовку, включая изучение соответствующего языка. Среди наёмников немало предателей, бежавших после совершения политич. или уголовных преступлений. Широкое применение войска спец. назначения нашли во время агрессии США во Вьетнаме в 1964-73.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ, см. Вспомогательные исторические дисциплины.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ КАРТЫ, карты конкретного назначения, особые по характеру использования, напр, навигационные, туристские, учебные и т. д. См. Географические карты.

"СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРАВА ЗАИМСТВОВАНИЯ" (СПЗ; Special Drawing Rights - SDR), междунар. резервно-расчётные средства в рамках Международного валютного фонда (МВФ). Существуют в виде записей на спец. счетах стран - членов МВФ и предназначены для покрытия дефицитов их платёжных балансов, пополнения валютных резервов и расчётов с фондом. Введены в 1970. К 1974 в расчётах в СПЗ участвовали почти все страны - члены MВФ. Операции с СПЗ проводятся с ведома и под контролем МВФ.

В соответствии с установленными МВФ правилами страна, имеющая дефицит платёжного баланса и желающая воспользоваться выделенными ей СПЗ, может получить в обмен на них необходимую иностр. валюту от какой-либо др. страны-члена (по договорённости непосредственно с данной страной или через МВФ). В качестве кредитора МВФ "назначает" страну с активным платёжным балансом и, что особенно важно, имеющую достаточные валютные резервы. По мере улучшения состояния платёжного баланса страна-дебитор должна погашать полученные ею кредиты, восстанавливая т. о. запасы СПЗ на своём счёте. В течение 1970-72 выпущено и распределено между странами-участницами пропорционально их квотам в МВФ ок. 9,4 млрд. СПЗ (по 3 млрд. в среднем за год). В дальнейшем выпуск СПЗ был приостановлен.

Первоначально стоимостное выражение единицы СПЗ было определено в 0,888671 г чистого золота, т. е. приравнено к золотому содержанию доллара США до его девальвации в декабре 1971. С июля 1974 МВФ определяет стоимость СПЗ косвенно по отношению к средневзвешенной стоимости 16 важнейших валют капиталистич. стран (в этой совокупности валют удельный вес стоимости доллара США составляет 33% ) на основе ежедневных данных о движении их курсов. По операциям в СПЗ взимается и выплачивается процент по ставке, первоначально составлявшей 1-2%, а с 1974 до 5%.

Создание СПЗ преследовало цель укрепить капиталистич. валютную систему, увеличить суррогаты междунар. платёжных средств и вытеснить золото из сферы международных расчётов. Нек-рые зап. экономисты видят в СПЗ прообраз междунар. коллективной валюты капиталистич. стран. Однако на совр. этапе валютного кризиса, когда во всех капиталистич. странах инфляция приняла всеобщий и хронич. характер, любые попытки искусственно оздоровить капиталистич. валютную систему, в т. ч. введение и использование СПЗ в качестве междунар. платёжных средств, обречены на провал. СПЗ могут лишь частично выполнять функции мировых денег, т. к. они не имеют стоимости и реального обеспечения, выпуск и распределение их ограничены лимитами, произвольно устанавливаемыми МВФ.

О. В. Сорокина.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УЧИЛИЩА, в СССР с 1964 учебно-воспитат. учреждения, созданные для воспитания и исправления несовершеннолетних (старше 14 лет), злостно и систематически нарушающих правила обществ, поведения. В С. п.-т. у. направляются также подростки, совершившие преступления, не представляющие большой обществ, опасности, если характер содеянного и личность виновного позволяют освободить его от уголовного наказания и заменить его иными мерами воздействия. Решение о направлении в С. п.-т. у. принимается комиссиями по делам несовершеннолетних или судом. По общему правилу воспитанники могут содержаться в С. п.-т. у. не более 3 лет; в случае примерного поведения и добросовестного отношения к труду и учёбе их переводят в уч-ща общего типа или трудоустраивают. Методика учебно-воспитат. работы в С. п.-т. у., система поощрений и взысканий учитывают особенности контингента воспитанников, необходимость их исправления. За время пребывания в С. п.-т. у. воспитанники получают рабочую профессию (специальность), проходят производств, практику и сдают квалификац. экзамен по общим программам профессиональнотехнич. образования; им обеспечивается также продолжение общего образования. На уч-ся С. п.-т. у. полностью распространяется законодательство о труде несовершеннолетних. Выпуск уч-ся осуществляется решением комиссии по делам несовершеннолетних по месту нахождения уч-ща, о чём уведомляются комиссии по месту жительства воспитанников для оказания им помощи в трудоустройстве и наблюдения за их поведением.

Над С. п.-т. у. обычно шефствуют коллективы предприятий и учреждений, при каждом уч-ще создаётся попечительский совет из представителей общественности. Надзор за исполнением законов в деятельности уч-щ возложен на органы прокуратуры.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФОНДЫ в бюджетных и хозрасчётных организациях, целевые фонды ден. средств предприятий и орг-ций, создаваемые за счёт их доходов и накоплений. С. ф. предназначаются для обеспечения и стимулирования развития произ-ва, повышения его эффективности, а также для стимулирования определ. видов деятельности. С. ф. различаются по своему назначению и источникам формирования.

В хозрасчётных предприятиях и орг-циях пром-сти к С. ф. относятся: фонд материального поощрения, фонд социально-культурных мероприятий и жилищного строительства, фонд развития производства (см. Фонды экономического стимулирования). Кроме того, при определённых условиях на ряде предприятий образуются: фонд ширпотреба; фонд премирования по итогам социалистич. соревнования; фонд освоения новой техники; фонд премирования за создание и внедрение новой техники и технологии, комплексной механизации и автоматизации; фонд премирования за поставку продукции на экспорт; фонд развития местной пром-сти; фонд, образуемый за счёт прибыли от реализации новых видов товаров бытовой химии; фонд, образуемый за счёт прибыли от реализации новых видов товаров культурно-бытового назначения и хоз. обихода; фонд премирования за сбор, хранение, сдачу и отгрузку лома и отходов черных и цветных металлов; фонд премирования за экономию топлива, электрич. и тепловой энергии и нек-рые др. В совхозах создаются: фонд материального поощрения, фонд социально-культурных мероприятий и жил. стр-ва, страховой фонд, фонд укрепления и расширения х-ва, фонд премирования руководящих работников и специалистов. В колхозах С. ф. включают: резервный фонд, фонд материального поощрения колхозников и специалистов, фонд социального обеспечения и материальной помощи колхозникам; культурно-бытовой фонд. Источником С. ф. в гос. предприятиях и орг-циях выступает прибыль (источником средств фонда развития произ-ва также амортизационные отчисления и выручка от реализации ненужного имущества); в колхозах - гл. обр. чистый доход. В производств., всесоюзных и респ. пром. объединениях часть С. ф. централизуется.

В бюджетных орг-циях С. ф. включают: фонд всеобуча общеобразоват. школ, расходуемый на оказание материальной помощи нуждающимся учащимся, предоставление бесплатного питания в школах и т. д.; фонды премирования .лиц, обнаруживших нарушения правил охоты, рыболовства и лесоиспользования, формирующиеся в соответств. орг-циях за счёт отчислений в установленных размерах от сумм штрафов; фонд развития учреждения, создаваемый в н.-и. учреждениях, предназначается для покрытия дополнит, расходов по их содержанию и оборудованию. К С. ф. могут быть отнесены и спец. средства бюджетных учреждений и орг-ций (см. Внебюджетные средства).

С. ф. формируются в плановом порядке при выполнении предприятиями а орг-циями определённых количеств, и качеств, показателей, характеризующих эффективность произ-ва и уровень хозяйствования. Порядок образования и использования С. ф. и размеры отчислений в эти фонды устанавливаются решениями пр-ва СССР.

В. В. Курочкин.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ (матем.), функции различных специальных классов, особенно часто встречающиеся при решении задач матем. физики. Осн. С. ф. являются решениями линейных дифференциальных ур-ний второго порядка с переменными коэффициентами. Важнейшие С. ф.: гипергеометрические функции, цилиндрические функции, сферические функции, шаровые функции, Ламе функции, Матьё функции и др. Иногда к С. ф. относят также не выражающиеся через элементарные функции трансцендентные функции, важнейшими примерами к-рых являются эллиптические функции, гамма-функция, дзетафункция, интегральный логарифм, интеграл вероятности и др.

Лит.: Смирнов В. И., Курс высшей математики, 8 изд., т. 3, ч. 2, M.. 1969; У и т т е к е р E. Т., В а т с о н Д ж. H., Курс современного анализа, пер. с англ., 2 изд., ч. 2, M., 1963; Янке E., Эмде Ф., Леш Ф., Специальные функции. Формулы, графики, таблицы, пер. с нем., 2 изд., M., 1968 (лит.).

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ШКОЛЫ, в СССР с 1964 учебно-воспитат. учреждения закрытого типа для воспитания и исправления несовершеннолетних в возрасте от И до 14 лет, злостно и систематически нарушающих правила обществ, поведения либо совершивших общественно опасные действия до достижения возраста уголовной ответственности. Направление в С. ш. осуществляется по решению комиссий по делам несовершеннолетних и является наиболее серьёзной мерой воздействия на подростков, нуждающихся в особых условиях воспитания и строгом педагогич. режиме. Для частичного возмещения расходов на содержание воспитанников с родителей взимается соответств. плата.

С. ш. находятся в ведении органов просвещения; учебно-воспитат. работа в них строится на последовательном соединении обучения с общественно полезным трудом (с учётом возраста и физич. развития), общеобразоват. учёба ведётся по общим учебным программам. Воспитанники могут содержаться в С. ш. до достижения 14-15 лет. Если к этому времени воспитанник не может быть признан исправившимся, его переводят в специальное профессионально-техническое училище.

СПЕЦИИ (отпозднелат. species - пряности), вкусовые ароматич. вещества, применяемые при изготовлении различных блюд. Содержат эфирные масла и др. вещества, способствующие улучшению вкуса блюда и повышающие его усвояемость.

СПЕЦИФИКА, спецификум (от позднелат. specif icus - особый, особенный), особенности, присущие только данному предмету, явлению или роду, классу предметов, явлений; существенные признаки, отличающие данный объект от всех других, напр. С. профессии лётчика, С. искусства, С. издания.

СПЕЦИФИКАЦИЯ (позднелат. specificatio, от лат. species - вид, разновидность и facio - делаю), 1) определение и перечень специфич. особенностей, уточнённая классификация чего-либо.

2) Один из осн. документов системы технической документации. В Единой системе конструкторской документации (ЕСКД), принятой в СССР, С. определяет состав сборочной единицы, комплекса или комплекта. В С. указываются составные части сложного изделия, а также конструкторские документы, относящиеся к этому изделию в целом и его неспецифицируемым составным частям. Соответственно сложности изделия в разделах С. перечисляются: состав документации, входящие в изделие комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные и нестандартные изделия, материалы, комплекты. Иногда допускается совмещение С. со сборочным чертежом. В Единой системе технологической документации (ЕСТД) С. составляется на каждое изделие, подлежащее поставке как самостоят. единица. В этом случае С. определяет состав технологич. документов и предназначается для комплектования документации при изготовлении изделия и его составных частей. В такой С. указывают: изделие, его сборочные единицы, детали, материалы. В СССР правила выполнения С. устанавливает ГОСТ.

В технич. документации на продукцию, выпускаемую зарубежными фирмами, С. часто наз. перечень технич. и эксплуатац. характеристик изделий, устройств, систем. Состав С. устанавливается фирмами, ассоциациями производителей или пользователей либо национальными, военными и т. п. стандартами. В СССР перечень (совокупность) характеристик изделия именуется общими технич. требованиями и фиксируется в соответств. документах, напр, в технических условиях (ТУ).

В. H. Квасницкий.

СПЕЦИЯ (La Spezia), город и порт в Сев. Италии, в области Лигурия, на берегу зал. Специя Лигурийского м., в хорошо защищённой бухте. Адм. ц. провинции Специя. 123,5 тыс. жит. (1973). Грузооборот порта 11,5 млн. т (1972). Чёрная и цветная металлургия, судостроение, электротехническая, радиоэлектронная, военная пром-сть, произ-во текст, и с.-х. машин, нефтепереработка, хим., текст., пищ., деревообр. пром-сть. Музей мор. и естеств. истории. Архит. памятники 14-16 вв.

СПЕЧЁННЫЕ МАТЕРИАЛЫ металлические, получают методами порошковой металлургии. Производство С. м. развивается в связи с рядом их преимуществ, по сравнению с металлич. материалами, получаемыми плавлением. Путём плавления трудно или даже невозможно производить металлич. материалы с нек-рыми особенностями хим. состава (композиции из металлич. и неметаллич. материалов; псевдосплавы из металлич. и нсметаллич. компонентов, не смешивающихся в расплавл. виде, напр. железо - свинец, вольфрам - медь и др.). Только методами порошковой металлургии можно изготовить нек-рые материалы с особыми физ. характеристиками и структурой (напр., многие пористые металлы). С. м. можно производить не только в виде заготовок и полуфабрикатов, но и в виде готовых изделий, не требующих дальнейшей обработки резанием. В ряде случаев С. м. имеют более высокие свойства, чем аналогичные материалы, получаемые плавлением (напр., нек-рые быстрорежущие стали и жаропрочные сплавы, бериллий и др.).

Первые С. м.- платиновые изделия и полуфабрикаты (медали, чаши, тигли, проволока и др.) - были изготовлены П. Г. Соболевским и В. В. Любарским в 1826 (техника того времени не позволяла получать температуру выше 1770 ⁰C, необходимую для плавления платины). На рубеже 19 и 20 вв. были созданы первые тугоплавкие С. м. (напр., вольфрам, tпл 3400 ⁰C), к-рые в то время не могли быть получены плавлением. Пром. методы изготовления вольфрамовых нитей накала для электрич. ламп были введены в 1910 (Кулидж, США). Совр. техника (дуговое плавление, электроннолучевое плавление и др.) позволяет расплавить любые тугоплавкие металлы и сплавы, тем не менее большую часть тугоплавких металлов производят методами порошковой металлургии.

Первые композиции из С. м., к-рые можно получать только методами порошковой металлургии (меднографитовые щётки для электромашинных генераторов и электродвигателей), были изготовлены ок. 1900. Во время 1-й мировой войны 1914-18 была разработана др. важная композиция - магнитодиэлектрики на основе ферромагнитных металлич. порошков, распределённых в диэлектрич. связке. Важное значение для прогресса техники имела разработка спечённых твёрдых сплавов (20-е гг., К. Шрётер, Германия). Контакты для электротехники из псевдосплавов и композиций на основе С. м. (вольфрам - медь, серебро - графит и др.) начали выпускать в 30-х гг. Композиции из С. м. на основе меди с оловом, свинцом (иногда цинком) с добавкой неметаллич. компонентов, обычно окиси кремния, для фрикционных дисков производят с 1932. Фрикционные С. м. на жел. основе начали разрабатывать в 40-х гг. Широко применяют алмазно-металлич. композиции на основе алмазных порошков и крошка и металлич. порошков (медь и её сплавы, вольфрамокобальтовые твёрдые сплавы, сплавы на основе вольфрама, меди и никеля и др.). Первые патенты на алмазно-металлич. композиции были опубликованы в 1922. В пром. масштабе производят композиции на основе С. м. для различных отраслей новой техники. Напр., САП (спечённая алюминиевая пудра) - С. м. на основе алюминия и его окиси (6-20%), по жаропрочности при 300- 550 °С превосходит плавленые алюминиевые сплавы.

Важная группа С. м., к-рые практически можно получать только методами порошковой металлургии,- пористые металлы, сплавы и композиции (на основе железа, железографита, бронзы и нержавеющей стали). Обычно эти С. м. содержат ок. 15-30% (объёмных) пор. Изготовление пористых С. м. (для подшипников, фильтров и др.) было предложено в 1909 (Лёвендаль, англ. патент). Пром. произ-во пористых С. м. для подшипников начато в сер. 20-х гг. Преимущества пористых С. м. для подшипников - наличие аварийной смазки в порах ("самосмазываемость") и хорошая прирабатываемость в эксплуатац. условиях за счёт деформации объёма пор. В дальнейшем произ-во пористых С. м. для различных областей техники непрерывно прогрессировало (металлич. фильтры для тонкой очистки жидкостей и газов от различных примесей; снарядные пояски из пористого железа, заменявшие медные во время 2-й мировой войны 1939-45; пористые С. м. для топливных элементов, для антиобледенительных устройств в самолётах, для преграждения распространения пламени во взрывоопасной атмосфере; пористые С. м. из металлич. порошков или волокна для поглощения звука и вибрации; пористые элементы для хим. реакций и транспорта сыпучих материалов в "кипящем слое", т. е. во взвешенном состоянии, и др.). В 70-е гг. разработаны теплообменные металлич. трубы с пористым слоем из порошков меди, никеля, нержавеющей стали.

В сер. 30-х гг. началось массовое произ-во С. м. на железной и медной основе в виде точных деталей, не требующих обработки резанием, для различных отраслей машиностроения (автомоб. и тракторная пром-сть, с.-х. машиностроение, произ-во бытовых машин, станкостроение и др.). К таким изделиям из С. м. относятся различные шестерни, зубчатые колёса, звёздочки, детали кулачкового механизма, рычаги, защёлки дверных замков, детали переключателей; детали электрич. машин - коллекторные пластины, магннтопроводы постоянного и переменного тока из магнитомягких С. м.; постоянные магниты из С. м. на основе железа - никеля - алюминия (ални) и железа - никеля - алюминия - кобальта (алнико) и др. детали массового производства.

Последняя по времени возникновения (но не по важности) группа С. м. в виде заготовок, полуфабрикатов и изделий - высококачественные С. м., к-рые по свойствам (прочность, жаропрочность, износостойкость и др.) превосходят плавленые металлы и сплавы аналогичного состава и назначения. У ряда литых сплавов в связи с крупнозернистой структурой и ликвацией снижены механич. свойства. К таким материалам относятся упомянутые магнитные сплавы типа ални и алнико. Эти С. м. получают с 40-х гг. методами порошковой металлургии не только для магнитных деталей массового произ-ва, но и в тех случаях, когда требуется повышенная прочность. С 50-х гг. бериллий для атомной пром-сти получают преим. методами порошковой металлургии из-за низких механич. свойств и крупнозернистоти литого металла. В кон. 60-х гг. начали производить быстрорежущую сталь, с 70-х гг.- жаропрочные суперсплавы на основе никеля из С. м.; нек-рые характеристики этих С. м. лучше, чем у литых сплавов аналогичного состава. Производство С. м. развивается более высокими темпами, чем получение плавленых металлич. материалов. Так, с 1964 по 1972 годовой выпуск С. м. в США возрос в 2,5 раза (с 47 до 118 тыс. т), в Японии - примерно в 4 раза (с 4 до 17 тыс. т).

Как для литых, так и для деформируемых материалов, получаемых обычными методами, нежелательно присутствие таких компонентов, добавок и примесей, к-рые способствуют образованию значительного температурного интервала между линиями ликвидуса и солидуса или появлению жидкой фазы при темп-рах ниже темп-р плавления-затвердевания основной массы металла. Введение таких элементов в С. м., наоборот, повышает их прочность и облегчает их изготовление, способствуя снижению темп-ры спекания. Так, в литых сплавах на жел. основе фосфор - нежелательная примесь, допустимая в количестве не более 0,1%. В С. м. на жел. основе, напротив, фосфор - легирующая добавка, к-рую специально вводят в количестве 0,3-0,6% для повышения механич. свойств деталей и снижения себестоимости изделий (вследствие образования жидкой фазы и уменьшения темп-ры спекания). Специфическая для С. м. на жел. основе добавка - медь (1-20%), способствующая благодаря образованию жидкой фазы при спекании повышению свойств и удешевлению спекания.

Обычно компактные (беспористые) С. м. имеют такие же физич. и механич. свойства, как и литые (деформированные и отожжённые) металлы. В таблице приведена в зависимости от пористости достижимая величина свойств пористых С. м. (модуль упругости E, коэфф. Пуассона $\nu$ , предел прочности при растяжении $\sigma$ $\beta$ , электропроводность $\lambda$ , теплопроводность $\lambda$ $\tau$ ) по отношению к соответствующим свойствам компактного металла (Е_к, $\nu$ $\kappa$ , $\sigma$ _вк, $\lambda$ $\kappa$ , $\lambda$ _т)·

Влияние пористости на некоторые свойства спечённых материалов

Пористость, %	ЕЕ/к	$\nu$ / $\nu$ _к	$\sigma$ _в/ $\sigma$ _в $\kappa$	$\lambda$ / $\lambda$ $\kappa$	$\lambda$ _т/ $\lambda$ _т $\kappa$
0	1	1	1	1	1
5	0,88	0,95	0,88	0,93	0,93
10	0,73	0,90	0,73	0,81	0,81
20	0,51	0,80	0,51	0,64	0,64
30	0,34	0,70	0,34	0,49	0,49
40	0,21	0,60	0,21	0,36	0,36
50	0,12	0,50	0,12	0,25	0,25

По сравнению со всеми др. методами получения деталей - литьём, обработкой давлением, резанием и т. д., изготовление изделий из С. м. требует наименьших затрат рабочего времени, заводских площадей, оборудования.

Имеются след, ограничения применения С. м.: 1) наибольший экономии, эффект С. м. дают при достаточно массовом выпуске деталей. Это связано с необходимостью изготовления индивидуальных приспособлений (пресс-форм) для каждого вида деталей. Отчасти это ограничение имеет временный характер; при развитии новых методов формования С. м. оно может в известной степени отпасть; 2) дороговизна исходных порошков. Это также временно действующий фактор: с увеличением масштаба выпуска и совершенствованием методов изготовления порошков их стоимость будет уменьшаться; 3) необходимость получения достаточно чистых исходных металлич. порошков, в особенности железа и его сплавов, т. к. С. м. не могут быть эффективно очищены от примесей, находящихся в исходных материалах. Это ограничение постепенно теряет своё значение: налажено массовое произ-во чистых порошков распылением расплавл. железа.

Специфич. меры по консервации и хранению деталей и полуфабрикатов (пропитка деталей маслом или парафином) необходимы только для пористых С. м.

Лит.: Вязников H. Ф., Ермаков С. С., Металлокерамические материалы и изделия, 2 изд.. Л., 1967: Кипарисов С. С., Л и б е в с о н Г. А., Порошковая металлургия, M., 1972; Бальшин M. Ю., Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна, M., 1972.

M. Ю. Большин.

СПЕШНЕВ Николай Александрович [1821, Курская губ., - 17(29).3.1882, Петербург], русский революционер. Из дворян. Учился в Царскосельском лицее (1839) и Петерб. ун-те. В 1842-46 жил за границей, участвовал в освободит. движении в Швейцарии. Изучал филос. и социально-экономические труды Л. Фейербаха, Ш. Фурье, П. Прудоиа и др.; читал "Нищету философии" К. Маркса. Был материалистом и атеистом, критиковал идеалистический антропологизм, к-рый определял как новую, утончённую разновидность религии. С. был сторонником свержения царизма и освобождения крестьян путём нар. революции, проповедовал идею создания коммунистич. общин на базе имеющегося обществ, богатства. Один из руководителей петрашевцев. В кон. 1848 у С. происходили совещания об основании тайного политич. общества. Весной 1849 организовал законспирированную группу с целью создания обличит.-агитац. литературы и печатания ее в подпольной типографии. По делу петрашевцев был приговорён к расстрелу, заменённому 10 годами каторги; находился в Александровском з-де Нерчинского окр. (до амнистии 1856). В 1857-59 редактор "Иркутских губернских ведомостей"; вместе с ген.-губернатором Вост. Сибири H. H. Myравьёвым-Амурским участвовал в экспедиции по Амуру.

H. А. Спешнев.

В 1861-62 мировой посредник в Псковской губ., отстаивал интересы крестьян.

С о ч.: Письмо к отцу (1838), "Каторга и ссылка", 1930, № 1; Письма к К. Э. Хоецкому, в сб.: философские и общественно-политические произведения петрашевцев, M., 1953; Показание H. А. Спешнева, в кн.: Дело петрашевцев, т. 3, М.- Л., 1951.

Лит.: Лейкина-Свирская В. Р., H. А. Спешнев, в её кн.: Петрашевцы, M., 1924; её же, Революционная практика петрашевцев, в сб.: Исторические записки, т. 47, M., 1954. В. P. Лейкина-Свирская.

СПИ (Spy), селение в Бельгии (пров. Намюр), близ к рого в 1886 при археол. раскопках (бельг. учёные M. Лоэст и M. де Пюи) в пещере найдены фрагменты 2 скелетов неандертальцев (вместе с костями мамонта, шерстистого носорога, пещерной гиены и др. животных вюрмского времени, а также кам. орудиями мустьерской культуры). По этим данным впервые было точно установлено время существования особого вида неандертальского человека. Для людей из С. характерен очень крупный мозг (1500-1600 см³); по антропологич. типу они входят в группу поздних неандертальцев Зап. Европы. Жили 50-40 тыс. лет назад.

СПИВАК Пётр Ефимович [р. 11(24).3. 1911, Петербург], советский физик, чл.-корр. АН СССР (1964). Окончил Ленингр. политехнич. ин-т (1936). В 1936-43 работал в Ленингр. физико-технич. ин-те, с 1943 в Ин-те атомной энергии. Осн. труды по ядерной физике. Провёл большой цикл работ по измерению ядерно-физических характеристик делящихся изотопов. В области физики слабых взаимодействий выполнил работы по определению периода полураспада свободного нейтрона, измерению продольной поляризации электронов при $\beta$ -распаде и др. Гос. пр. СССР (1953). Награждён 2 орденами, а также медалями.

С о ч.: Среднее число нейтронов, испускаемых изотопами и^мз, U^zas и Pu²³⁹ при захвате нейтронов с энергией от 30 до 900 кэв, "Атомная энергия", 1956, № 3, с. 21; Измерение периода полураспада нейтрона, "Журнал экспериментальной и теоретической физики", 1959, т. 36, в. 4.

СПИВАКОВСКИЙ Александр Онисимович [р. 18(30). 1.1888, Екатеринослав, ныне Днепропетровск], советский учёный в области пром. транспорта и горного машиностроения, чл.-корр. АН СССР (1946). Чл. КПСС с 1941. Окончил Петрогр. политехнич. ин-т (1917). С 1919 преподавал в политехнич. и горном ин-тах в Днепропетровске. С 1933 проф., зав. кафедрой рудничного транспорта Моск. горного ин-та (до 1973). Одновременно сотрудничает в ряде н.-и. и проектных организаций. Работы С. посвящены вопросам реконструкции и механизации металлургич. и машиностроит. заводов, внутризаводскому, шахтному и карьерному транспорту, в т. ч. разработке механич. трансп. комплексов для рудной пром-сти. Автор трудов по теории транспортир, машин; ряда учебников. Гос. пр. СССР (1947). Награждён орденом Ленина, орденом Октябрьской Революции, 4 др. орденами, а также медалями.

Соч.: Карьерный конвейерный транспорт, M., 1965 (совм. с M. Г. Потаповым и M,. А. Котовым); Транспортирующие машины, 2 изд., M., 1968 (совм. с В. К. Дьячковым); Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок, 3 изд., M., 1974 (совм. с M. Г. Потаповым).

Лит.: Александр Онпсимович Спиваковский, M., 1958. (Материалы к бнобиблиографии учёных СССР. Серия технических наук. Горное дело, в. 6); Мельников H. В., Горные инженеры - выдающиеся деятели горной науки и техники, 2 изд., M., 1974.

Б. B. Лёвшин.

СПИДВЕЙ (англ. speedway), один из видов мотоциклетного спорта, мотогонки на гаревых треках; разновидности С.- гонки по ледяной дорожке стадиона, земляному и травяному трекам. Спортсмены выступают на мотоциклах, как правило, класса 500 см³с 4-тактными 6-цилиндровыми двигателями, работающими на метаноле ("Jawa" - ЧССР, "Japa" и "Weslake" - Великобритания, "Wernece" - ФРГ и т. п.). Длина трасс 280-400 м. В программе соревнований серии стартов-заездов (обычно 13-20) по 4 гонщика в каждом, что позволяет всем участникам встретиться между собой. Чемпионаты мира по С. проводятся: в личном зачёте - с 1934, в командном - с 1960, среди пар - с 1970, на льду - с 1966, на земляном треке (дистанция 1000 м) - с 1971. Наибольших успехов в чемпионатах мира по С. добивались спортсмены Великобритании, Новой Зеландии, Швеции, Австралии, Польши, по гонкам на льду - спортсмены СССР (Г. Ф. Кадыров - 6-кратный чемпион мира).

СПИДОМЕТР (от англ, speed - скорость и ...метр), прибор для определения скорости движения автомобиля и пройденного им пути. В С. используют указатели скорости движения магнитного типа и счётчики пройденного пути роликового типа (рис.). При механич. приводе указатель и счётчик С. соединяют гибким валом с редуктором, одно из зубчатых колёс к-рого получает вращение от ведомого вала коробки передач.

Схема спидометра: 1 - вал; 2 - магнит; 3 - картушка; 4 - пружина; 5 - указатель; 6 - шкала; 7 - счётчик пути.

При электрич. приводе с ведомым валом коробки передач связан датчик - контактный прерыватель, преобразующий постоянный ток в трёхфазный переменный ток, частота к-рого изменяется пропорционально частоте вращения ведомого вала коробки передач. Переменный ток подводится к электродвигателю, ротор к-рого вращается с такой же частотой, как и датчик.

Лит.: Галкин Ю. M., Электрооборудование автомобилей и тракторов, 2 изд., M.,

СПИК (Speke) Джон Хеннинг (4.5.1827, Джордане, Сомерсетшир, - 15.9.1864, Бат), английский исследователь Африки. Участвовал в двух экспедициях P. Ф. Бёртона - в Сомали (1854-55) ив Вост. Африку (1856-59). Бёртон и С. открыли оз. Танганьика и самостоятельно С. открыл оз. Виктория. В 1860-63 С. вместе с Дж. Грантом открыл гл. приток оз. Виктория - р. Кагера, установил место выхода р. Виктория-Нил и, спустившись вниз по долине Нила до Средиземного м., разрешил проблему местонахождения его истоков.

Соч.: Journal of the discovery of the source of the Nile, K. Y., 1922; What led to the discovery of the source of the Nile, Edin.- L., 1864.

Лит.: Г о р н у н г M. Б., Л и п е ц Ю. Г., Олейников И. H., История открытия и исследования Африки, M., 1973.

СПИKA, Колос (а Девы), звезда 1-й визуальной звёздной величины, наиболее яркая в созвездии Девы, светимость в 740 раз больше солнечной, расстояние от Солнца ок. 50 парсек.

СПИКЕР (англ, speaker, букв.- оратор), председатель нижней палаты (или однопалатного парламента) в парламентах нек-рых бурж. стран. Впервые должность введена в 1377 в Англии. Впоследствии была воспринята парламентами стран, входивших в состав Брит, империи: Австралии, Канады, Новой Зеландии, Ирландии, Индии, Малайзии, Кении, Либерии и нек-рых др. Хотя формально должность С. выборная, фактически он назначается фракцией большинства. С. руководит прениями в парламенте, толкует правила процедуры, руководит должностными лицами палаты. Является офиц. представителем палаты в отношениях с исполнит, властью.

СПИККАТО (итал. spiccato, от spicсаге - отрывать, отделять) (муз.), отскакивающий штрих, применяющийся при игре на струнных смычковых инструментах.

СПИКУЛЫ (от лат. spiculum - кончик, остриё, жало), 1) скелетные элементы нек-рых беспозвоночных, состоящие обычно из карбоната кальция или реже из двуокиси кремния (кремнезёма). С. характерны для губок (в виде одно-, трёх-, четырёх- и многоосных игл), восьмилучевых кораллов, желобобрюхих, или бороздчатобрюхих, моллюсков, нек-рых иглокожих - голотурий (в виде колесиков, якорьков, решёток и т. д.), а также асцидий (в виде шиповатых шариков). 2) С., или стилеты, части муж. полового аппарата круглых червей; у одних видов С.- дополнительные образования, они выдвигаются из клоакального отверстия самца и служат для расширения полового отверстия самки, у др. видов желобовидные С. складываются вместе и служат для проведения семени в половую систему самки.

СПИКУЛЫ ,отдельные выступы, видимые на краю солнечного диска во время солнечных затмений или при наблюдениях в монохроматич. свете, напр., в свете линии водорода H₀ (см. Солнце). С. простираются в солнечную корону до высоты 6-10 тыс. км, их диаметр 200-2000 км. Cp. время жизни С. составляет 5-7 мин, скорости подъёма 20-30 км/сек, скорости внутр. движений 5-10 км/сек. Температура С. в ниж. части - ок. 8000 К, в верхней - ок. 16 000 К. Концентрация меняется с высотой от 2*10¹¹ до 3*10¹⁰атомов в см³. На Солнце одновременно существуют сотни тысяч С., к-рые возникают преим. в спокойных областях поверхности Солнца на границах ячеек хромосферной сетки.

СПИЛИТ-КЕРАТОФИРОВАЯ ФОРМАЦИЯ, комплекс вулканогенных альбитизированных пород - спилитов, кератофиров, их туфов и туфобрекчий, образовавшихся в результате подводных вулканич. излияний на ранних стадиях формирования первичных геосинклинальных прогибов. Для С.-к. ф. типично широкое развитие шаровых лав; в туфах могут встречаться следы морской фауны. Характерное изменение пород С.-к. ф., приводящее к хлоритизации стекла и альбитизации, связывают с метаморфизмом в условиях верхов зеленокаменной фации (см. Фации метаморфизма).

С.-к. ф. часто является важным компонентом офиолитовых толщ (см. Офиолиты).

СПИЛИТЫ (от греч. spilos - пятно, крапинка), палеотипные базальтовые горные породы, в к-рых полевой шпат представлен вторичным альбитом; образовались в результате подводных излияний. Структура С. микролитовая, реже диабазовая; образована узкими длинными микролитами альбитизированного плагиоклаза, промежутки между к-рыми заполнены хлоритом и рудным минералом. С. вместе с кератофирами входят в состав т. н. спилит-кератофировой формации геосинклинальной стадии развития подвижных поясов земной коры.

СПИЛОК, слой дермы, полученный при двоении (разделении на слои) полуфабриката в производстве кожи. Различают С. лицевой, средний и мездровый (или бахтармяный). Из тонкого лицевого С. производят фотокожу или галантерейную кожу. Лицевой С. сравнительно большой толщины и средний С. служат для получения кожи, используемой в оснозном для изготовления обуви. Из бахтармяного С. вырабатывают велюр для обуви и одежды, а также кожи хромового дубления для верха обуви и юфть, имеющие искусств, лицевую поверхность. Мелкий С. и спилковую обрезь (откраиваемые тонкие края) используют для приготовления технич. желатина, клея и др. продуктов растворения коллагена.

СПИН (от англ, spin - вращаться, вертеться), собств. момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. (При введении понятия "С." предполагалось, что электрон можно рассматривать как "вращающийся волчок", а его С.- как характеристику такого вращения,- отсюда назв. "С.".) С. наз. также собств.момент количества движения атомного ядра (и иногда атома); в этом случае С. определяется как векторная сумма (вычисленная по правилам сложения моментов в квантовой механике) С. элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих частиц, обусловленных их движением внутри системы (см. Ядро атомное).

С. измеряется в единицах Планка постоянной h и равен Jh, где J - характерное для каждого сорта частиц целое (в т. ч. нулевое) или полуцелое положит, число, наз. спиновым квантовым числом (обычно его наз. просто С.). Соответственно говорят, что частица обладает целым или полуцелым С. Напр., С. электрона, протона, нейтрона, нейтрино, так же как и их античастиц, в единицах h равен ½, С. л- и К-мезонов - О, С. фотона равен 1. Хотя у фотона (как и у нейтрино) нельзя измерить собств. момент количества движения, т. к. нет системы отсчёта, в к-рой фотон покоится, однако в квантовой электродинамике доказывается, что полный момент фотона в произвольной системе отсчёта не может быть меньше 1; это даёт основание приписать фотону С. 1. Наличие у нейтрино С. ½ вытекает, напр., из закона сохранения момента количества движения в процессе бета-распада.

Проекция С. на любое фиксированное направление z в пространстве может принимать значения J, J - 1, ..., - J. T. о., частица со С. J может находиться в 2J + 1 спиновых состояниях (при J = ½ - в двух состояниях), что эквивалентно наличию у неё дополнит, внутр. степени свободы. Квадрат вектора С-, согласно квантовой механике, равен h²J(J + 1). Со С. частицы, обладающей ненулевой массой покоя, связан спиновый магнитный момент $\mu$ = $\gamma$ Jh, где коэфф. $\gamma$ - магнитомеханическое отношение.

Концепция С. была введена в физику в 1925 Дж. Уленбеком и С. Гаудсмитом, предположившими (на основе анализа спектроскопич. данных) существование у электрона собств. механич. момента h/2 и связанного с ним (спинового) магнитного момента, равного магнетону Бора $\mu$ _В = he/2mc (где е и га - заряд и масса электрона, с - скорость света). T. о., для С. электрона отношение магнитного момента к механическому равно $\gamma$ =е/mс и с точки зрения классич. электродинамики является аномальным: для орбитального движения электрона и для любого движения классической системы заряженных частиц с данным отношением elm оно в 2 раза меньше и равно е/2тс. Учёт С. электрона позволил В. Паули сформулировать принцип запрета, утверждающий, что в произвольной физ. системе не может быть двух электронов, находящихся в одном и том же квантовом состоянии (см. Паули принцип). Наличие у электрона С. ½ объяснило мультиплетную структуру атомных спектров (тонкую структуру), особенности расщепления спектральных линий в магнитных полях (т. н. аномальный Зеемана эффект), порядок заполнения электронных оболочек в многоэлектронных атомах (а следовательно, и закономерности периодической системы элементов), явление ферромагнетизма и мн. др. явления.

Существование у протона С. ½ было постулировано на основе опытных данных англ, физиком Д. M. Деннисоном. Эксперимент. проверка этой гипотезы привела к открытию в 1929 орто- и параводорода (см. Атом). Несколько ранее Паули предположил, что сверхтонкая структура атомных уровней энергии определяется взаимодействием электронов со С. ядра, что и было вскоре доказано Г. Бэком и Гаудсмитом в результате анализа эффекта Зеемана в висмуте. С. частиц однозначно связан с характером статистики, к-рой подчиняются эти частицы. Как показал Паули (1940), из квантовой теории поля следует, что все частицы с целым С. подчиняются Бозе - Эйнштейна статистике (являются бозонами), с полуцелым С.- Ферми - Дирака статистике (являются фермионами). Для фермионов, напр. электронов, справедлив принцип Паули, для бозонов он не имеет силы.

В математич. аппарат нерелятивистской квантовой механики С. был последовательно введён Паули, при этом описание С. носило феноменологич. характер. В действительности С. частицы - релятивистский эффект (что было доказано П. Дираком). Так, наличие у электрона С. и спинового магнитного момента непосредственно вытекает из релятивистского Дирака уравнения (к-рое для электрона в электромагнитном поле в пределе малых скоростей переходит в Паули уравнение для нерелятивистской частицы со С. ½)

Величина С. элементарных частиц определяет трансформационные свойства полей, описывающих эти частицы. При Лоренца преобразованиях поле, соответствующее частице со С. О, преобразуется как скаляр (или псевдоскаляр); поле, описывающее частицу со С. ½. - как спинор, а со С. 1 - как вектор (или псевдовектор) и т. д.

Лит. см. при ст. Квантовая механика.

О. И. Завьялов.

СПИНАЛЬНОЕ ЖИВОТНОЕ (от позднелат. spinalis - спинной, спинномозговой), спинномозговое животное, животное (чаще лягушка, собака, кошка), у к-рого для физиологич. исследований путём поперечной перерезки спинного мозга разобщается его связь с головным мозгом. В результате этого части тела животного, иннервируемые волокнами, отходящими от сегментов спинного мозга, расположенных ниже перерезанного участка, могут функционировать рефлекторно лишь в ответ на импульсы, поступающие в эти же сегменты. С. ж. может жить долго, если перерезка сделана ниже 5-6-го шейного сегмента, т. е. не привела к отъединению от дыхат. центра нервных клеток спинного мозга, иннервирующих дыхат. мускулатуру. Исследование рефлексов у С. ж. имеет значение для изучения общих механизмов рефлекторной деятельности у позвоночных животных. Оно важно также для понимания явлений, наступающих после повреждения спинного мозга при травмах у человека. Cp. Бульбарное животное.

СПИННАЯ СТРУНА, то же, что хорда.

СПИННАЯ СУХОТКА, табесдорзалис (от позднелат. tabes - истощение и dorsalis - спинной), поздняя форма сифилитич. поражения нервной системы, преим. оболочек, задних корешков и задних столбов спинного мозга. От момента заражения сифилисом до появления первых признаков С. с. проходит 3-30 лет (чаще - в пределах 10 лет). Проявляется болью и парестезиями (ощущение ползания мурашек, онемения, покалывание в ногах, приступы жгучих болей во внутр. органах - табетич. кризы); судорожным кашлем, затруднённым дыханием; изменениями зрачков. Нарушаются мышечно-суставное чувство в ногах (резкое снижение мышечного тонуса, выпадение рефлексов и расстройства движений, в частности атактич. походка), питание тканей (деформация суставов, повышенная ломкость костей, изъязвление кожи подошв, выпадение волос, резкое похудение), зрение - в связи с поражением зрит, нерва, к-рое может привести к слепоте, и т. д. Лечение см. в статьях Сифилис, Противосифилитические средства.

В. А. Карлов.

СПИННИНГ (англ, spinning, от spin - вращаться), спортивная снасть для ловли хищных рыб. Состоит из удилища (дл. до 3,5 м) с пропускными кольцами, катушки, лесы и блесны (искусств, приманки в форме ложечки или рыбки). Груз и поводок с блесной или другой приманкой с одним или несколькими крючками прикрепляются к концу лесы. Блесну забрасывают в намеченное место и подтягивают, наматывая лесу на катушку, чтобы придать приманке вид движущейся рыбы.

СПИННОЙ МОЗГ (medulla spinalis), отдел центральной нервной системы позвоночных животных и человека, расположенный в позвоночном канале; больше других отделов центр, нервной системы сохранил черты примитивной мозговой трубки хордовых. С. м. имеет форму цилиндрич. тяжа с внутр. полостью (спинномозговым каналом); он покрыт тремя мозговыми оболочками: мягкой, или сосудистой (внутренней), паутинной (средней) и твёрдой (наружной), и удерживается в постоянном положении при помощи связок, идущих от оболочек к внутр. стенке костного канала (рис. 1). Пространство между мягкой и паутинной оболочками (подпаутинное) и собственно мозгом, как и спинномозговой канал, заполнены спинномозговой жидкостью. Передний (верхний)конец С. м. переходит в продолговатый мозг, задний (нижний) - в т. н. концевую нить.

Рис. 1. Схема поперечного разреза спинного мозга: 1 - твёрдая мозговая оболочка; 2 - паутинная оболочка; 3 - подпаутинное пространство; 4 - белое вещество: 4а - боковой канатик; 46 - передний канатик; 4в ~ задний канатик; 5 - мягкая мозговая оболочка; 6 - серое вещество: 6а - передний рог; 66 - задний рог; 7 - передний (двигательный) корешок; 8 - задний (чувствительный) корешок; 9 - спинномозговой узел; 10 - смешанный нерв.

С. м. условно делят на сегменты по количеству позвонков. У человека 31-33 сегмента: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых. От каждого сегмента отходит группа нервных волокон - корешковые нити, к-рые, соединяясь, образуют спинномозговые корешки. Каждая пара корешков соответствует одному из позвонков и выходит из позвоночного канала через отверстие между ними (см. Спинномозговые нервы). У взрослых животных и человека С. м. короче позвоночного канала, поэтому корешки нижних сегментов в виде пучка опущены вниз и выходят из позвоночного канала через межпозвонковые отверстия. Задние (дорзальные) спинномозговые корешки несут в себе чувствительные (афферентные, или центростремит.) нервные волокна, по к-рым в С. м. передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов, внутр. органов. Передние (вентральные) корешки содержат двигат. (эфферентные, или центробежные) нервные волокна, по к-рым импульсы из двигат. или симпатич. клеток С. м. передаются на периферию (к скелетным мышцам, гладким мышцам сосудов и внутр. органам). Задние и передние корешки перед входом в межпозвонковое отверстие соединяются, образуя при выходе из позвоночника смешанные нервные стволы (рис. 2).

Рис. 2. Типы нервных клеток спинного мозга: 1 - афферентные (центростремительные) волокна в заднем канатике белого вещества и их ответвления в серое вещество; 2 - нейроны желатинозной субстанции заднего рога; 3 - вставочные нейроны промежуточного ядра, в котором заканчивается большинство разветвлений чувствительных волокон; 4 - двигательные нейроны переднего рога серого вещества.

С. м. состоит из двух симметричных половин, соединённых узкой перемычкой; нервные клетки и их короткие отростки (дендриты) образуют вокруг спинномозгового канала серое вещество (на поперечном срезе имеет вид бабочки с расправленными крыльями). Нервные волокна, составляющие восходящие и нисходящие пути С. м., образуют по краям серого вещества белое вещество. Выростами серого вещества (передними, задними и боковыми рогами) белое вещество разделено на три части - передние, задние и боковые канатики, границами между к-рыми служат места выхода передних и задних спинномозговых корешков.

Нервные клетки, или нейроны, серого вещества собраны, как правило, в группы (ядра) и расположены неравномерно, так что каждый участок серого вещества характеризуется определенным типом нервных клеток. Наиболее важны ядра переднего рога, в к-рых расположены двигат. нейроны (мотонейроны); их длинные отростки (аксоны) выходят через передний корешок и иннервируют скелетную мускулатуру. В промежуточной части серого вещества находится ядро, клетки к-рого имеют короткие аксоны, образующие синаптич. соединения (см. Синапсы) с др. нейронами С. м. Ядро содержит вставочные клетки (интернейроны), соединяющиеся в цепи различной сложности. В наружной части зоны на уровне между грудными и верхними поясничными сегментами имеется ядро с преганглионарными клетками симпатической нервной системы. Аксоны этих клеток выходят из С. м. через передние корешки и направляются к периферич. нервным узлам, где образуют синаптич. соединения с постганглионарными нейронами, иннервирующими мышцы и секреторный аппарат внутр. органов. Верхушку заднего рога занимает скопление нервных клеток (т. н. желатинозная субстанция), отростки к-рых, переплетаясь, образуют сетчатую структуру - нейропиль. Входящие в С. м. через задние корешки чувствит. волокна проходят через желатннозную субстанцию и образуют синаптич. соединения в основном с нейронами промежуточного ядра, лишь немногие из них контактируют прямо с мотонейронами.

Нервные волокна, проходящие в канатиках белого вещества, служат проводящими путями для передачи сигналов в головной мозг и обратно (рис. 3). Восходящие (чувствительные) волокна являются отростками клеток спинальных ганглиев (пучки Голля и Бурдаха в задних канатиках) или клеток промежуточной зоны серого вещества С. м. (спинно-мозжечковые пучки Говерса и Флексига, спинно-таламич. пучок в боковых канатиках). Нисходящие (двигательные) волокна, происходящие от клеток различных ядер головного мозга (красные и вестибулярные ядра, ретикулярная формация) и несущие двигат. сигналы к клеткам С. м., также объединяются в различные пучки (красноядерно-спинальный, вестибуло-спинальный, ретикуло-спинальный). Особый нисходящий путь берёт начало от пирамидных нейронов двигат. области коры больших полушарий (см. Пирамидная система). Волокна нисходящих путей устанавливают синаптич. связи с различными вставочными и двигат. нейронами С. м.

Рис. 3. Схема расположения проводящих путей спинного мозга: 1 - волокна задних корешков; 2 - волокна передних корешков; 3 - передний пирамидный тракт; 4 - вестибуло-спинальный тракт; 5 - спинно-таламический тракт; 6 - вентральный спинно-мозжечковый тракт; 7 - руброспинальный тракт, 8 - дорзальный спинно-мозжечковый тракт; 9 - боковой пирамидный тракт; 10 - собственные (короткие) проводящие пучки спинного мозга; 11 - пучок Бурдаха; 12 - пучок Голля.

Деятельность С. м. носит рефлекторный характер. Рефлексы возникают под действием афферентных сигналов, поступающих в С. м. от рецепторов, являющихся началом рефлекторной дуги (рис. 4), а также под влиянием сигналов, идущих сначала в головной мозг, а затем спускающихся в С. м. по нисходящим путям.

Рис. 4. Схема рефлекторной дуги: нервный импульс от рецептора 1 передаётся по чувствительному (афферентному) нейрону 2 в спинной мозг. Клеточное тело 3 чувствительного нейрона расположено в сшшальном ганглии вне спинного мозга. Аксон 4 чувствительного нейрона в сером веществе мозга связан посредством синапсов с одним или несколькими вставочными нейронами 5, которые в свою очередь, связаны с дендритами 6 моторного (эфферентного) нейрона 7. Аксон 8 последнего передаёт сигнал от вентрального корешка 9 на эффектор 10 (мышцу или железу).

При перерезке С. м., когда нарушены его связи с головным мозгом, сохраняются (хотя и в ослабленном виде в связи с развитием спинального шока) собственные рефлексы мышц, защитные рефлексы, рефлексы сгибания и разгибания конечностей, сужения сосудов и нек-рые др. рефлексы внутр. органов (см. Спинномозговые рефлексы). Наиболее сложные рефлекторные реакции С. м. управляются различными центрами головного мозга. С. м. служит при этом не только звеном в передаче поступающих из головного мозга сигналов к исполнит, органам: эти сигналы перерабатываются вставочными нейронами С. м. и сочетаются с сигналами, поступающими в это же время в С. м. от периферич. рецепторов. Осн. роль в интегративной функции С. м. играют возбуждающие и тормозящие синаптич. процессы, развивающиеся в нервных клетках под действием приходящих к ним по различным нервным путям импульсов. Суммация возбуждающих синаптич. процессов является основой взаимного подкрепления функционально-однонаправленных рефлекторных реакций; при совпадении функционально-противоположных рефлексов (напр., сгибательного и разгибательного) они взаимно тормозятся.

Травма или патологич. процесс в С. м. приводят к выпадению соответствующих двигат. или вегетативных функций (параличам) и нарушению тех форм чувствительности, пути к-рых проходят через С. м. (механич., температурная и болевая кожная чувствительность, чувствительность двигат. аппарата и нек-рых внутр. органов). В зависимости от характера повреждения, нарушения функций С. м. могут быть общими или избирательными. В связи с раздельным ходом различных восходящих путей разрушение правой или левой половин С. м. приводит к нарушению на соответствующей стороне гела механич. чувствительности при сохранении температурной и болевой (синдром Броун-Секара). Разрушение нисходящих путей С. м. может приводить наряду с прекращением произвольных движений к сохранению и даже усилению рефлекторных сокращений в ответ на периферич. раздражения (спастич. параличи).

Лит.: Бехтерев В. M, Проводящие пути спинного и головного мозга, 2 изд., ч. 1, СПБ, 1896. В и л л н г е р Э.. Головной и спинной мозг, пер. с нем., M - Л., 1930; Беритов И. С, Общая физиология мышечной и нервной систем, 2 изд., т 2, M - Л., 1948; К о с т ю к П. Г., Структура и функция нисходящих систем спинного мозга, Л , 1973 Гранит P , Основы регуляции движений, пер. с англ., M 1973, The interneuron, ed. M A. Brazier, Berk - Los Ang 1969 р. 177.

П.Г. Костюк.

Патология С. м У человека различают пороки развития, заболевания и травмы С. м. К порокам развития С. м. относят, напр., его отсутствие (амиелия) или недоразвитие по длиннику (ателомиелия). Заболевания С м могут быть вызваны мн. причинами Так, наследств болезни нервной системы (напр., семейпая атаксия Фридрейха) нередко сопровождаются признаками поражения С. м. Ряд нейроинфекции протекает с поражением вещества С. м., его оболочек и корешков (см., напр., Менингит, Mиeлит, Полиомиелит, Радикулит). Синдромы поражения С. м. характерны для нек-рых хронич. прогрессирующих заболеваний нервной системы (сирингомиелия, амиотрофическии боковой склероз, рассеянный склероз и др.), сифилиса (спинная сухотка). Опухоли С. м. могут быть первичными (экстрамедуллярными - развивающимися гл. обр. из мозговых оболочек и корешков, интрамедуллярными - развивающимися в веществе мозга, преим. из клеток глии) и метастатическими (см. Метастаз). Вследствие распространения инфекции с током крови или контактным путем (как осложнение при повреждении позвоночника) возникает абсцесс С. м., к-рый может располагаться над твердой мозговой оболочкой (эпидурально) или под ней (субдурально). Туберкулезный спондилит в 10-15% случаев сопровождается спинномозговыми расстройствами. Иногда они наблюдаются также при грыже межпозвонкового диска, дегенеративных процессах в позвоночнике (остеохондроз, спондилёз). Расстройства спинального кровообращения, обусловленные патологией грудной и брюшной аорты и артерий, непосредственно питающих С. м., изменениями позвоночника и др. причинами, могут при вести к инфаркту С. м. Травматич. поражения С. м. - сотрясение, ушиб, сдавливание, кровоизлияние в оболочки и вещество - встречаются как изолированно, так и в сочетании с переломами позвоночника. При закрытых переломах, вывихах, колото-резаных и огнестрельных ранениях позвоночника нередко наблюдаются повреждения оболочек, белого и серого вещества вплоть до полного анатомич. перерыва С. м. Для лечения поражений С. м. применяют консервативные и хирургич. методы в зависимости от причины и характера заболевания.

Лит.: Давиденков С. H. Наследственные бочезни нервной системы, 2 изд. M., 1932, Раздольский И. Я. Опухоли спинного мозга и позвоночника, Л., 1958, Ц у к е р M. Б. Клиническая невропатология детского возраста, M., 1972, Богородинский Д. К., Скоромец А. А., Инфаркты спинного мозга, Л., 1973, Угрюмов В. M., Бабиченко E. И. Закрытые повреждения позвоночника и спинного мозга, Л., 1973.

В. Б. Гельфанд.

СПИННОМОЗГОВАЯ ЖИДКОСТЬ, цереброспинальная жидкость, ликвор (liquor cerebro spinahs), жидкая среда, циркулирующая в полостях желудочков головного мозга, спинномозгового канала и субарахноидальнем (под паутинной оболочкой) пространстве головного и спинного мозга. В образовании С ж участвуют сосудистые сплетения, железистые клетки, эпендима и субэпендимальная ткань желудочков головного мозга, паутинная оболочка, глия и др. Отток осуществляется через венозные сплетения мозга, пазухи твердой мозговой оболочки, периневральные пространства черепно-мозговых и спинномозговых нервов С ж - своего рода "водяная подушка", предохраняющая от наружных воздействий головной и спинной мозг, она регулирует внутричерепное давление, обеспечивает постоянство внутр. среды, посредством С. ж. осуществляется тканевой обмен в центр нервной системе. С. ж. здорового человека - бесцветная прозрачная, ее количество у взрослого - 100-150 мл, удельный вес 1,006-1,007, реакция елабощелочная Давление С. ж. различно на разных уровнях центр. нервной системы и зависит от положения тела (в горизонтальном положении - 100-200 мм вод. cm.). По хим. составу С. ж. сходна с сывороткой крови. Содержит 0-5 клеток в 1 мм³ и 0,22-0,33"/₀₀ белка.

С диагностич. и леч. целью производят пункцию спинномозгового канала, позволяющую определить величину давления С. ж. и извлечь ее для анализа. При поражениях центр. нервной системы давление и состав (в частности, соотношение содержания белка и клеток) С. ж. изменяются. Давление С. ж. повышается при нарушении ее оттока (травмы черепа и позвоночника, опухоли мозга, кровоизлияния и т. д.). При менингите обнаруживаются бактерии. Коллоидные реакции помогают, напр., в диагностике сифилиса, биохим. исследования С. ж. (определение сахара, хлоридов, свободных аминокислот, ферментов и др.) - при распознавании нейроинфекции, эпилепсии и др.

Лит.: Шамбуров Д. А. Сшшномозговая жидкость, M., 1954, Бургман Г. П., Лобкова T. H., Исследование спинномозговой жидкости, M., 1968, Макаров А. Ю. Современные биохимические ис следования ликвора в неврологии, Л., 1973.

В. Б. Гелъфанд.

СПИННОМОЗГОВОЕ НЕРВЫ, спинальные нервы, короткие (дл до 2 см) тяжи нервных волокон, образовавшиеся посегментно в результате слияния дорзальных (чувствительных) и вентральных (двигательных) корешков спинного мозга, у человека 31 пара. Каждому сегменту соответствует пара С. н. имеется 8 пар шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 пара копчиковых нервов. Чувствительные волокна - отроетки клеток спинномозговых узлов, двигательные - отростки мотонейронов, расположенных в передних рогах серого вещества спинного мозга. Вместе с двигательными волокнами в С. н. поступают эфферентные вегетативные ветви - отростки нервных клеток, находящихся в боковых рогах. Наибольшее число мякотных нервных волокон содержится в составе С. н. на уровне шейного (до 44 тыс. волокон в нерве) и поясничного (ев. 55 тыс.) утолщений спинного мозга С. н. выходят через соответствующие межпозвонковые отверстия (симметрично с обеих сторон позвоночного столба), делятся на 4 ветви. От каждого С. н. ретроградно отходит тонкая оболочечная ветвь, участвующая в иннервации оболочек спинного мозга. После этого С. н. разделяется на переднюю и заднюю соматич. ветви, иннервирующие кожу туловища и конечностей, все мышцы тела, за исключением мышц головы. Вегетативные симпатии проводники отделяются от С. н. (или от его передней ветви) под назв. белых соединит. ветвей, направляющихся к узлам пограничного ствола симпатической нервной системы. Передние ветви 4 верхних шейных С н образуют шейное сплетение, 4 нижних шейных и 1 го и 2 го грудных - плечевое, 12-го грудного и 4 верхних поясничных - поясничное, 5-го поясничного и 3 первых крестцовых - крестцовое, а 4-го и 5-го крестцовых и копчикового С. н .- копчиковое сплетение С. н. и образованные ими сплетения иннервируют кожный покров и скелетные мышцы тела. О поражении С. н. см. в ст. Радикулит, сплетений - в ст. Плексит.

Лит.: Многотомное руководство по неврологии, т. 1, кн. 1, M., 1955.

В. В. Куприянов, В. Б. Гельфанд.

СПИННОМОЗГОВЫЕ РЕФЛЕКСЫ, рефлексы, центры к-рых расположены в спинном мозге. Различают С. р. сомагические (двигательные), относящиеся к деятельности скелетной мускулатуры туловища и конечностей, и вегетативные, относящиеся к деятельности мускулатуры сосудов и внутр. органов, сегментарные, т. е. расположенные в пределах одного сегмента спинного мозга, и межсегментарные (если их входы и выходы находятся на уровне разных сегментов). В зависимости от строения рефлекторных дуг С. р. могут быть моносинаптическими или полисинаптическими (см. Синапсы). К первым относятся сухожильно-мышечные рефлексы: коленный и локтевой (разгибание конечностей в ответ на удар по сухожилию), к полисинаптическим - кожные: защитный сгибательный (отдергивание конечности в ответ на раздражение кожи), опорный (разгибание ноги при прикосновении к подошве), перекрестные рефлексы парных конечностей и межконечностные, являющиеся элементами сложной двигат. деятельности - локомоции. K C. p. внутр. органов относятся сосудодвигательный, мочеиспускательный, дефекационный. Исследование С. р. - один из важных методов обследования больных.

Лит. см. при ст. Спинной мозг.

П. А. Киселев.

СПИНОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, величина, характеризующая распределение парамагнитных частиц (обладающих спином) по магнитным подуровням, образующимся при расщеплении их уровней в магнитном поле (см. Зеемана эффект). В равновесии это распределение может быть описано соотношением (см. Больмана статистика)

n( $\varepsilon$ ) = Cexp(- $\varepsilon$ /kT_s)

Здесь п( $\varepsilon$ ) - число частиц с энергией $\varepsilon$ , С - константа, k - Болъцмана постоянная, T_s - С. т. Состояние внутр. равновесия в системе парамагнитных частиц, а следовательно, и С. т., отличная от темп-ры решетки, устанавливаются только в том случае, если обмен энергией внутри системы этих частиц (спин спиновая релаксация) происходит быстрее, чем обмен энергией между парамагнитными частицами и кристаллич решеткой (спин решеточная релаксация) С. т. может быть не только положительной, но и отрицательной, последней соответствует инверсия населенностей энергетич. уровней (см. Квантовый усилитель).

А. В. Францессон.

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ, 1) в магнитоупорядоченных средах (магнетиках) волны нарушений "спинового порядка". В ферромагнетиках, антиферромагнетиках и ферритах спины атомов и связанные с ними магнитные моменты в основном состоянии строго упорядочены. Из-за сильного обменного взаимодействия между атомами отклонение магнитного момента к.-л. атома от положения равновесия не локализуется, а в виде волны распространяется в среде. С. в. являются элементарным (простейшим) движением магнитных моментов в магнетиках. Существование С. в. было предсказано Ф. Блохом в 1930.

С. в., как всякая волна, характеризуется зависимостью частоты $\omega$ от волнового вектора k (законом дисперсии). В сложных магнетиках (кристаллах с несколькими магнитными подрешётками) могут существовать неск. типов С. в.; их закон дисперсии существенно зависит от магнитной структуры тела.

Прецессия N векторов спинов в линейной цепочке атомов ("моментальный снимок").

С. в. допускают наглядную классич. интерпретацию: рассмотрим цепочку из N атомов, расстояния между к-рыми а, в магнитном поле H (см. рис.). Если волновой вектор С. в. k = О, это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления поля H. Частота этой однородной прецессии равна лармо-ровой частоте $\omega$ о. При k <> О спины совершают неоднородную прецессию: прецессии отдельных спинов (1, 2, 3 и т. д.) не находятся в одной фазе, сдвиг фаз между соседними атомами равен ka (см. рис.). Частота $\omega$ (k) неоднородной прецессии больше частоты однородной прецессии $\omega$ ₀. Зная силы взаимодействия между спинами, можно рассчитать зависимость $\omega$ (k).

В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka "1) эта зависимость проста:

$\omega$ (k) = $\omega$ ₀ + $\omega$ _е(аk)^г; (1) величина h $\omega$ _e порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, $\omega$ _e> $\omega$ ₀. Частота однородной прецессии $\omega$ ₀ определяется анизотропией кристалла и приложенным к нему магнитным полем H: соо = = g(, $\beta$ M + H), где g - магнитомеханическое отношение, $\beta$ -константа анизотропии, M - намагниченность при T = 0K. Квантовомеханич. рассмотрение системы взаимодействующих спинов позволяет вычислить законы дисперсии С. в. для различных кристаллич. решёток при произвольном соотношении между длиной С. в. и постоянной кристаллич. решётки.

С. в. ставят в соответствие квазичастицу, наз. магноном. При T = 0K в магнетиках нет магнонов, с ростом темп-ры они появляются и число магнонов растёт- в ферромагнетиках приблизительно пропорционально T^3/2, а в антиферромагнетиках ~Т³. Рост числа магнонов приводит к уменьшению магнитного порядка. Так, благодаря возрастанию числа С. в. с ростом темп-ры уменьшается намагниченность ферромагнетика, причём изменение намагниченности $\Delta$ М(Т) ~ T³/²(закон Блоха).

С. в. проявляют себя в тепловых, высокочастотных и др. свойствах магнетиков. При неупругом рассеянии нейтронов магнетиками в последних возбуждаются С. в. Рассеяние нейтронов - один из наиболее результативных методов экспериментального определения законов дисперсии С. в. (см. Нейтронография).

2) С. в. в немагнитных металлах - колебания спиновой плотности электронов проводимости, обусловленные обменным взаимодействием между ними. Существование С. в. в немагнитных металлах проявляется в нек-рых особенностях электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), в частности в селективной прозрачности металлич. пластин для электромагнитных волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.

Лит.: Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В., Спиновые волны, M., 1967.

M. И. Каганов.

СПИНОЗА (Spinoza, d'Espinosa) Бенедикт (Барух) (24.11.1632, Амстердам,- 21.2.1677, Гаага), нидерландский философ-материалист, пантеист и атеист. Род. в семье купца, принадлежавшего к евр. общине. Возглавив после смерти отца (1654) его дело, С. одновременно завязал науч. и дружеские связи вне евр. общины Амстердама, особенно среди лиц, оппозиционно настроенных по отношению к господствовавшей в Нидерландах кальвинистской церкви. Большое влияние на С. оказал его наставник в лат. яз. ван ден Энден - последователь Ванини, а также У. Акоста - представитель евр. вольномыслия. Руководители евр. общины Амстердама подвергли С. "великому отлучению" - херем (1656). Спасаясь от преследований, С. жил в деревне, вынужденный зарабатывать средства к существованию шлифовкой линз, затем - в Рейнсбурге, предместье Гааги, где и создал свои филос. произведения.

В борьбе против олигархич. руководства евр. общины С. стал решительным противником иудаизма. По своей идейно-политич. позиции был сторонником респ. правления и противником монархии.

Филос. воззрения С. складывались первоначально под влиянием евр. ср.-век. философии (Маймонид, Крескас, Ибн Эзра). Её преодоление явилось результатом усвоения С. пантеистическо-материалистич. воззрений Дж. Бруно, рационалистич. метода P. Декарта, механистич. и математич. естествознания, а также философии T. Гоббса, оказавшего влияние на социологич. доктрину С. Опираясь на механико-математич. методологию, С. стремился к созданию целостной картины природы. Продолжая традиции пантеизма, С. сделал центр, пунктом своей онтологии тождество бога и природы, к-рую он понимал как единую, вечную и бесконечную субстанцию, исключающую существование к.-л. другого начала, и тем самым - как причину самой себя (causa sui). Признавая реальность бесконечно многообразных отд. вещей, С. понимал их как совокупность модусов - единичных проявлений единой субстанции.

Качеств, характеристика субстанции раскрывается у С. в понятии атрибута как неотъемлемого свойства субстанции.

Б. Спиноза.

Число атрибутов в принципе бесконечно, хотя конечному человеческому уму открываются только два из них - протяжение и мышление. В противоположность Декарту, дуалистически противопоставлявшему протяжение и мышление как две самостоят. субстанции, монист С. видел в них два атрибута одной и той же субстанции.

При рассмотрении мира единичных вещей С. выступал как один из наиболее радикальных представителей детерминизма и противников телеологии, что было высоко оценено Энгельсом (см. К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., 2 изд., т. 20, с. 350). Вместе с тем, выдвигая механистич. истолкование детерминизма, отождествляя причинность с необходимостью и рассматривая случайность только как субъективную категорию, С. приходил к точке зрения механистич. фатализма. Он был убеждён в том, что весь мир представляет собой математич. систему и может быть до конца познан геометрич. способом. По замыслу С. бесконечный модус движения и покоя должен связывать мир единичных вещей, находящихся во взаимодействии друг с другом, с субстанцией, мыслимой в атрибуте протяжённости. Другим бесконечным модусом является бесконечный разум (intellectus infinitus), к-рый должен связывать мир единичных вещей с субстанцией, мыслимой в атрибуте мышления. С. утверждал, что в принципе одушевлены все вещи, хотя и в различной степени. Однако осн. свойство бесконечного разума - "познавать всегда все ясно и отчетливо" (Избр. произв., т. 1, M., 1957, с. 108) - относилось у С. лишь к человеку.

Натуралистически рассматривая человека как часть природы, С. утверждал, что тело и душа взаимно независимы вследствие онтологич. независимости двух атрибутов субстанции. Это воззрение сочетается с С. с материалистич. тенденцией в объяснении мыслит. деятельности человека: зависимость мышления человека от его телесного состояния обнаруживается, согласно С., на стадии чувственного познания. Последнее составляет первый род знания, наз. также мнением (opinio). Чувственное познание, по мысли С., часто ведёт к заблуждению; являясь неадекватным отражением объекта, оно вместе с тем заключает в себе элемент истины.

Рационализм С. с наибольшей силой проявлялся в противопоставлении им понимания (intellectio) как единств, источника достоверных истин чувственному познанию. Понимание выступает у С. как второй род познания, состоящий из рассудка (ratio) и разума (intellectus).

Достижение адекватных истин, возможное только на этой стадии, обусловливается тем, что человеческая душа как модус атрибута мышления способна постичь всё, что вытекает из субстанции. Оно возможно также в силу основоположного тезиса рациона листич. панлогизма, отождествляющего принципы мышления с принципами бытия: "порядок и связь идей те же, что порядок и связь вещей" (там же, с. 407).

Третий род познания составляет интуиция, являющаяся фундаментом достоверного знания. Генетически учение С. об интуиции связано с учениями мистич. пантеизма о "внутреннем свете" как источнике не дискурсивного, непосредств. общения с богом и с учением Декарта об аксиомах "ясного и отчетливого ума" как фундаменте всего знания. При этом интуиция истолковывается С. как интеллектуальная; она даёт познание вещей с точки зрения вечности - как абсолютно необходимых модусов единой субстанции.

В антропологии С. отвергал идею свободы воли; воля совпадает у С. с разумом. Распространяя на человеческое поведение законы механистич. детерминизма, С. доказывал необходимый характер всех без исключения действий человека. Вместе с тем он обосновывал диалектич. идею о совместимости необходимости и свободы, выражающуюся понятием свободной необходимости. Поскольку свобода отождествляется у С. с познанием, стремление к самопознанию становится у С. сильнейшим из человеческих влечений. С. выдвинул положение об интеллектуальной любви к богу (amor Dei intellectualis) и идею вечности человеческой души, связанную с пантеистич. представлением о смерти человека как возвращении в единую субстанцию.

Филос. систему С. завершает этика. В центре его концепции секуляризированной морали - понятие "свободного человека", руководствующегося в своей деятельности только разумом. Принципы гедонизма и утилитаризма соединяются у С. с положениями аскетич. созерцат. этики.

Подобно другим представителям теории естеств. права и обществ, договора С. выводил закономерности общества из особенностей неизменной человеческой природы и считал возможным гармонич. сочетание частных эгоистич. интересов граждан с интересами всего общества.

Пантеистическая по своему облику философия С. заключала в себе глубоко атеистич. содержание. Преодоление С. концепции двойственной истины дало ему возможность заложить основы науч. критики Библии. Страх, согласно С., является причиной религ. суеверий. Антиклерикализм С. связан с осознанием им политич. роли церкви как ближайшего союзника монархич. правления. Вместе с тем в духе идей "естественной религии" С. утверждает, что следует различать подлинную религию, основой к-рой является филос. мудрость, и суеверие. Библия излишня для "свободного человека", руководствующегося только разумом, но необходима для большинства людей, для "толпы", к-рая живёт лишь страстями и не способна к руководству разума. Атеизм С. оказал огромное влияние на европ. вольномыслие 17-18 вв. Вместе с тем сторонники романтизма и Ф. Шлейермахер интерпретировали учение С. в религ.-мистич. духе; позднее, в кон. 19-20 вв., в условиях кризиса религ. сознания, ряд бурж. философов - Э. Ренан, Л. Брюнсвик и др. пытались истолковать учение С. в духе идей "новой" религии. Атеистические и натуралистич. идеи С. нашли своё продолжение у Д. Дидро и других франц. материалистов 18 в., оказали большое воздействие на нем. философию кон. 18 - нач. 19 вв., в особенности на Г. Лессинга, И. В. Гёте, И. Гердера, а затем на Ф. Шеллинга и Г. Гегеля (в особенности панлогизм, диалектика целостного истолкования мира и диалектич. концепция свободы в её связи с необходимостью), а также на Л. Фейербаха.

Соч.: Opera, Bd 1-4, HdIb., 1925; Oeuvres, t. 1-3, P., 1964-65; в рус. пер.- Избр. произв., т. 1 - 2, M., 1957,

Лит.: Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 2, с. 139-42, 144-46, 154; т. 20, с. 350; т. 29, с. 457; Ленин В. И., Философские тетради, Полн. собр. соч., 5 изд., т. 29; Фишер К., История новой философии, пе-р. с нем., т. 2, СПБ, 1906; Кечекьян С. Ф·. Этическое миросозерцание Спинозы, M., 1914; M и л ь н е р Я. А., Б. Спиноза, M., 1940; Б е л е н ь к и й M. С., Спиноза, M., 1964; Соколов В. В., Философия Спинозы и современность, M., 1964; его же, Спиноза, M., 1973; Коников И. А., Материализм Спинозы, M., 1971; Joel M., Spinoza's theologisch-politischer Traktat auf seine Quellen geprüft, Breslau, 1870; Freudenthal J., Gebhardt C., Spinoza. Leben und Lehre, Tl 1-2, HdIb., 1927; Spinoza - Literatur...- Verzeichnis, W., 1927; К а у s е г R., Spinoza. Portrait of a spiritual hero, N. Y., [1946]; Serouya H., Spinoza. Sa vie, sa philosophic, P., 1947; Wоlfson Н. А., The philosophy of Spinoza. Unfolding the latent processes of his reasoning, v. 1 - 2, 2 ed., Camb. (Mass.), 1948; Saw R. L., The vindication of metaphysics. A study in the philosophy of Spinoza, L., 1951; Brunschvieg L., Spinoza etsescontemporains, P., 1951; Hampshire S., Spinoza, L., [1954]; Rоth L., Spinoza, L., 1954; Hallet H. F.., B. de Spinoza, L., 1957; Spinoza - dreihundert Jahre Ewigkeit. Spinoza-Festschrift. 1632-1932, hrsg. von S. Hessing, 2 Aufl., Haag, 1962; Alain E. A. C., Spinoza, P., 1965.

В. В. Соколов.

СПИНОЛА (Spinola) Амбросио (1569, Генуя, - 25.9.1630, Кастельнуово-Скривия), испанский полководец. Из генуэзского аристократич. рода. С 1598 на службе у исп. короля. Набрав на собственные средства войско, С. успешно сражался во Фландрии с войсками Морица Оранского. В 1604 исп. войска под его командованием взяли Остенде. В 1614 в связи с вмешательством Испании в войну за юлих-клевское наследство С. воевал на терр. Юлиха и Клеве. В начале Тридцатилетней войны 1618-48 С., направленный для подкрепления воен. сил габсбургского блока, в 1620 занял часть Пфальца. В 1621 получил от исп. короля титул маркиза делос Бальбасес. В том же году был отозван во Фландрию. В 1625 овладел голл. крепостью Бреда. В войне за Мантуанское наследство войска С. осадили Касале, заняли в 1630 часть города, однако крепость взять им не удалось.

СПИНОР (от англ, spin - вращаться), математическая величина, характеризующаяся особым законом преобразования при переходе от одной системы координат к другой. С. применяются в различных вопросах квантовой механики, в теории представлений групп и т. д. См. Спинорное исчисление.

СПИН-ОРБИТАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, взаимодействие частиц, зависящее от величин и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов количества движения и приводящее к т. н. тонкому расщеплению уровней энергии системы (см. Тонкая структура). С.-о. в.- релятивистский эффект; формально оно получается, если энергию быстро движущихся во внеш. поле частиц находить с точностью до v²/с², где v - скорость частицы, с - скорость света.

Наглядное физ. истолкование С.-о. в. можно получить, рассматривая, напр., движение электрона в атоме водорода. Движение вокруг ядра приводит в общем случае к появлению у электрона орбитального механич. момента количества движения и (вследствие того, что электрон - заряженная частица) пропорционального ему орбитального магнитного момента. В то же время электрон обладает собственным моментом количества движения - спином, с к-рым связан спиновый магнитный момент. Добавки к энергии электрона, вызванные взаимодействием орбитального и спинового магнитных моментов, зависят от взаимной ориентации моментов, т. е. определяются С.-о. в. Так как проекция спина электрона на любое выбранное направление, в данном случае на направление орбитального момента, может принимать два значения + h/2 и - h/2 (где h-постоянная Планка), которым отвечают разные энергии взаимодействия с орбитальным моментом, то С.-о. в. приводит к расщеплению уровней энергии в атоме водорода (и водородоподобных атомах) на два близких подуровня (к дублетной структуре уровней). У многоэлектронных атомов С.-о. в. определяется (как правило) взаимодействием полного орбитального и полного спинового моментов электронов, и картина тонкого (мультиплетного) расщепления уровней энергии оказывается более сложной. (Атомы щелочных металлов, у к-рых полный спин электронов равен h/2, также обладают дублетной структурой уровней.)

Наглядное представление о С.-о. в. как взаимодействии магнитных моментов не является общим и может играть лишь вспомогат. роль, поскольку С.-о. в. существует и у нейтральных частиц (напр., у нейтронов), имеющих и орбитальный, и спиновый механич. моменты. Весьма существенно С.-о. в. нуклонов (протонов и нейтронов) в атомных ядрах, вклад к-рого в полную энергию взаимодействия достигает 10%.

Лит. см. при ст. Атом.

В. И. Григорьев.

СПИНОРНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ, математическая теория, изучающая величины особого рода - спиноры. При изучении физ. величин их относят обычно к той или иной системе координат. В зависимости от закона преобразования этих величин при переходе от одной системы координат к другой различают величины различных типов (тензоры, псевдотензоры). При изучении явления спина электрона было обнаружено, что существуют физ. величины, не принадлежащие к ранее известным типам (напр., эти величины могут быть определены лишь с точностью до знака, т. к. при повороте системы координат на 2л вокруг нек-рой оси все компоненты этих величин меняют знак). Такие величины были рассмотрены ещё в 1913 Э. Картоном в его исследованиях по теории представлений групп и вновь открыты в 1929 Б. Л. Варденом в связи с исследованиями по квантовой механике. Он назвал эти величины спинорами.

Спиноры первой валентности задаются двумя комплексными числами ( $\xi$ ¹, $\xi$ ²), причём в отличие, напр., от тензоров, для к-рых различные совокупности чисел задают различные тензоры, для спиноров считают, что совокупности ( $\xi$ ¹, $\xi$ ²) и (- $\xi$ ¹, - $\xi$ ²) определяют один и тот же спинор. Это объясняется законом преобразования спиноров при переходе от одной системы координат к другой. При повороте системы координат на угол $\theta$ вокруг оси с направляющими косинусами cos x₁, eos x_2, cos x₃ компоненты спинора преобразуются по формулам

В частности, при повороте системы координат на угол 2л, возвращающем её в исходное положение, компоненты спинора меняют знак, что объясняет тождественность спиноров ( $\xi$ ¹, $\xi$ ²) и (- $\xi$ ¹, - $\xi$ ²). Примером спинорной величины может служить волновая функция частицы со спином ½ (напр., электрона).

Матрица $\sigma$ = || $\gamma$ $\delta$ || является в этом случае унитарной матрицей.

К спинорам относят и величины, компоненты к-рых $\xi$ ¹, $\xi$ ² комплексно сопряжены с компонентами спинора ( $\xi$ ¹, $\xi$ ²). Матрица преобразования этих величин

имеет вид $\sigma$ =|| $\alpha$ $\beta$ ||

Пусть Охуz и O'x'y'z' - две системы координат с параллельными осями, причём O'x'y'z' движется относительно Oxyz со скоростью $\nu$ = cth $\theta$ (где с - скорость света) в направлении, образующем с осями координат углы x₍, x₂, xз. При Лоренца преобразованиях, соответствующих переходу от Oxyz k O'x'y'z', компоненты спинора преобразуются по формулам

Если рассматривают преобразования Лоренца для случая, когда оси координат непараллельны, то матрица $\sigma$ преобразования компонент спинора может быть любой комплексной матрицей второго порядка, определитель к-рой равен единице,- унимодулярной матрицей.

Наряду с введёнными выше контравариантными компонентами $\xi$ ¹, $\xi$ ² спинора, можно ввести ковариантные компоненты $\xi$ $\iota$ , $\xi$ ₂, положив $\xi$ $\alpha$ = $\varepsilon$ ₀, где

$\varepsilon$ $\alpha$ $\beta$ = _ IQ (как всегда, по повторяющимся индексам производится суммирование). Иными словами, $\xi$ ² = $\xi$ $\iota$ , $\xi$ ¹ = = - $\xi$ ₂. Ковариантные компоненты преобразуются матрицей || - $\beta$ $\alpha$ ||· При вращениях эта матрица совпадает с матрицей $\sigma$ , $\tau$ . е. при вращениях ковариантные компоненты спинора преобразуются как компоненты комплексно сопряжённого спинора.

Спинорная алгебра строится аналогично обычной тензорной алгебре (см. Тензорное исчисление). Спинором валентности г (или спинтензором) наз. совокупность 2' комплексных чисел $\alpha$ $\lambda$ ¹² ·· $\lambda$ ', определённых с точностью до знака, к-рая при переходе от одной системы координат к другой преобразуется как произведение г компонент спиноров первой валентности, т. е. как $\xi$ $\lambda$ $\iota$ | $\lambda$ * ... $\xi$ $\lambda$ '. Аналогично определяются комплексно сопряжённый спинор валентности г, смешанный спинор, спинор с ковариантными компонентами и т. д. Сложение спиноров и умножение спинора на скаляр определяются покоординатно. Произведением двух спиноров наз. спинор, компонентами к-рого являются попарные произведения компонент сомножителей. Напр., из спиноров второй и третьей валентности а $\lambda$ $\mu$ и b⁴можно образовать спинор пятой валентности а $\lambda$ $\mu$ b⁴. Свёрткой спинора $\alpha$ $\lambda$ $\iota$ $\lambda$ ^2...Г по индексам $\lambda$ ₁ и $\lambda$ ₂ наз. спинор

В спинорной алгебре часто используются тождества

В квантовой механике важную роль играет исследование систем линейных дифференциальных ур-ний, связывающих величины спинорного типа, к-рые остаются инвариантными при унимодулярных преобразованиях, т. к. только такие системы ур-ний релятивистски инвариантны. Наиболее важны приложения спинорного анализа к теории ур-ний Максвелла и Дирака. Запись этих ур-ний в спинорной форме позволяет сразу установить их релятивистскую инвариантность, установить характер преобразования входящих в них величин. Спинорная алгебра находит также приложения к квантовой теории хим. валентности. Теория спиноров в пространствах высшего числа измерений связана с представлениями групп вращений многомерных пространств. С. и. связано также с нек-рыми вопросами неевклидовой геометрии.

Лит.: P у м е р Ю. Б., Спинорный анализ, M.- Л., 1936; К а р т а н Э., Теория спиноров, пер. с франц., M., 1947; Ландау Л., Лифшиц E., Квантовая механика, ч. 1, М.- Л., 1948 (Теоретическая физика, т. 5, ч. 1); P а ш е в с к и й П. К., Риманова геометрия и тензорный анализ, 3 изд., M., 1967; его же, Теория спиноров, "Успехи математических наук", 1955, т. 10, в. 2(64).

СПИНОРОГИ (Balistidae), семейство рыб отр. сростночелюстных. Тело высокое, с боков уплощенное, дл. до 60 см. Чешуи крупные, костные, налегающие. Первая колючка переднего спинного плавника мощная, - "запирается" в вертикальном положении с помощью второй колючки.

Серый спинорог.

Обе колючки брюшных плавников сливаются в единый шип. Мощными зубами, как кусачками, С. отламывают веточки кораллов, дробят раковины моллюсков, панцири мор. ежей и крабов. Среди С. имеются и растительноядные виды. 11 родов, включающих ок. 30 видов. Широко распространены в тропич. и субтропич. морях. Обычно держатся поодиночке; очень медлительны. Серый С. (Balistes capriscus) распространён в Средиземном м., в вост. части Атлантики и в прибрежных водах её зап. части; в водах СССР - в Чёрном м. Мясо С. ядовито.

Лит.: Световидов A. H., Рыбы Черного моря, M.- Л., 1964; Никольский Г. В., Частная ихтиология, 3 изд., M., 1971.

СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, взаимодействие между спиновыми магнитными моментами микрочастиц (см. Спин). Это взаимодействие является релятивистским эффектом (оно содержит множитель 1/с², где с - скорость света). Вследствие этого С.-с. в. мало по сравнению с электрич. взаимодействием частиц, обменным взаимодействием, взаимодействием спинового магнитного момента с внеш. полем и т. д. Тем не менее оно приводит к ряду важных эффектов в атомах, молекулах и твёрдых телах.

Взаимодействие спиновых магнитных моментов электронов и ядра даёт вклад в энергию атома, к-рая вследствие этого зависит от взаимной ориентации суммарного спина электронов и спина ядра. Это приводит к сверхтонкому расщеплению уровней энергии атомов и линий атомных спектров (см. Сверхтонкая структура). С.-с. в. электронов также даёт добавку к энергии атома. Однако оно не приводит к дополнительному расщеплению уровней энергии и обычно мало по сравнению со спин-орбитальным взаимодействием, определяющим в основном тонкую структуру атомных спектров (см. Мультиплетность). В молекулах же мультиплетную структуру спектров в ряде случаев определяет именно С.-с. в. электронов ( $\Sigma$ -уровни; см. Молекулярные спектры).

В ферромагнетиках магнитное упорядочение обусловлено обменным взаимодействием атомных носителей магнитного момента. Менее существенно их магнитное взаимодействие, но оно наряду с действием электрического поля кристаллич. решётки приводит к зависимости энергии кристалла от направления его намагниченности (к магнитной анизотропии). Хотя энергия магнитной анизотропии мала по сравнению с обменной энергией, она сказывается в существовании оси лёгкого намагничивания в ферромагнетике и явления магнитострикции. С.-с. в. в ферромагнитном кристалле является также одним из механизмов релаксации, приводящим к конечной ширине резонансной линии в эффекте ферромагнитного резонанса (см. Релаксация магнитная).

Взаимодействие между спиновыми магнитными моментами электронов и ядер проявляется также в электронном парамагнитном резонансе (ЭПР) и ядерном магнитном резонансе (ЯМР). Оно вызывает расщепление магнитных уровней энергии электрона во внеш. поле и обусловливает сверхтонкую структуру линий ЭПР. В металлах резонансная частота прецессии ядерных магнитных моментов при ЯМР сдвигается вследствие появления эффективного локального магнитного поля на ядре, созданного намагниченными внеш. полем электронами проводимости (сдвиг Найта). С.-с. в. внутри систем электронов и ядер обусловливает в этих системах релаксационные процессы и даёт вклад в ширину резонансных линий ЭПР и ЯМР.

Лит.: Ландау Л.Д., Лифшиц Е. M., Теоретическая физика, 3 изд., т. 3, M., 1974; В о н с о в с к и й С. В., Магнетизм, M., 1971; Керрингтон А., Мак-Лечлан Э., Магнитный резонанс и его применение в химии, пер. с англ., M., 1970.

Л. Г. Асламазов.

СПИНТАРИСКОП (от греч. spintharis - искра и skopeo - смотрю), демонстрационный прибор для визуального наблюдения $\alpha$ -частиц. Падая на экран, покрытый сцинтиллирующим веществом, $\alpha$ -частица вызывает слабую световую вспышку, к-рую можно наблюдать глазом. С. - родоначальник сцинтилляционного счётчика.

СПИРАЛИ (франц., ед. ч. spirale, от лат. spira, греч. speira - виток), плоские кривые линии, бесчисленное множество раз обходящие нек-рую точку, с каждым обходом приближаясь к ней или с каждым обходом удаляясь от неё. Если выбрать эту точку за полюс полярной системы координат, то полярное уравнение С. P =f ( $\varphi$ ) таково, что f( $\varphi$ + 2л) > f( $\varphi$ ) или f( $\varphi$ + 2л) < f( $\varphi$ ) при всех $\varphi$ . В частности, С. получаются, если f( $\varphi$ ) - монотонно возрастающая или убывающая положительная функция. Наиболее простой вид имеет ур-ние архимедовой С. (см. рис.): $\rho$ = $\alpha$ $\varphi$ , изученной др.-греч. математиком Архимедом (3 в. до н. э.) в связи с задачами трисекции угла и квадратуры круга в сочинении "О спиралях". Архимед нашёл площадь сектора этой С., что было одним из первых примеров квадратуры криволинейной области. Архимедова С. является подерой (см. Подера и антиподера) эвольвенты круга (см. Эволюта и эвольвента), что используется в нек-рых конструкциях разводных мостов для уравновешивания переменного натяжения цепи. Если эксцентрик ограничен дугами архимедовой С. (сердцевидный эксцентрик), то он преобразует равномерное вращат. движение в равномерное поступательное, причём расстояние между диаметрально противоположными точками эксцентрика постоянно. Франц. математик П. Ферма исследовал обобщённые архимедовы С. ( $\rho$ / $\alpha$ )ⁿ = = ( $\varphi$ /2л)^m и нашёл площадь их сектора. Ур-ние $\rho$ = ае^kзадаёт логарифмич. С. (см. рис.). Логарифмич. С. пересекает под одним и тем же углом $\alpha$ все радиус-векторы, проведённые из полюса, причём ctg $\alpha$ = к. Это свойство логарифмич. С. используется при проектировании вращающихся ножей, фрез и т. д. для достижения постоянства угла резания. Логарифмич. С. встречается также в теории спиральных приводов к гидравлич. турбинам и т. д. В теории зубчатых колёс используется возможность качения без скольжения одной логарифмич. С. по другой, равной с ней, когда обе С. вращаются вокруг своих полюсов. При этом получаются зубчатые передачи с переменным передаточным числом. При стереографической проекции плоскости на сферу логарифмич. С. переходит в локсодромию (кривую, пересекающую все меридианы под одним и тем же углом). Определение длин дуг логарифмич. С. дано итал. учёным Э. Торричелли. Длина дуги логарифмич. С. пропорциональна разности длин радиус-векторов, проведённых в концы дуги, точнее равна

(p₁ -p₂)/cos $\alpha$ . cos $\alpha$

Швейц. учёный Я. Бернулли показал, что эволюта и каустика (см. Kaустическая поверхность) логарифмич. С. являются логарифмич. С. При вращении вокруг полюса логарифмич. С. получается кривая, гомотетичная (см. Гомотетия) исходной. При инверсии логарифмич. С. переходит в логарифмич. С.

Из других С. практич. значение имеет Корню С. (или клотоида), применяемая при графич. решении нек-рых задач дифракции (см. рис.). Параметрич. ур-ние этой С. имеет вид:

Корню С. является идеальной переходной кривой для закругления железнодорожного пути, так как её радиус кривизны возрастает пропорционально длине дуги. С. являются также эвольвенты замкнутых кривых, напр, эвольвента окружности.

Назв. нек-рым С. даны по сходству их полярных ур-ний с ур-ниями кривых в декартовых координатах, напр., параболическая С. (см. рис.): (а-р)² = = b $\varphi$ , гиперболич. С. (см. рис.): $\rho$ = $\beta$ / $\varphi$ . К С. относятся также жезл (см. рис.): $\rho$ ² = $\alpha$ / $\varphi$ и si-ci-спираль, параметрич. ур-ния к-рой имеют вид:

[si (t) и ci (t) - интегральный синус и интегральный косинус]. Кривизна si-ci-спирали изменяется с длиной дуги по закону показательной функции. Такие С. применяют в качестве профиля для лекал.

Напоминает С. кривая $\rho$ = a sin $\varphi$ / $\varphi$ . наз. кохлеоидой (см. рис.). Она бесконечное множество раз проходит через полюс, причём каждый следующий завиток лежит в предыдущем.

С. встречаются также при рассмотрении особых точек в теории дифференциальных ур-ний (см. Особые точки).

С. иногда наз. также пространств, кривые, делающие бесконечно много оборотов вокруг нек-рой оси, напр., винтовая линия.

Лит. см. при ст. Линия.

СПИРАЛИЗАЦИЯ ХРОМОСОМ, процесс укорочения и уплотнения хромосом при делении клеток; способствует нормальному расхождению хромосом к полюсам клетки. С. х. обусловлена уменьшением шага и увеличением диаметра составляющих хромосомы спирально закрученных нуклеопротеидных нитей - хромонем. Впервые описана в 1880 русским исследователем О. В. Баранрцким, обратившим внимание на периодичность и обратимость этого процесса в клеточном цикле у традесканции. У нек-рыя простейших спиральная структура хромосом сохраняется и в интерфазе. Число витков спирали хромонемы постоянно для каждой хромосомы, а направление спиралей в сестринских хроматидах и плечах хромосомы может быть как одинаковым, так и различным (правым или левым). Скорость С. х. на отд. участках неодинакова и зависит от особенностей их структуры и функционирования, что приводит к закономерному изменению морфологии хромосом на разных стадиях митоза или мейоза (см. также Пуфы, Хромосомы).

Лит.: Прокофьева-Бельговская А. А., Микроскопическое строение хромосом, в кн.: Руководство по цитологии, т. 2, M.- Л., 1966; Дифференциальная спирализация и хромосомный анализ, "Цитология", 1974, т. 16, № 3; О h n u k i V., Structure of chromosomes. I. Morphological studies of the spiral structure of human somatic chromosomes, "Chromosoma", 1968, Bd 25, H. 3.

А. Б. Иорданский.

СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА, диапазонная антенна бегущей волны, излучающая (принимающая) электромагнитные волны с эллиптической или круговой поляризацией волн. С. а. применяют преим. в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн - как самостоятельно, так и в качестве облучателей зеркальных и линзовых антенн (напр., в системах космич. связи). Различают плоские и пространств. С. а.

Плоскую С. а. обычно выполняют в виде двухпроводной линии, каждый проводник (плечо) к-рой имеет форму архимедовой (рис.1, а) или логарифмич. (рис. 1, б) спирали (см. Линия).

Рис. 1. Плоские спиральные антенны: а - архимедова спираль; б - логарифмичеекая спираль.

Передатчик (приёмник) подсоединяют к плечам в центр. части С. а. с помощью коаксиальной или открытой двухпроводной линии. Отношение макс. частоты рабочего диапазона к минимальной (кратность диапазона) может достигать 20; коэфф. направленного действия обычно равен нескольким единицам.

Пространственные С. а. цилиндрич. (рис. 2, а) или конич. (рис. 2, б) формы выполняют из металлич. провода, к-рый подсоединяется к центр. проводнику коаксиальной линии; внеш. проводник линии - наружная оболочка - подсоединяется к плоскому металлич. экрану. Их обычно используют в диапазонах частот, имеющих кратность 2-3; коэфф. направленного действия достигает 100 и более.

Г. К. Галимов.

Рис. 2. Пространственные спиральные антенны: а - цилиндрическая; б - коническая; 1 - металлическая спираль; 2 - металлический экран; 3 - коаксиальная линия.

СПИРАЛЬНАЯ КАМЕРА ГИДРОТУРБИНЫ, обеспечивает равномерное поступление воды по всему периметру направляющего аппарата, т. е. осесимметричный режим работы всех направляющих лопаток; сечение С. к. г. равномерно сужается по ходу потока. На ГЭС с напором, превышающим 50-60 м, применяются стальные С. к. г. круглого сечения (рис.), охватывающие статор почти полностью ("полная спираль").

Сборка сварной спиральной камеры.

На ГЭС с меньшим напором С. к. г. изготовляются из железобетона, угол охвата составляет ок. 225°, сечение имеет вид тавра. С. к. г. в отличие от других турбинных камер (напр., открытых) позволяют вынести значит. часть механизмов гидротурбины в сухое помещение, что улучшает условия эксплуатации турбины.

СПИРАЛЬНАЯ СВАРКА ТРУБ, см. в ст. Трубосварочный стан.

СПИРАЛЬНОРЕСНИЧНЫЕ ИНФУЗОРИИ (Spirotricha), подкласс простейших класса инфузорий. Характеризуются наличием адоральной (околоротовой) закрученной слева направо зоны мембранелл (пластинчатых структур, образующихся в результате слияния расположенных в ряд ресничек), служащей для движения инфузории и направления пищи к ротовому отверстию. Ок. 2000 видов. Главные отряды: разноресничные (Heterotricha, ок. 450 видов), малоресничные (Oligotricha, ок. 100 видов), тинтиниды (Tmtinnida, ок. 1000 видов), гребнеротые (Odontostomatida, ок. 40 видов), брюхоресничные (Hypotricha, ок. 400 видов). Обитают в мор. и пресных водах. Осн. масса С. и. входит в состав микробентоса или населяет прилеисащий ко дну слой воды. Имеются эндопаразитич. виды (из рода Nyctotherus), а также эктокомменсалы на морских беспозвоночных (из рода Licnophora).

СПИРАЛЬНОСТЬ (Л(лямбда)), одна из кванто-вомеханических характеристик (квантовых чисел) состояния элементарных частиц, определяемая как проекция спина частицы на направление её движения. Если $\lambda$ >0, то говорят, что частица имеет правовинтовую (правую) С., если $\lambda$ <0, то левовинтовую (левую) С.

СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ ГАЛАКТИК, структурные образования, характерные для т. н. спиральных галактик.

СПИРАЛЬНЫЕ ГАЛАКТИКИ, гигантские звёздные системы, при наблюдениях в телескоп имеющие вид яркого ядра (большого, тесного скопления звёзд), из к-рого выходят спиральные ветви, закручивающиеся вокруг ядра. Чаще всего С. г. имеют две ветви, закручивающиеся в одну и ту же сторону. Иногда наблюдается неск. независимых ветвей, причём нередко они сами ветвятся наподобие веток дерева. В исключительных случаях наблюдается лишь одна ветвь. Все ветви лежат почти в одной плоскости, совпадающей с плоскостью вращения галактики. Иногда ветви широко открыты, в других же случаях закручены так тесно, что представляют собой почти кольца. Cp. линия ветвей хорошо удовлетворяется ур-нием логарифмической спирали. У т. н. пересечённых С. г., у к-рых ядро пересечено короткой или длинной перекладиной, спиральные ветви начинаются от концов этой перекладины. Спиральные ветви образованы множеством звёзд и разреженным нейтральным газом, состоящим в основном из водорода. Последний, как правило, обнаруживается из радиоастрономич. наблюдений, но там, где в него вкраплены очень горячие звёзды, водород ионизуется и светится. Светлые газовые и пылевые (тёмные и светлые) туманности вместе с горячими звёздами и переменными звёздами - цефеидами - характерны для "населения" спиральных ветвей. Наша Галактика также принадлежит к числу С. г. Астрономич. наблюдения позволяют определить положение спиральных ветвей Галактики. Установлено, что Солнечная система находится в промежутке между спиральными ветвями. Происхождение спиральных ветвей до конца не выяснено. Их существование, по-видимому, поддерживается волнами плотности вещества в плоскости Галактики. Клочковатость спиральных ветвей является признаком интенсивного звездообразования в них: газ сгущается в группы звёзд. См. Галактики, Галактика.

Б. А. Воронцов-Вельяминов.

СПИРАЛЬНЫЙ КЛАЛАН, складка слизистой оболочки в средней кишке миног и век-рых рыб, расположенная по спирали (образует от нескольких до 40 оборотов). Увеличивает всасывающую поверхность кишечника и замедляет продвижение по нему пищи, тем самым уподобляя в функциональном отношении короткий прямой кишечник длинному извитому. С. к. характерен для акул, скатов, химер, двоякодышащих, хрящевых и костных ганоидов и многопёров.

СПИРАНТЫ (от лат. spirans, род. падеж spirantis - дующий, выдыхающий), класс согласных, называемых также щелевыми .или фрикативными, к-рые образуются в результате прохождения воздушной струи через щель, возникающую при сближении артикуляционных органов в разных точках речевого тракта (губные С., переднеязычные С. и т. д.). По способу образования противопоставляются смычным и сонантам.

СПИРАНЫ (от лат. spira - крендель), соединения, содержащие циклы, сочленённые между собой только одним общим атомом углерода (реже, атомом к.-л. др. элемента, напр. Si, P или As). Способы получения С. основаны гл. обр. на циклизации бифункциональных производных, у к-рых оба углеводородных остатка, содержащих функциональные группы, находятся при одном атоме, уже входящем в состав цикла, напр.:

Сочленённые циклы С. лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях, поэтому несимметрично замещённые С. могут быть разделены на антиподы оптические (см. также Изомерия).