Схема четырёхплсчного измерит

МОСТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ, измерительная цепь, используемая для измерения методом сравнения с мерой пассивных параметров электрич. цепей (сопротивления, индуктивности, ёмкости, угла диэлектрич. потерь), а также величин, функционально с ними

Схема четырёхплсчного измерит. моста: r_x— измеряемое сопротивление; r₁, r₂, r₃ — известные сопротивления; НИ — нулевой индикатор; U_пит — питающее напряжение.

связанных. М. и. наз. также измерит. приборы, содержащие эту цепь.

На рис. изображён четырёхплечный (одинарный) мост для измерения сопротивления (r_х). Сопротивления r_х, r₁, r₂, r₃, образующие четырёхугольник, наз. плечами моста. На одну из

439

диагоналей моста подается напряжение от источника питания, в др. диагональ включён нулевой индикатор (чувствит. гальванометр). Регулируя сопротивление одного из плеч, добиваются равновесия моста, при к-ром ток в диагонали с нулевым индикатором равен нулю. Зная значение r₁и отношение сопротивлений r₂ и r₃, соответствующие условию равновесия, можно вычислить r_х. В мостах пост. тока для достижения равновесия достаточно регулировать один параметр (элемент) моста; в мостах перем. тока, сопротивление плеч к-рого имеет не только активную, но и реактивную составляющую, для достижения той же цели необходима регулировка не менее двух параметров. Различают частотно-независимые и частотно-зависимые М. и. перем. тока. Для первых условие равновесия достигается при любой частоте питающего напряжения, для вторых — только при определ. частоте. Для измерения малых сопротивлений (до 10^-6 Ом) с целью исключения влияния соединит. проводов и переходных сопротивлений контактов применяют схемы двойных мостов. Помимо М. и. с ручным уравновешиванием широко применяются а в т о м а т и ч е с к и е М. и., в к-рых вместо нулевого индикатора используют нулевой усилитель. Усиленный сигнал рассогласования приводит во вращение реверсивный двигатель, к-рый изменяет сопротивление одного из плеч моста до момента достижения равновесия. М. и., особенно автоматические, применяются для измерения неэлектрич. величин, преобразованных в к.-л. пассивные параметры электрич. цепи. Наиболее распространены М. и. для измерения темп-ры в комплекте с термосопротивлением.

Неуравновешенный М. и. может служить преобразователем измерительным. Как правило, неуравновешенные М. и. применяются в приборах для измерения неэлектрич. величин. При нестабильном источнике питания в качестве измерит. механизма используют логометр.

Пром-стью выпускаются уравновешенные мосты пост. тока для измерения сопротивлений от 10^-6 до 10¹⁴Ом и выше с осн. относит. погрешностью от 0,005% до 5%. О М. и. перем. тока для измерения индуктивности и ёмкости см. Индуктивности измеритель и Ёмкости измеритель. Выпускаются также универс. М. и. для измерений как на пост., так и на перем. токе. Автоматич. М. и. имеют осн. погрешность в % от диапазона измерений до 0,025%. Требования к М. и. стандартизованы в ГОСТ 22261 — 76 (общие технич. условия), в ГОСТ 7165 — 78 (М. и. пост. тока), ГОСТ 9486—79 (М. и. перем. тока) и ГОСТ 7164—78 (М. и. автоматические).

• Основы электроизмерительной техники, М., 1972; Справочник по электроизмерительным приборам, 2 изд., Л., 1977.

В. П. Кузнецов.

МОЩНОСТЬ, физич. величина, измеряемая отношением работы к промежутку времени, в течение к-рого она произведена. Если работа производится равномерно, то М. определяется ф-лой N=A/t, где А — работа за время t, а в общем случае N=dA/dt, dA — элем. работа за элем. промежуток времени dt. M. измеряется в ваттах.

МОЩНОСТЬ ЗВУКА, энергия, передаваемая звук. волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени. Среднее по времени значение М. з., отнесённое к единице площади, наз. интенсивностью звука.

МТС СИСТЕМА ЕДИНИЦ (MTS система), система ед. физ. величин с осн. единицами метр, тонна (ед. массы), секунда. Была введена в СССР в 1933, но отменена в 1955 в связи с введением ГОСТа 7664—55 «Механические единицы». МТС с. е. была построена аналогично применяемой в физике СГС системе единиц и предназначалась для практич. измерений; с этой целью были выбраны большие по размеру единицы длины и массы. Важнейшие производные ед.: силы — стен (сн), давления — пьеза (пз), работы — стен-метр, или килоджоуль (кДж), мощности — киловатт (кВт).

МУЗЫКАЛЬНАЯ АКУСТИКА, область акустики, в к-рой изучают объективные физ. закономерности музыки в связи с её восприятием и исполнением. Исследуют хар-ки муз. звуков (высоту, громкость, спектр, переходные процессы и др.), разл. муз. системы и строп. М. а. изучает механизмы звукообразования и излучения муз. инструментов и певческих голосов. М. а. тесно связана с физиологической акустикой и архитектурной акустикой.

• Римский Корсаков А. В., Развитие музыкальной акустики в СССР, «Изв. АН СССР. Серия физическая», 1949, т. 13, № 6; Музыкальная акустика, под ред. Н. А. Гарбузова, М., 1954.

МУЛЬТИПЛEТНОСТЬ (от лат. multiplex — многократный), число возможных ориентации в пр-ве полного спина атома или молекулы. Согласно квант. механике, М. =2S+1, где S — спиновое квантовое число. Для систем с нечётным числом N эл-нов S = ¹/₂, ³/₂, ⁵/₂, ... и М. чётная (= 2, 4, 6,. . .), т. е. возможны дублетные, квартетные, секстетные и т. д. квант. состояния. Если N четно, S=0, 1, 2, ... и М. нечётная (=1, 3, 5, . . .); в этом случае возможны синглетные, триплетные, квинтетные и т. д. состояния. Так, для систем с 1 эл-ном (напр., Н, Не⁺ , H⁺₂, для к-рых S=¹/₂) =2, т. е. получаются лишь дублетные состояния; для систем с двумя эл-нами (Не, Н₂) — синглетные состояния (S=0, =1, спины эл-нов антипараллельны) и триплетные состояния (5=1, =3, спины эл-нов параллельны). Макс. М. для систем с

N эл-нами =N+l соответствует параллельному направлению их спинов

М. определяет кратность вырождения уровней энергии атома или молекулы. 2S+1 квант. состояний, соответствующих уровню энергии с заданным 5, отличаются значениями проекции полного спина и характеризуются квант. числом m_S=S, S-1, . . ., -S, определяющим величину этой проекции. Вследствие спин-орбитального взаимодействия уровень энергии может расщепляться на  подуровней [м у л ь т и п л е т н о е (т о н к о е) р а с щ е п л е н и е, приводящее к расщеплению спектр. линий, см. Тонкая структура].

Значения М. для квант. состояний атомов и молекул определяются числом эл-нов в незамкнутых оболочках, т. к. в заполненных оболочках спины эл-нов компенсируются. Для уровней энергии щелочных металлов с одним внеш. эл-ном =2, для уровней энергии сложных атомов с незаполненными р-, d- и f-оболочками М. могут быть высокими. Для химически устойчивых молекул, имеющих, как правило, чётное число эл-нов, характерны М. =1 для основного и =1 и 3 для возбуждённых уровней энергии.

М. А. Ельяшевич.

МУЛЬТИПОЛЬ (от лат. multum — много и греч. polos — полюс). Электрический М.— система электрич. зарядов («полюсов»), обладающая определённой симметрией. В зависимости от сложности М. имеет тот или иной порядок: М. нулевого порядка явл. заряд; М. 1-го порядка — диполь (система двух разноимённых, одинаковых по величине зарядов); М. 2-го порядка — квадруполь (система четырёх равных по величине зарядов, помещённых в вершины параллелограмма так, что каждая сторона соединяет разноимённые заряды); 3-го порядка — октуполь и т. д. Электрич. М. с не меняющимся во времени мультипольным моментом (см. ниже) создаёт статическое электрич. поле, М. с перем. моментом излучает эл.-магн. волны. Поле М. на больших расстояниях R от него (R>>r, r — размеры системы) можно представить как наложение полей М. разл. порядка. Для статич. полей потенциал М. l-того порядка (2^l-поля) убывает при R>>r как 1/R^l+l и обладает определённой угловой зависимостью. Перем. (излучаемые) поля М. любого порядка на расстояниях, много больших длины волны их излучения, меняются как 1/R и различаются только угл. зависимостью (такой же, как у статич. М.).

Осн. хар-ка М.— его м у л ь т и п о л ь н ы й м о м е н т, к-рый определяет величину и угл. зависимость поля М., а также энергию его вз-ствия с внеш. полями. Мультипольный момент статич. системы зарядов зависит только от их величины и расположения. Так, дипольный момент электрич. диполя р= el (е — заряд, l — вектор,

440

начало к-рого совпадает с отрицат. зарядом диполя, конец — с положительным).

Потенциал (R) пост. электрич. поля в точке ft, создаваемого статич. системой зарядов е_i находящихся в точках с координатами r_i (начало координат выбрано внутри системы), равен:

М а г н и т н ы й М.— система магн. полюсов, аналогичная электрич. М., однако, поскольку магн. зарядов не существует, магн. М. миним. порядка нвл. магн. диполь.

Представление системы движущихся зарядов или магн. полюсов в виде М. с перем. мультипольным моментом играет важную роль в классич. теории излучения, теории антенн и т. п. Понятие М. применяется также для описания перем. акустич., гравитац. и др. полей.

МУЛЬТИПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, электромагнитное излучение системы электрич. зарядов при изменении её электрич. или магн. моментов — дипольного, квадрупольного, октупольного и т. д. (см. Мулътиполь). Наиб. интенсивным явл. электрич. дипольное (или просто дипольное) излучение, менее интенсивными — магн. дипольное (или просто магнитное) и электрич. квадрупольное (или просто квадрупольное) излучения; ещё менее интенсивны магн. квадрупольное и электрич. октупольное излучения и т. д. Подробнее см. в ст. Излучение.

МУТНЫЕ СРЕДЫ, среды с оптич. неоднородностями, на к-рых происходит рассеяние света. Оптич. неоднородности могут быть связаны с включением одного в-ва в другое (облака, туманы, дымы, эмульсии) и с флуктуациями плотности и анизотропии вследствие теплового движения (см. Рассеяние света). Это приводит к образованию микрообластей с показателем преломления, отличным от показателя преломления окружающей среды (напр., опалесценция критическая). В общем случае излучение, рассеянное М. с., состоит из лучей с разл. кратностью рассеяния. Однократное рассеяние света наблюдается при малой оптической толщине т. С увеличением т кратность рассеяния растёт, поскольку растёт вероятность облучения каждой из оптич. неоднородностей светом, рассеянным др. неоднородностями. Закономерности однократного и многократного светорассеяния существенно различны. Оптич. хар-ки М. с. с однократным рассеянием определяются размером оптич. неоднородностей (точнее, отношением размера к длине волны рассеиваемого излучения ), их относит. показателем преломления, формой и числом в ед. объёма. Многократное рассеяние света в М. с. обусловлено помимо их структуры и такими факторами, как протяжённость, форма и

границы всей среды в целом. Закономерности многократного рассеяния света сложны и меняются в зависимости от оптич. толщины. Полная хар-ка многократно рассеянного света даётся решением ур-ния переноса излучения.

• Л а н д с б е р г Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики); Ш и ф р и н К. С., Рассеяние света в мутной среде, М.— Л., 1951.

Н. Л. Войшвилло.

МЮ-МЕЗОНЫ, см. Мюоны.

МЮОНИЙ (хим. символ Mu), связанная система ⁺е^-, состоящая из положительно заряженного мюона и эл-на. Строение М. аналогично строению атома водорода, в к-ром протон заменён ⁺ ; размеры М. прибл. такие же, как у атома водорода. М. образуется при столкновениях ⁺ с атомами путём присоединения одного из эл-нов ат. оболочки. В зависимости от взаимной ориентации спинов ⁺ и е^- М. образуется в ортосостоянии, со спином 1 (спины ⁺ и е^- параллельны) или парасостоянии, со спином 0 (спины антипараллельны). Одна из важнейших хар-к свободного М.— разность энергий орто- и парасостояний, равная 3•10^-6 эВ. Между этими двумя состояниями возможны переходы с испусканием эл.-магн. волн частоты 4463,16 МГц. Совпадение теоретич. предсказаний для частоты с результатами эксперимента — одно из лучших подтверждений справедливости квантовой электродинамики.

М. активно вступает в хим. реакции, характерные для атомарного водорода, и поэтому не сразу был обнаружен в конденсированных в-вах. Размеры и др. св-ва М. в конденсированном в-ве, напр. в кристалле, могут существенно отличаться от его св-в в вакууме. По хим. св-вам М. аналогичен атому водорода, хотя скорости реакций Ми могут в неск. раз отличаться от скоростей реакций атомарного водорода. Одна из ближайших задач химии М.— установить соответствия между этими двумя скоростями. В этом случае станет возможным измерять абс. скорости хим. реакций атома водорода, поскольку абс. скорости хим. реакций М. можно определить по наблюдению прецессии спина М. в магн. поле. Т. к. частота прецессии однозначно зависит от величины магн. поля, то, измеряя кол-во оборотов спина от момента образования М. до момента его вступления в хим. реакцию (когда хар-р прецессии меняется), можно определить абс. время вступления М. в хим. реакцию (см. Мезонная химия).

• Вайсенберг А. О., Мю-мезон, М., 1964; Гольданский В. И., Ф и р с о в В. Г., Химия новых атомов, «Успехи химии», 1971, т. 40, в. 8.

Л. И. Пономарёв.

МЮОННЫЙ АТОМ, мезоатом с отрицательно заряж. мюоном.

МЮОННЫЙ КАТАЛИЗ, явление синтеза (слияния) ядер изотопов водорода при норм. условиях, происходящее при существ. участии мюонов. В отсутствие мюонов вероятность таких реакций, напр. дейтерия d+d  ³Не+n; t+p или дейтерия и трития d+t⁴He+n, требует высоких энергий сталкивающихся ч-ц (эквивалентных нагреванию в-ва на неск. десятков — сотни млн. град.). При торможении отрицательно заряж. мюонов в смеси изотопов водорода образуются мюонные атомы (см. Мезоатом) р, и d,. Из-за малых размеров и электронейтральности мезоатомы водорода ведут себя подобно нейтронам: они могут свободно проникать через электронные оболочки атомов и подходить на близкие расстояния к ядрам др. атомов. При этом происходят многообразные -атомные и -молекулярные явления, такие, как перехват мюонов ядрами более тяжёлых изотопов: р+d d+p, образование мюонных молекул: d+ppd, и т. д. В мюонных молекулах ядра удалены друг от друга на расстояния ~5•10^-11 см, что в сотни раз меньше ср. расстояний между ядрами в жидком и газообразном водороде. Поэтому в мюонных молекулах вероятность слияния ядер, напр. по реакциям pd ³Не+^-, dd³He+n+^- и др., в миллионы раз больше, чем при столкновении -атома с ядром по реакции d+p³He+^-. Освободившийся ^- вновь может образовать мезоатом d и повторить ещё раз всю цепочку реакций d+p >pd³He+^- и т. д. В принципе число таких реакций ограничено лишь временем жизни мюона ~=2.2•10^-6 с. Однако в действительности почти всегда мюон в процессе реакции «прилипает» к образовавшемуся ядру гелия pd ³Не+ и в дальнейшем не участвует в цикле последоват. реакций, приводящих к синтезу ядер. Эта реакция «отравления катализатора» не столь существенна при синтезе ядер дейтерия dd³He+n+^-, в к-рой только 12% мюонов прилипают к ядру ³Не по реакции dd ³He+n.

На возможность каталитич. цепочки реакций указал Ф. Франк (США, 1947). В 1959 Я. Б. Зельдович выполнил первые расчёты этого процесса, а в 1957 амер. физик Л. Альварес наблюдал его экспериментально. К нач. 80-х гг. М. к. яд. реакций синтеза хорошо изучен как экспериментально, так и теоретически.

В 1977 в результате теоретич. расчётов было обнаружено существование у мезомолекулы dt, слабосвязанного состояния с энергией ~1 эВ. Благодаря наличию такого состояния мезомолекулы dt, должны образовываться резонансным образом с большой скоростью (в конденсированной среде за время 10^-8 с). В 1979 этот вывод был подтверждён экспериментально в Лаборатории яд. проблем ОИЯИ (Дубна). Т. к, вероятность прилипания ^- к ⁴Не. образовавшемуся в реакции dt ⁴Не+n+^-+17,6 МэВ, составляет ~1%, то один ^- в смеси дейтерия и трития может осуществить

441

~100 актов катализа и освободить при этом ~2 ГэВ энергии и ~100 нейтронов. Изучаются возможности практич. использования этого явления для получения яд. энергии.

• Зельдович Я. Б., Г е р ш т е й н С. С., Ядерные реакции в холодном водороде, «УФН», 1960, т. 71, в. 4; Пономарев Л. И., Мюонный катализ ядерных реакций синтеза, «Природа», 1979, № 9.

Л. И. Пономарёв.