Thursday, June 18, 2009

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

Αιώρημα. Ετερογενές μείγμα σωμάτων, όπου είναι απαραίτητη η ύπαρξη δύο φάσεων. Η πρώτη φάση λέγεται διασπείρουσα και είναι δυνατό να αποτελείται από αέρια ή υγρή μάζα, ενώ η δεύτερη λέγεται διασπειρόμενη και μπορεί να αποτελείται από υγρή ή στερεά ουσία.
Βασικές μορφές αιωρήματος είναι η ομίχλη, όπου έχουμε διασπορά υγρής μάζας σε αέρια φάση, και ο καπνός, όπου στερεή μάζα αιωρείται μέσα σε αέρια φάση. Διαχωρισμός των δύο φάσεων είναι δυνατός με απόχυση, με χρήση φυγοκεντρικών μηχανών ή με την ηλεκτρόλυση. Τα αιωρήματα παρουσιάζουν το φαινόμενο του κώνου του Τίνταλ και ακολουθούν την κίνηση Μπράουν, δηλαδή την άτακτη αδιάκοπη θερμική κίνηση.
ακουστική. Το κεφάλαιο της Φυσικής που ασχολείται με την παραγωγή και τη διάδοση των μηχανικών ταλαντώσεων οι οποίες συμβαίνουν στα διάφορα σώματα, στερεά, υγρά, αέρια, και δημιουργούν στον άνθρωπο και στα ζώα το αίσθημα της ακοής. Η διάδοση των μηχανικών ταλαντώσεων προϋποθέτει την ύπαρξη υλικού μέσου, δηλαδή ύλης η οποία να παρουσιάζει «ελαστικότητα» και «πυκνότητα» ανάμεσα στην ηχητική πηγή και στο αισθητήριο της ακοής. Πειραματικά αποδείχτηκε ότι ο ήχος στο κενό δε διαδίδεται. Τα κύματα τα οποία προκαλούνται σ’ ένα μέσο, π.χ. στον αέρα, από τις ηχητικές πηγές λέγονται «ηχητικά κύματα». Η ηχητική πηγή, που υπάρχει στον αέρα, όταν διεγερθεί, αποτελεί κέντρο διατάραξης του μέσου και εφόσον το μέσο έχει τις ίδιες φυσικές ιδιότητες προς όλες τις κατευθύνσεις, η διατάραξη διαδίδεται με μορφή κύματος με την ίδια ταχύτητα τριγύρω. Τα ηχητικά κύματα είναι ελαστικά κύματα, διότι η ταχύτητα διάδοσής τους εξαρτάται από τις ελαστικές ιδιότητες και την πυκνότητα του μέσου. Επειδή η ταλάντωση των μορίων του μέσου γίνεται κατά τη διεύθυνση διάδοσης της κύμανσης, τα ηχητικά κύματα είναι «διαμήκη». Επίσης, διαμήκη είναι και τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται στα υγρά και τα στερεά σώματα. Σε ορισμένα σημεία του χώρου, όπου διαδίδονται ηχητικά κύματα, παρουσιάζεται μεγάλη πίεση, με συνέπεια και η τοπική πυκνότητα να είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική, ενώ σε άλλα σημεία η πίεση είναι μικρή και η πυκνότητα επίσης μικρή. Κατά τη διάδοση επομένως των ηχητικών κυμάτων δημιουργούνται «πυκνώματα» και «αραιώματα». Κατά τη διάδοση των ηχητικών κυμάτων δε γίνεται μεταφορά ύλης αλλά μόνο ενέργειας από τα σωματίδια του μέσου που ταλαντεύονται γύρω από τη μέση θέση ισορροπίας τους. Έτσι εκπέμπεται ενέργεια από την ηχητική πηγή προς το περιβάλλον της. Η κυματική φύση του ήχου έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση όλων των φαινομένων, που χαρακτηρίζουν τη διάδοση κυμάνσεων.
Η φυσική ακουστική μελετά τις μεταβολές στην κατάσταση του μέσου διάδοσης, καθώς και στην ταχύτητα διάδοσης της κύμανσης στο μέσο. Η αλλαγή στη διεύθυνση διάδοσης, όταν τα ηχητικά κύματα προσπέσουν σε σταθερό εμπόδιο (ανάκλαση), η συνάντηση με εμπόδιο ορισμένων διαστάσεων (περίθλαση), η μεταβολή στην ένταση, όταν σε ένα σημείο προσπέσουν και συναντηθούν δύο ή περισσότερα ηχητικά κύματα με την ίδια συχνότητα, που παράγονται από διάφορες πηγές (συμβολή), η διάθλαση, η διάχυση, ο συντονισμός και η αντήχηση των ηχητικών κυμάτων είναι φαινόμενα τα οποία απασχολούν τη φυσική ακουστική. Το φάσμα των συχνοτήτων, το οποίο ενδιαφέρει τη φυσική ακουστική, δεν περιλαμβάνει μόνο τις ακουστικές συχνότητες από 16 Hz μέχρι και 20.000 Hz, αλλά επεκτείνεται σε συχνότητες πέρα από τα 20.000Hz, οπότε έχουμε τους υπερήχους, και σε συχνότητες κάτω των 16Hz, οπότε μιλούμε για υποήχους. Οι συχνότητες αυτές δεν είναι αντιληπτές από το αισθητήριο της ακοής του ανθρώπου, αλλά χρησιμοποιούνται σε πειραματικές έρευνες και σε άλλες εφαρμογές. Ειδικά, οι υπερηχητικές ταχύτητες που αναπτύσσουν τα σύγχρονα αεριωθούμενα και οι συνθήκες που δημιουργούνται από τη διάσπαση του «φράγματος του ήχου» αντιμετωπίζονται από ένα σύγχρονο κλάδο της φυσικής ακουστικής, την «αερακουστική».
Φυσιολογική ακουστική. Το κεφάλαιο αυτό ασχολείται με το σύνολο των υποκειμενικών ακουστικών ερεθισμάτων, που διεγείρουν το αισθητήριο της ακοής, και με τις μετρήσεις που πειραματικά εκτελούνται, για τον καθορισμό των διάφορων χαρακτηριστικών των ακουστικών αισθημάτων. Η ευαισθησία του αισθητηρίου της ακοής είναι ένας από τους τομείς της φυσικής ακουστικής. Η ευαισθησία, δηλαδή η ελάχιστη ένταση στην οποία το αφτί μπορεί να αντιδράσει, είναι πολύ μεγάλη. «Κατώφλι ακουστότητας» λέμε την ένταση του ήχου ορισμένης συχνότητας, η οποία προκαλεί στο αφτί ένα μόλις αντιληπτό αίσθημα. Όσο μικρότερο είναι το κατώφλι ακουστότητας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία του αφτιού. Από τις έρευνες αποδείχτηκε ότι το αφτί του ανθρώπου μπορεί να αντιληφθεί περίπου 300.000 διάφορους ήχους και να ταξινομήσει την ένταση και τη συχνότητά τους.
Μουσική ακουστική. Οι μουσικοί ήχοι είναι θέμα του τομέα της φυσικής ακουστικής. Αυτοί είναι ήχοι σύνθετοι και διάφορων συχνοτήτων, που προκαλούνται από τα μουσικά όργανα, έγχορδα, κρουστά και πνευστά. Οι ήχοι, που από άποψη συχνότητας έχουν μεταξύ τους απλή αριθμητική σχέση, μας προκαλούν ευχάριστο συναίσθημα. Η μουσική ακουστική εφαρμόζει τη θεωρία της σύνθεσης αρμονιών στις μουσικές κλίμακες, τα διαστήματα και τα μουσικά προβλήματα, για να πετύχει πιο τέλεια απόδοση και αρμονία, καθώς και πιο πιστή αναπαραγωγή του ήχου. Η στερεοφωνική απόδοση, η τετραφωνική εγγραφή και αναπαραγωγή, η υψηλή πιστότητα, είναι τα προβλήματα με τα οποία ασχολείται επίσης η μουσική ακουστική.
Τεχνικές εφαρμογές της ακουστικής. Στον τομέα αυτό περιλαμβάνονται: α) Η επίδραση της δράσης των ηχητικών κυμάτων και η μέτρηση του θορύβου. β) Η διαμόρφωση των αιθουσών με βάση τις αρχές της ακουστικής ώστε να έχουμε το καλύτερο ηχητικό αποτέλεσμα. Έτσι:
Ο ήχος είναι μορφή ενέργειας. Η ενέργεια αυτή όμως είναι πολύ μικρή. Αρκεί να αναφερθεί το αποτέλεσμα των πειραμάτων των εργοστασίων Bell. Μια ορχήστρα από 75 εκτελεστές, που παίζουν όσο μπορούν πιο δυνατά, παράγει ενέργεια 75 Watt. Η ενέργεια αυτή μόλις φτάνει για το άναμμα μιας μέτριας ηλεκτρικής λάμπας (λάμπα 75 W). Παρ’ όλα αυτά, όμως, οι θόρυβοι έχουν σημαντικές επιδράσεις στον άνθρωπο, διότι του δημιουργούν αίσθημα φόβου, επιταχύνουν τις οργανικές αντιδράσεις, αυξάνουν την πίεση στον εγκέφαλο, ελαττώνουν τη δραστηριότητά του κ.ά. Επίσης οι θόρυβοι, δηλαδή οι απότομες μεταβολές στην ένταση του ήχου και συνεπώς στην τοπική πίεση, έχουν επίδραση στις κατασκευές. Καταστροφή προκαλούν στα παλιά κτίσματα με αρχαιολογική αξία. Θα μπορούσε κανείς να μιλήσει για «διάβρωση θορύβου», η οποία μετακινεί τα δομικά υλικά των κτισμάτων από τη θέση τους και καταστρέφει τη στατική ισορροπία τους. Το τελικό αποτέλεσμα του ήχου μπορεί να μετρηθεί με διάφορους τρόπους. Οι μονάδες μέτρησης του ήχου είναι το desibell και το bell, όχι απόλυτες, αλλά συγκριτικές. Στις εφαρμογές χρησιμοποιείται επίσης η μονάδα Σον για τη σύγκριση ήχων και θορύβων.
Με τον όρο «ακουστική αίθουσας» προσδιορίζουμε τις ιδιότητες της αίθουσας, οι οποίες καθορίζουν πόσο καλά μπορεί να ακουστεί στην αίθουσα ένας ομιλητής ή μια μουσική παράσταση. Οι ακουστικές συνθήκες στον ανοιχτό χώρο δεν είναι καλές, επειδή τα ηχητικά κύματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις και η έντασή τους ελαττώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση από την πηγή του ήχου. Σε μια αίθουσα υπάρχουν άλλα προβλήματα. Η ανάκλαση του ήχου στους τοίχους και την οροφή καθώς και στο πάτωμα προκαλεί άνιση κατανομή της ενέργειας που μεταφέρουν τα ηχητικά κύματα στα διάφορα σημεία της αίθουσας. Η λύση δίνεται από την Αρχιτεκτονική με κατάλληλο σχεδιασμό των τοίχων και της οροφής. Όταν οι ήχοι ανακλώνται πολλές φορές, πριν απορροφηθούν, δημιουργείται μια συγκεχυμένη ηχητική κατάσταση, γνωστή ως αντήχηση. Πρέπει να ελαττωθεί η αντήχηση, για να βελτιωθεί η ακουστική του χώρου. Η ηχώ και η αντήχηση οφείλονται στην ανάκλαση. Στην ηχώ ο ενδιάμεσος χρόνος μεταξύ του αρχικού ήχου και του «εξ ανακλάσεως» είναι αρκετά μεγάλος, ώστε το αφτί να διακρίνει τους δύο ήχους. Η περίοδος αντήχησης ενός χώρου κλειστού είναι ο χρόνος κατά τον οποίο ο ήχος ακούγεται, όταν η ηχητική πηγή σταματήσει την εκπομπή. Αν η περίοδος αντήχησης είναι πολύ μεγάλη, οι τελευταίες συλλαβές μιας λέξης που προφέρεται στο χώρο θα συγχέονται με τις πρώτες μιας άλλης λέξης. Για να ελαττωθεί η περίοδος αντήχησης πρέπει να προστεθούν σε διάφορα μελετημένα σημεία του χώρου υλικά που απορροφούν τον ήχο χωρίς όμως και να τον μηδενίζουν. Για ένα δωμάτιο με κανονικό μέγεθος η περίοδος αντήχησης δεν πρέπει να ξεπερνά το ένα δευτερόλεπτο για να είναι οι ακουστικές συνθήκες καλές. Για να υπολογίσουμε τις μονάδες απορρόφησης, χρησιμοποιούμε την εξίσωση του W. C. Sabine (όπου Τ = περίοδος απορρόφησης σε δευτερόλεπτα, V = όγκος του χώρου σε κυβικά πόδια, a = συνολικός αριθμός μονάδων απορρόφησης). Αν η περίοδος αντήχησης είναι πολύ μικρή, στην αίθουσα επικρατεί απότομη σιωπή μετά από κάθε συλλαβή. Τέτοιοι χώροι με απόλυτη μόνωση χρησιμοποιούνται για ηχητικές και πειραματικές μελέτες.
Η ακουστική επίσης προσφέρει τρόπους για μετρήσεις άλλων φαινομένων. Οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται στις βυθομετρήσεις για την εξακρίβωση του βάθους των θαλασσών, τον εντοπισμό διάφορων αντικειμένων, υποβρυχίων, ναυαγίων, καθώς και στην αλιεία για την ανίχνευση κοπαδιών από ψάρια. Στην αρχή του «φαινομένου Ντόπλερ» στηρίζεται η κατασκευή και λειτουργία διατάξεων, με τις οποίες πετυχαίνουμε με ακρίβεια την αυτόματη μέτρηση της ταχύτητας ενός αυτοκινήτου από μακριά και την αυτόματη ρύθμιση της κυκλοφορίας των οχημάτων. Όμοιες διατάξεις χρησιμοποιούν και οι σιδηροβιομηχανίες για τον έλεγχο των μεταλλικών προϊόντων που παράγουν.
Ακουστικό τετράπολο. Διάταξη της ακουστικής ανάλογη με το ηλεκτρικό τετράπολο. Στη θέση των αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων βρίσκονται ανά ζεύγη πομποί και δέκτες ηχητικών κυμάτων. Από τη σκοπιά της αναλογίας των μεγεθών της ακουστικής με εκείνα του ηλεκτρισμού, η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού έχει στην ακουστική το ανάλογο μέγεθός της, που είναι η λεγόμενη διαφορά ηχητικής πίεσης του αέρα. Το ανάλογο της έντασης ηλεκτρικού ρεύματος είναι το γινόμενο ταχύτητας ηχητικών κυμάτων με το εμβαδόν της επιφάνειας που τα ηχητικά κύματα διαπερνούν κάθετα κατά τη διάδοσή τους. Σύμφωνα με τους παραπάνω ορισμούς, η «ακουστική αντίσταση» ορίζεται ως το πηλίκο της διαφοράς ηχητικής πίεσης προς το ακουστικό ανάλογο της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος.
Η έννοια του ακουστικού τετράπολου βρίσκει εφαρμογές στην ηλεκτροακουστική (ακουστικά, μικρόφωνα, μεγάφωνα κ.ά.).



Ακουστότητα, η. Η ικανότητα αντίληψης των ήχων. Τα όρια της ακουστότητας του ανθρώπινου αφτιού είναι μεταξύ περίπου 20 Hz (ένας χαμηλός υπόκωφος θόρυβος) έως 20.000 Hz (ένα διαπεραστικό σφύριγμα). Με την αύξηση της ηλικίας το ανώτερο όριο ακουστότητας μειώνεται σημαντικά.
Ακτίνες. Ο όρος ακτίνα χρησιμοποιείται στη Φυσική σε διάφορους τομείς, κυρίως όμως στη γεωμετρική οπτική, για να εκφράσει την ευθύγραμμη διάδοση του φωτός με την έννοια της φωτεινής ακτίνας. Για να κατανοηθεί η προσέγγιση αυτή, πρέπει να είναι γνωστό ότι η κατεύθυνση ροής της ενέργειας συμπίπτει με την κατεύθυνση διάδοσης της κυματικής διαταραχής. Οι φωτεινές ακτίνες είναι ευθείες γραμμές κάθετες στα κυματικά μέτωπα (σημεία του χώρου στα οποία η κυματική διαταραχή έχει κάθε χρονική στιγμή την ίδια φάση), όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα για την περίπτωση επίπεδου κύματος. Στα αντικείμενα μελέτης της γεωμετρικής οπτικής εντάσσονται η ανάκλαση, η διάθλαση και η ανάλυση του φωτός. Οι εφαρμογές της είναι ευρύτατες, γιατί με τις μεθόδους της λύνονται όλα τα βασικά προβλήματα που αφορούν κάτοπτρα, φακούς, πρίσματα, και σχεδιάζονται τα περισσότερα οπτικά όργανα. Παράδειγμα φωτεινής ακτίνας είναι μια δέσμη φωτός του Ηλίου που διασχίζει ένα σκοτεινό δωμάτιο.
Ακτίνες Ρέντγκεν ή ακτίνες Χ. Αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, της ίδιας φύσης με το ορατό φως, με μόνη διαφορά ότι έχει πολύ μικρότερο μήκος κύματος από αυτό. Οι ακτίνες Ρέντγκεν παράγονται κατά την πρόσκρουση ηλεκτρονίων, τα οποία κινούνται με πολύ μεγάλη ταχύτητα, επάνω σε ύλη. Γενικά, τα ηλεκτρόνια αποκτούν μεγάλες ταχύτητες μέσα σε καθοδικό σωλήνα ή σε σωλήνα Κούλιτζ, ο οποίος είναι σωλήνας κενού, με την εφαρμογή μεγάλης διαφοράς δυναμικού μεταξύ καθόδου - ανόδου. Αναλυτικότερα, σε ένα σωλήνα Κούλιτζ (βλ. σχήμα), ο οποίος τελευταία χρησιμοποιείται πλατιά για την παραγωγή ακτίνων Ρέντγκεν, τα ηλεκτρόνια παράγονται από μια θερμαινόμενη κάθοδο και οδηγούνται στην άνοδο (αντικάθοδο), η οποία βρίσκεται απέναντι στην κάθοδο και αποτελείται από δύστηκτο μέταλλο (π.χ. βολφράμιο). Μεταξύ καθόδου και αντικαθόδου εφαρμόζεται μια υψηλή τάση, η οποία μπορεί να φτάσει πολλές χιλιάδες βολτ.
Εάν θεωρήσουμε ως e το φορτίο του ηλεκτρονίου και V την τάση μεταξύ καθόδου - αντικαθόδου, τότε το έργο, που παράγεται από το ηλεκτρικό πεδίο κατά τη μεταφορά του ηλεκτρονίου από την κάθοδο στην αντικάθοδο, είναι e•V. Το έργο αυτό μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου, η οποία δίνεται από τη σχέση, όπου (m) η μάζα του ηλεκτρονίου και (υ) η ταχύτητά του. Έτσι έχουμε. Από αυτή την εξίσωση καταλαβαίνουμε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η τάση V τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του ηλεκτρονίου που χτυπά στην αντικάθοδο. Εάν η ταχύτητα αυτή είναι πολύ μεγάλη και μηδενιστεί κατά την κρούση, όλη η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου μεταβάλλεται σε ενέργεια ενός φωτονίου κατά τη σχέση. Επειδή, όπου ν η συχνότητα της ακτινοβολίας, c η ταχύτητα του φωτός και λ το μήκος του κύματος της ακτινοβολίας Ρέντγκεν, εξάγουμε ότι: Μερικές από τις σπουδαιότερες ιδιότητες της ακτινοβολίας Ρέντγκεν είναι οι εξής: 1. Ιονίζουν ισχυρά τα άτομα των αερίων. 2. Διέρχονται μέσα από σώματα που είναι αδιαφανή για το φως. Αυτή η ικανότητα διείσδυσης ελαττώνεται όσο αυξάνεται το ατομικό βάρος των σωμάτων. 3. Προκαλούν χημικά φαινόμενα και φθορισμό διάφορων σωμάτων. 4. Διαδίδονται ευθύγραμμα. 5. Περιθλώνται.
Οι ακτίνες Χ προκαλούν βλάβες στους οργανισμούς. Όταν απορροφηθούν από τους ιστούς, διασπούν τους μοριακούς δεσμούς και δημιουργούν ενεργές ελεύθερες ρίζες, που με τη σειρά τους μπορούν να διαταράξουν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών και ειδικά του γενετικού υλικού (DNA).Αν το κύτταρο που έχει υποστεί βλάβη από την ακτινοβολία επιβιώσει, τότε μπορεί να δώσει πολλές γενεές μεταλλαγμένων κυττάρων. Αν οι αλλαγές στο DNA αφορούν γονίδια που ελέγχουν το ρυθμό πολλαπλασιασμού των κυττάρων, οι ακτίνες Χ μπορεί να προκαλέσουν καρκίνο. Η υπερβολική έκθεση ενός οργανισμού σε ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει μεταβολές στα γενετικά κύτταρα. Σ’ αυτή την περίπτωση, ενώ ο ίδιος ο οργανισμός δε θα εμφανίσει κάποια βλάβη, θα επηρεαστούν οι απόγονοί του.Η χρήση των ακτίνων Χ για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς πρέπει να γίνεται με προσοχή, εκτιμώντας τόσο τα οφέλη όσο και τους κινδύνους που προέρχονται από την έκθεση του οργανισμού σε ακτινοβολία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ακτινοβολία. Η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ή υλικών σωματιδίων. Τα είδη ακτινοβολίας είναι:
1. Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Τα μηχανικά κύματα, όπως τα ηχητικά, τα κύματα του νερού ή των ελατηρίων, απαιτούν για τη διάδοσή τους την ύπαρξη ενός μέσου, μέσω του οποίου διαδίδονται. Η θεωρία του Άγγλου φυσικού Τζέιμς Μάξγουελ προέβλεψε την ύπαρξη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που μπορούν να διαδοθούν και μέσα στο κενό με την ταχύτητα του φωτός [c=3•108 m/s].
Η πρόβλεψη αυτή επαληθεύτηκε πειραματικά από τον Γερμανό φυσικό Γκούσταφ Χερτς, ο οποίος παρήγαγε και ανίχνευσε ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η ανακάλυψη αυτή οδήγησε στο σημερινό τηλεπικοινωνιακό τρόπο ζωής με τη ραδιοφωνία, την τηλεόραση, τα ραντάρ και τις δορυφορικές ζεύξεις.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δημιουργούνται από επιταχυνόμενα ηλεκτρικά φορτία. Τα εκπεμπόμενα κύματα δεν είναι τίποτε άλλο παρά ταλαντούμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, τα οποία είναι κάθετα μεταξύ τους και, ταυτόχρονα, κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης της κυματικής διαταραχής. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι εγκάρσια, όπως φαίνεται και στο σχήμα 1.
Σε μεγάλες αποστάσεις από την πηγή των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τα πλάτη των ταλαντούμενων πεδίων ελαττώνονται αντιστρόφως ανάλογα προς την απόσταση r από την πηγή. Τα εκπεμπόμενα κύματα ανιχνεύονται σε μεγάλη απόσταση από την πηγή. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μεταφέρουν ενέργεια, στροφορμή και ορμή και επομένως ασκούν πίεση πάνω στις επιφάνειες στις οποίες προσπίπτουν.
Στο σχήμα 2 δίνεται το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός ανάμεσα στις διάφορες συνιστώσες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Πολλές φορές, παρόλο που κάποια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ανήκει σε μια από τις παραπάνω περιοχές συχνοτήτων, εξαιτίας του τρόπου παραγωγής της και των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών που τη διακρίνουν, έχει δικό της όνομα, π.χ. ακτινοβολία πέδησης, ακτινοβολία εξαΰλωσης, ακτινοβολία Τσερένκοφ, ακτινοβολία συγχρότρου, ακτινοβολία λέιζερ κτλ.
2. Σωματιδιακή ακτινοβολία.
Πηγές σωματιδιακής ακτινοβολίας είναι τα ραδιενεργά υλικά (ακτινοβολία άλφα, βήτα), η ακτινοβολία νετρονίων και η κοσμική ακτινοβολία. Επίσης, οι παρατηρήσεις του Έντισον (1883) και η πειραματική έρευνα απέδειξαν ότι τα μέταλλα, όταν έχουν υψηλή θερμοκρασία, εκπέμπουν σωματίδια (ηλεκτρόνια), οπότε έχουμε τη θερμική εκπομπή ηλεκτρονίων ή το θερμοηλεκτρικό φαινόμενο. Συνδυασμός της σωματιδιακής ακτινοβολίας αυτού του τύπου με επιφάνεια που φθορίζει βρίσκει πολυάριθμες εφαρμογές στην τεχνολογία και την καθημερινή ζωή (π.χ. οθόνες τηλεόρασης, καθοδικός παλμογράφος κ.ά.).
Σύμφωνα με την κβαντική μηχανική το φως έχει διττή υπόσταση: σωματιδιακή με την έννοια του φωτονίου και κυματική.
Αφενός το φως αποτελείται από σωμάτια (φωτόνια), καθένα από τα οποία έχει ενέργεια Ε=h•v (h=σταθ. του Πλανκ, ν=συχνότητα) και ορμή ίση με (λ=μήκος κύματος). Αφετέρου το φως συμβάλλει και περιθλάται, όπως τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, φαινόμενα τα οποία είναι κατεξοχήν κυματικά.
Για το φως η θεωρία των φωτονίων (δηλαδή η σωματιδιακή θεωρία) και η κυματική θεωρία αλληλοσυμπληρώνονται.
Ένα παράδειγμα για τη διττή υπόσταση του φωτός είναι το παρακάτω. Τα ραδιοφωνικά κύματα έχουν συχνότητα 2,5 MHz. Η ενέργεια ενός φωτονίου που έχει τη συχνότητα αυτή είναι μόλις 10-8 eV. Είναι πρακτικά αδύνατο να ανιχνευτεί η ενέργεια αυτή, δηλαδή ένα μόνο φωτόνιο. Ένας καλός ραδιοφωνικός δέκτης χρειάζεται περί τα 1010 τέτοια φωτόνια για να παράγει ήχο. Ένας τόσο μεγάλος αριθμός φωτονίων παρουσιάζεται σαν να είναι ένα συνεχές κύμα. Επειδή κάθε δευτερόλεπτο φτάνει στο δέκτη ένας τόσο τεράστιος αριθμός φωτονίων, είναι απίθανο να ξεχωρίσουν οι χρόνοι κατά τους οποίους δυο διαφορετικά φωτόνια φτάνουν στην κεραία του δέκτη. Αντίθετα, στις υψηλές συχνότητες (μικρότερα μήκη κύματος) αυξάνεται η ορμή και η ενέργεια του φωτονίου. Είναι σχετικά εύκολο να παρατηρηθεί ως ένα ξεχωριστό γεγονός η απορρόφηση ενός μόνο φωτονίου ακτίνων Χ. Αλλά, καθώς ελαττώνεται το μήκος κύματος, η κυματική συμπεριφορά, όπως λ.χ. είναι τα φαινόμενα συμβολής και περίθλασης, είναι όλο και πιο δύσκολο να παρατηρηθεί. Για να παρατηρηθεί η κυματική συμπεριφορά ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας πολύ υψηλής συχνότητας (ακτίνες γ), πρέπει να χρησιμοποιηθούν εξαιρετικά πολύπλοκες πειραματικές τεχνικές. Οι ακτινοβολίες υψηλής συχνότητας και ενέργειας είναι περισσότερο δραστικές (π.χ. ακτίνες α, β, γ, ακτίνες Ρέντγκεν κ.ά.). Οι ακτινοβολίες αυτές λέγονται και ιονίζουσες ακτινοβολίες. Οι βιολογικές αλλοιώσεις που προκαλούνται από τις ακτινοβολίες οφείλονται στον ιονισμό, ο οποίος φέρνει σε κατάσταση διέγερσης τα άτομα και τα κύτταρα, με αποτέλεσμα την αλλοίωση της βασικής δομής του πρωτοπλάσματος. Άνθρωποι, οι οποίοι εκθέτονται για μεγάλο χρονικό διάστημα σε ακτινοβολία υψηλής ενέργειας, κινδυνεύουν να πεθάνουν από κακοήθεις όγκους και λευχαιμία. Όσοι δέχονται ακτινοβολία σε μικρές δόσεις, αλλά για μεγάλα χρονικά διαστήματα, όπως οι ακτινολόγοι, εμφανίζουν πολλές φορές τη «νόσο της ακτινοβολίας» (πυρετός, ναυτία, στοματικές διαταραχές, αύξηση λευκών αιμοσφαιρίων). Ακτινοβολίες σε ελεγχόμενες δόσεις και με τα κατάλληλα μηχανήματα προσφέρουν μεγάλες υπηρεσίες στον αγώνα του ανθρώπου κατά του καρκίνου.
Ακτινοβολία γ. Φωτόνιο υψηλής ενέργειας. Πολύ συχνά ένας ραδιενεργός πυρήνας που έχει διασπαστεί παραμένει σε διεγερμένη κατάσταση. Συνήθως τότε αποδιεγείρεται με μια νέα διάσπαση και εκπέμποντας ένα φωτόνιο, μεταβαίνει στη θεμελιώδη, ίσως, κατάστασή του. Τα φωτόνια τα οποία εκπέμπονται κατά την παραπάνω διαδικασία ονομάζονται ακτίνες (ή ακτινοβολία) γάμα. Οι ακτίνες γάμα έχουν ενέργεια της τάξης των MeV, ενώ τα φωτόνια του ορατού φωτός που προκύπτουν από τη μετάβαση του ατόμου από μια κατάσταση ηλεκτρονίων σε μια άλλη έχουν ενέργεια περίπου 1 eV.
Η διάσπαση γ συμβολίζεται ως:, όπου Χ0 ο διεγερμένος πυρήνας. Κατά την εκπομπή μιας ακτίνας γ από τον πυρήνα, δε μεταβάλλεται ο αριθμός των πρωτονίων και νετρονίων του.
Ακτινοβολία θερμότητας. Η ακτινοβολία που εκπέμπουν όλα τα σώματα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία. Ονομάζεται και θερμική ακτινοβολία. Τα χαρακτηριστικά της ακτινοβολίας αυτής εξαρτώνται από τη θερμοκρασία, καθώς και από τις ιδιότητες του αντικειμένου. Ο ρυθμός με τον οποίο ένα αντικείμενο ακτινοβολεί ενέργεια είναι ανάλογος προς την τέταρτη δύναμη της απόλυτης θερμοκρασίας του. Ο νόμος του Στέφαν (όπως αποκαλείται ο παραπάνω ορισμός) εκφράζεται μαθηματικά με την εξίσωση Ρ = σ•Α•e•Τ4, όπου Ρ είναι η ακτινοβοληθείσα ισχύς (σε Watt) από το αντικείμενο, σ είναι μια σταθερά ίση με, Α είναι το εμβαδόν της επιφάνειας σε τετραγωνικά μέτρα, e μια σταθερά που εξαρτάται από τις ιδιότητες της επιφάνειας, παίρνει τιμές ανάμεσα στο μηδέν και τη μονάδα και λέγεται συντελεστής εκπομπής. Τέλος, Τ είναι η θερμοκρασία του αντικειμένου σε Κέλβιν. Εάν ένα αντικείμενο έχει θερμοκρασία Τ και το περιβάλλον του έχει θερμοκρασία Το, τότε η καθαρή ενέργεια ακτινοβολίας που κερδίζει (ή χάνει) κάθε δευτερόλεπτο το σώμα ισούται με Ρκαθ = σ•Α•e•(Τ4 – Το4).
Όταν ένα αντικείμενο είναι θερμότερο από το περιβάλλον του, ακτινοβολεί περισσότερη ενέργεια από όση απορροφά.
Εάν η θερμοκρασία του αντικειμένου που ακτινοβολεί είναι χαμηλή, τα μήκη κύματος της εκπεμπόμενης θερμικής ακτινοβολίας κείνται τις περισσότερες φορές στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος και, επομένως, δεν είναι παρατηρήσιμα με γυμνό οφθαλμό.
Σε υψηλότερες όμως θερμοκρασίες του αντικειμένου, αυτό αρχίζει να λάμπει στην ερυθρά περιοχή του φάσματος. Σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες το αντικείμενο φαίνεται λευκό, όπως συμβαίνει π.χ. με το νήμα βολφραμίου ενός αναμμένου ηλεκτρικού λαμπτήρα. Προσεκτική μελέτη της θερμικής ακτινοβολίας δείχνει ότι αυτή αποτελείται από μια συνεχή κατανομή μηκών κύματος, από το υπέρυθρο ως το ορατό και το υπεριώδες.
Αλεξικέραυνο, το. Διάταξη η οποία χρησιμοποιείται για την προφύλαξη των οικοδομών, πλοίων, εγκαταστάσεων, στύλων ηλεκτρικού ρεύματος κτλ. από κεραυνούς. Εφευρέτης του αλεξικέραυνου είναι ουσιαστικά ο Βενιαμίν Φραγκλίνος. Κατασκευάστηκε μετά το πείραμά του για την απόδειξη του ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού το 1752. Τα αλεξικέραυνα που χρησιμοποιούνται σήμερα αποτελούνται από τα εξής μέρη: α) την κεραία, β) τον αγωγό μεταφοράς, γ) τη «γείωση». Η κεραία αποτελείται από σιδερένια ράβδο με μήκος 1-3 μέτρα, η οποία στηρίζεται κατακόρυφα στο ψηλότερο σημείο του κτίσματος ή της κατασκευής. Στο πάνω άκρο της η κεραία οπλίζεται με χάλκινη, συνήθως επιχρυσωμένη, ακίδα. Ο αγωγός μεταφοράς είναι χάλκινο καλώδιο με διατομή μεγαλύτερη από 50 mm3. Η γείωση είναι μια χάλκινη πλάκα που βυθίζεται στο έδαφος, ώστε να υπάρχει αρκετή υγρασία. Αν υπάρχει πηγάδι στην περιοχή, η χάλκινη πλάκα βυθίζεται μέσα στο νερό. Στην περίπτωση που το κτίσμα είναι μεγάλο σε επιφάνεια, χρησιμοποιούνται περισσότερα αλεξικέραυνα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με αγωγούς και καταλήγουν στην ίδια «γείωση».
Ο κεραυνός κατά τη διαδρομή του ανάμεσα στο σύννεφο και το κτίριο συναντά παντού ηλεκτρική αντίσταση, με αποτέλεσμα η ενέργειά του να μετατρέπεται σε θερμότητα, κίνηση, ήχο και χημική ενέργεια, και να προκαλεί μεγάλες καταστροφές. Η προστατευτική λειτουργία των αλεξικέραυνων οφείλεται στο ότι ο κεραυνός, μέσω του αλεξικέραυνου, υποχρεώνεται να ακολουθήσει μια προκαθορισμένη τροχιά με πολύ μικρή ηλεκτρική αντίσταση και δεσμεύεται χωρίς να προκαλέσει βλάβες. Πρακτικά, θεωρούμε ότι ένα αλεξικέραυνο προστατεύει το χώρο, ο οποίος βρίσκεται μέσα σ’ έναν κύκλο που έχει ακτίνα διπλάσια από το ύψος του αλεξικέραυνου από το έδαφος. Ανάλογα με την περίπτωση χρησιμοποιείται και διαφορετικός τύπος αλεξικέραυνου. Οι πιο γνωστοί τύποι είναι: 1) αλεξικέραυνο Melsen, 2) αλεξικέραυνο «κερατοειδές», για την προστασία των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος, 3) αλεξικέραυνο με «μαγνητικό φύσημα», 4) αλεξικέραυνο με «κυλινδρίσκους», 5) αλεξικέραυνο τηλεγραφικών στύλων κ.ά. Γενικά, είναι απαραίτητη η χρησιμοποίηση αλεξικέραυνων, όταν τα κτίρια ή άλλες κατασκευές βρίσκονται σε υψηλά σημεία του εδάφους και επομένως είναι, λόγω του «φαινομένου της ακίδας», πόλοι έλξης κεραυνών.
Αλληλεπίδραση. Η αμοιβαία δράση που αναπτύσσεται μεταξύ σωμάτων με κοινά χαρακτηριστικά. Η έννοια «αλληλεπίδραση» ταυτίζεται με την έννοια της δύναμης είτε αυτή ασκείται «εξ επαφής» είτε «εξ επαγωγής». Γενικά, οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω σε μάζες ή φορτία είναι αποτέλεσμα της ύπαρξης ενός «πεδίου». Πεδίο είναι ο χώρος μέσα στον οποίο ασκούνται δυνάμεις επάνω σε σωματίδια ή φορτία που υπάρχουν στο χώρο αυτό. Τέτοια πεδία είναι το δυναμικό, το ηλεκτρικό, το μαγνητικό, το ηλεκτρομαγνητικό, το πυρηνικό, και οι αντίστοιχες δυνάμεις παίρνουν την ονομασία τους από το κάθε πεδίο (δυνάμεις μαγνητικές, πυρηνικές κτλ.). Το αξίωμα του Νεύτωνα για τη δράση και την αντίδραση είναι ένα παράδειγμα αλληλεπίδρασης μεταξύ υλικών σωματιδίων. Ο νόμος του Κουλόμπ για την αμοιβαία έλξη και άπωση των ηλεκτρικών φορτίων είναι παράδειγμα δράσης φορτίων. Οι δυνάμεις που αναπτύσσονται είναι ανάλογες του γινομένου των μαζών ή των φορτίων (όταν πρόκειται για δύο μάζες ή φορτία) και αντίστροφα ανάλογες του τετραγώνου της μεταξύ τους απόστασης. Η ακτίνα δράσης των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων και των δυνάμεων του πεδίου βαρύτητας δεν έχει σαφές όριο, διότι θεωρητικά η δύναμη μηδενίζεται σε άπειρη απόσταση, οπότε το πεδίο εκτείνεται μέχρι το άπειρο. Οι δυνάμεις, αντίθετα, λόγω του πυρηνικού πεδίου εκτείνονται μέχρι 10-13 εκ. του μέτρου. Γενικά όλες οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωματιδίων μπορούν να διακριθούν στις εξής κατηγορίες: α) ισχυρές, β) ασθενείς, γ) ηλεκτρομαγνητικές και δ) βαρύτητας.
Άλως, η. Οπτικό φαινόμενο, κατά το οποίο γύρω από αυτόφωτο αντικείμενο παρουσιάζεται λαμπρός φωτεινός δίσκος.
Το φαινόμενο συναντάται πολύ συχνά κατά τη φωτογράφηση παρόμοιων αντικειμένων, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ασάφεια στη φωτογραφία. Η αιτία της φωτογραφικής άλω είναι η άνιση κατανομή του ανακλώμενου και διαχεόμενου φωτός της φωτεινής πηγής, η οποία κατά βάση έχει πολύ μεγάλη ένταση. Αποφυγή του φαινομένου στις περιπτώσεις φωτογράφησης έντονων φωτεινών πηγών είναι δυνατή μόνο με τη χρήση ειδικών φίλτρων.
Ανάλυση φωτός. Το φαινόμενο κατά το οποίο, όταν το φως περνάει μέσα από την ύλη, χωρίζεται στα βασικά συστατικά του, δηλαδή στα απλά χρώματα από τα οποία αποτελείται.
Ο Νεύτων το 1666, χρησιμοποιώντας ένα τριγωνικό πρίσμα, πήρε το έγχρωμο φάσμα του λευκού φωτός και, μολονότι δεν ήταν ο πρώτος που παρατηρούσε αυτό το φαινόμενο, ήταν ο μόνος επιστήμονας που αναγνώρισε ότι το φως αποτελείται από ξεχωριστές ακτίνες διάφορων χρωμάτων. Η καθεμιά από αυτές τις ακτίνες περνώντας μέσα από το πρίσμα παθαίνει εκτροπή, με αποτέλεσμα να παρουσιάζεται σ' ένα διάφραγμα το φωτεινό φάσμα με την εξής χρωματική σειρά: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, κυανό, βαθύ κυανό, ιώδες. Η μετάβαση από το ένα χρώμα του φάσματος στο άλλο γίνεται ανεπαίσθητα και δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός ανάμεσα στα διάφορα χρώματα. Από θεωρητική άποψη η ανάλυση ή διασκεδασμός, όπως αλλιώς λέγεται, του φωτός οφείλεται στη διάφορη ταχύτητα διάδοσης, την οποία έχουν τα απλά χρώματα, τα οποία αποτελούν ένα σύνθετο. Ενώ όλα τα χρώματα του ηλιακού φάσματος έχουν την ίδια ταχύτητα διάδοσης στο κενό ή τον αέρα, μέσα στην ύλη η ταχύτητα διαφοροποιείται και είναι μεγαλύτερη για το κόκκινο και μικρότερη για το ιώδες χρώμα. Συμπέρασμα της παρατήρησης του φάσματος είναι ότι τη μικρότερη εκτροπή παθαίνει η κόκκινη ακτινοβολία και τη μεγαλύτερη η ιώδης, ενώ αποτέλεσμα αυτής της παρατήρησης είναι ότι καθεμιά από τις ακτινοβολίες του φάσματος έχει ορισμένο χαρακτηριστικό δείκτη διάθλασης, ο οποίος και καθορίζει τη γωνία εκτροπής. Καθεμιά από τις ακτινοβολίες του φάσματος έχει την ιδιότητα να προκαλεί οπτικό ερέθισμα που αντιστοιχεί σ' ένα ορισμένο χρώμα. Αν μετά την ανάλυση του λευκού φωτός συγκεντρώσουμε σ' ένα σημείο όλες τις ακτινοβολίες του φάσματος, τότε θα πάρουμε πάλι λευκό φως. Ενώ το λευκό φως αναλύεται, καθεμιά από τις ακτινοβολίες του φάσματος που παίρνουμε είναι απλή και δεν είναι δυνατό να αναλυθεί σε περισσότερο απλές συνιστώσες.Το ουράνιο τόξο είναι ένα φάσμα που σχηματίζεται καθώς το λευκό φως του ήλιου περνάει από τις σταγόνες της βροχής που αιωρούνται στον αέρα και παίζουν το ρόλο άπειρων μικρών πρισμάτων.
Άνγκστρεμ. Μονάδα για τη μέτρηση πολύ μικρών μηκών, που χρησιμοποιείται στην Οπτική και τη σύγχρονη Φυσική. Το σύμβολό της είναι Å. Ονομάστηκε έτσι προς τιμή του Σουηδού φυσικού Ανδρέα Άνγκστρεμ, ο οποίος το 1868 μέτρησε το μήκος κύματος πολλών γραμμών του ηλιακού φάσματος με μονάδα το ένα δεκάκις εκατομμυριοστό (10-10) του μέτρου. Η αντιστοιχία ανάμεσα στη μονάδα μήκους του συστήματος CGS και στο άνγκστρεμ είναι 1 Å = 10-8 cm. Το 1907, με την πρόοδο της φασματοσκοπίας, αποφασίστηκε ότι ως βάση για την αναπαραγωγή της μονάδας άνγκστρεμ είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί το μήκος κύματος της ερυθράς γραμμής του φάσματος του στοιχείου καδμίου, η οποία έχει μήκος κύματος 6.438,4696 Å.
Ανεξαρτησία κινήσεων. Αρχή της Φυσικής, η οποία στηρίζεται σε πειραματικά δεδομένα και σύμφωνα με την οποία η θέση στην οποία φτάνει το κινητό ύστερα από ορισμένο χρόνο, όταν μετέχει σε δύο ή περισσότερες κινήσεις ανεξάρτητες μεταξύ τους, είναι η ίδια είτε το κινητό εκτελέσει όλες τις κινήσεις ταυτόχρονα είτε καθεμιά από τις κινήσεις χωριστά. Το σημείο στο οποίο βρίσκεται κάθε στιγμή το κινητό είναι ανεξάρτητο από τον τρόπο διαδοχής των μερικών κινήσεων.Αν το κινητό μετέχει σε δύο κινήσεις, τότε το τελικό σημείο θα είναι το άκρο της διαγώνιας του παραλληλόγραμμου των διαστημάτων, τα οποία θα διέγραφε το κινητό στον ίδιο χρόνο μετέχοντας στη μια μόνο κίνηση. Η ταχύτητα και η επιτάχυνση σε κάθε χρονική στιγμή μιας σύνθετης κίνησης ισούται με τα διανυσματικά αθροίσματα των αντίστοιχων μεγεθών την ίδια χρονική στιγμή. Στην περίπτωση που οι συνιστώσες κινήσεις είναι ευθύγραμμες και ισοταχείς η συνισταμένη θα είναι και αυτή ευθύγραμμη, ενώ, όταν οι συνιστώσες είναι ευθύγραμμες αλλά όχι ισοταχείς, τότε η συνισταμένη κίνηση είναι καμπυλόγραμμη. Εφαρμογή αυτής της αρχής έχουμε στην κίνηση των βλημάτων, των αεροπλάνων, των πλοίων και άλλων αντικειμένων, τα οποία την ίδια χρονική στιγμή δέχονται την επίδραση πολλών κινητικών αιτίων είτε θετικών είτε αρνητικών.
Ανιχνευτές ακτινοβολίας. Συσκευές και διατάξεις οι οποίες χρησιμοποιούνται για να πιστοποιήσουν την ύπαρξη ακτινοβολίας σε ένα χώρο. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι ανιχνευτές ιοντίζουσας ακτινοβολίας, όπως για παράδειγμα είναι η ακτινοβολία που εκπέμπεται από την αποδιέγερση των πυρήνων των ραδιονουκλιδίων. Οι ακτινοβολίες αυτές χαρακτηρίζονται ιοντίζουσες, επειδή προκαλούν ιονισμό όταν αλληλεπιδράσουν με την ύλη. Η ανίχνευση της ακτινοβολίας στηρίζεται ακριβώς στο φαινόμενο πρόκλησης ιονισμού. Διάφοροι τύποι ανιχνευτών χρησιμοποιούνται στα πειραματικά εργαστήρια, στη βιομηχανία, καθώς και σε ιατρικές εφαρμογές. Μερικοί από αυτούς είναι:
α) Ανιχνευτές με αέριο. Στην πιο απλή μορφή τους αποτελούνται από γυάλινο δοχείο με δύο ηλεκτρόδια, ανάμεσα στα οποία υπάρχει αέρας ή ένα ευγενές αέριο. Τα ηλεκτρόδια συνδέονται με ηλεκτρική πηγή συνεχούς ρεύματος και με μια ευαίσθητη συσκευή μέτρησης. Η επίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας στο αέριο προκαλεί ιονισμούς, και τα ιόντα που δημιουργούνται κινούνται προς τα αντίθετα φορτισμένα ηλεκτρόδια, οπότε εμφανίζεται ροή ηλεκτρικού ρεύματος, την ένταση του οποίου μπορούμε να μετρήσουμε με ένα κατάλληλο αμπερόμετρο. Ανάλογα με τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται ανάμεσα στα ηλεκτρόδια, οι ανιχνευτές ιονισμών με αέριο διακρίνονται σε θαλάμους ιονισμού, σε αναλογικούς απαριθμητές και σε απαριθμητές Geiger Muller. Οι θάλαμοι ιονισμού χρησιμοποιούνται για μέτρηση ακτινοβολιών υψηλής έντασης και η κατασκευή τους είναι συνάρτηση του είδους της ακτινοβολίας που θα ανιχνευθεί. Οι αναλογικοί απαριθμητές έχουν το πλεονέκτημα να ανιχνεύουν και να μετρούν ανεξάρτητες κρούσεις και να διακρίνουν το μέγεθος της ενέργειας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανίχνευση και μέτρηση ακτινοβολιών α και β, ενώ έχουν μικρή απόδοση στην ανίχνευση ακτινοβολιών γ και Ρέντγκεν. Οι απαριθμητές Geiger-Muller ανιχνεύουν ακτινοβολίες, έχουν καλύτερη απόκριση και ευαισθησία από τους θαλάμους ιονισμού, αλλά παρουσιάζουν αδυναμία στον προσδιορισμό του είδους της ακτινοβολίας.
β) Ημιαγωγοί ανιχνευτές. Κατασκευάζονται με ημιαγωγά υλικά, κυρίως πυρίτιο και γερμάνιο, και χρησιμοποιούνται κατά κανόνα στην ανίχνευση ακτινοβολιών γ και Ρέντγκεν, ενώ έχουν τη δυνατότητα να διακρίνουν το είδος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.
γ) Ανιχνευτές σπινθηρισμών. Διακρίνονται σε ανόργανους σπινθηριστές και σε οργανικούς σπινθηριστές. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές της Πυρηνικής Ιατρικής για τη μέτρηση ακτινοβολίας β και λιγότερο για ακτινοβολίες γ και Ρέντγκεν.
Ειδικοί τύποι ανιχνευτών ακτινοβολίας είναι τα προσωπικά δοσίμετρα, τα οποία έχουν μαζί τους οι εργαζόμενοι σε χώρους όπου υπάρχουν ιοντίζουσες ακτινοβολίες, με τα οποία ανιχνεύεται η παρουσία της ακτινοβολίας και μετριέται η δόση που ο καθένας δέχεται από τις εξωτερικές πηγές ακτινοβολίας. Τα δοσίμετρα είναι συσκευές φθηνές και εύχρηστες.
Ανιχνευτές σωματιδίων. Πολύπλοκες συσκευές, με τη βοήθεια των οποίων συγκεντρώνονται πληροφορίες για τα γεγονότα που συμβαίνουν κατά τις συγκρούσεις σωματιδίων που διαθέτουν υψηλή ενέργεια και κινούνται με μεγάλες ταχύτητες. Η επιτάχυνση των σωματιδίων που χρησιμοποιούνται ως βλήματα για βομβαρδισμό πυρήνων-στόχων γίνεται με τη βοήθεια επιταχυντών σωματιδίων. Από το βομβαρδισμό προκύπτουν νέα σωματίδια, τα οποία ανιχνεύονται με τους ανιχνευτές σωματιδίων. Μερικοί από τους πιο σημαντικούς είναι:
α) Ο ανιχνευτής CDF, στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών Fermi (Fermilab) στο Ιλινόις των ΗΠΑ, ο οποίος έχει βάρος 5.000 τόνους και μπορεί να κυλά σε ράγες, ώστε να ευθυγραμμίζεται με τις δέσμες των σωματιδίων που επιταχύνονται από τον επιταχυντή Tevatron. Έτσι το κέντρο του ανιχνευτή είναι ο χώρος συγκρούσεων των σωματιδίων. Ο CDF έχει τη δυνατότητα να καταγράφει 100.000 συγκρούσεις πρωτονίων-αντιπρωτονίων σε κάθε δευτερόλεπτο. Οι τελικές εικόνες παράγονται με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών, ενώ τα προϊόντα των κρούσεων είναι πιόνια, καόνια, μιόνια, νετρίνα και διάφορα άλλα σωματίδια. Στην οθόνη του υπολογιστή η τροχιά του κάθε είδους σωματιδίου καταγράφεται με διαφορετικό χρωματισμό.
β) Ο ανιχνευτής ALEPH για κάθε κρούση σωματιδίου έχει τη δυνατότητα να δίνει εικόνα δύο διαφορετικών όψεων (πρόσοψη-κάτοψη) και η ανάλυση πληροφοριών τέτοιων κρούσεων οδηγεί στην αποκάλυψη λεπτομερειών της φύσης των θεμελιωδών σωματιδίων και των δυνάμεων που ασκούνται μεταξύ τους.
γ) Ο ανιχνευτής L3 του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Σωματιδιακής Φυσικής (CERN) στη Γενεύη έχει την ικανότητα να συγκεντρώνει 2,5 • 1010 τιμές στο δευτερόλεπτο για τις 50.000 κρούσεις που γίνονται και τις τροχιές των διάφορων σωματιδίων που καταγράφονται στις οθόνες των ηλεκτρονικών υπολογιστών.
Άνοδος. Γενική ονομασία του θετικού ηλεκτροδίου στις διάφορες ηλεκτρικές συσκευές ή του ηλεκτροδίου των ηλεκτρολυτικών συσκευών, στο οποίο κατευθύνονται τα ανιόντα κατά την ηλεκτρόλυση. Άνοδος επίσης λέγεται το ηλεκτρόδιο (πλάκα) των θερμοϊονικών λυχνιών, στο οποίο κατευθύνονται τα ηλεκτρόνια, τα οποία εκπέμπονται από το νήμα.
Ανόρθωση. Η μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές. Κύριο στοιχείο μιας ανορθωτικής διάταξης είναι η βαλβίδα, που μπορεί να είναι μια τρίοδη ηλεκτρονική λυχνία ή ένα τρανζίστορ. Η βαλβίδα επιτρέπει τη δίοδο του ρεύματος μόνο κατά τη μία κατεύθυνση και το ρεύμα που προκύπτει είναι ημιτονοειδές κατά τη μία ημιπερίοδο (όπως το εναλλασσόμενο από όπου προήλθε), ενώ κατά την άλλη ημιπερίοδο είναι ίσο με μηδέν.
Για πληρέστερη ανόρθωση χρειάζονται δύο βαλβίδες, οπότε το ρεύμα παίρνει θετικές τιμές και στις δύο ημιπεριόδους. Συνήθως παρεμβάλλεται στο κύκλωμα και πυκνωτής για ακόμα πληρέστερη εξομάλυνση της τιμής της έντασης του ρεύματος, η οποία τότε γίνεται σχεδόν σταθερή. Συνήθως, πριν από την ανορθωτική διάταξη, παρεμβάλλεται και μετασχηματιστής.
Ανορθωτής. Η συσκευή με την οποία είναι δυνατό να μετατραπεί το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές. Η μετατροπή αυτή είναι απαραίτητη στην ηλεκτρομεταλλουργία, στην ηλεκτρόλυση, στο γέμισμα των συσσωρευτών, στη λειτουργία των τηλεφώνων και όπου αλλού χρειάζεται συνεχές ρεύμα. Κάθε συσκευή που λειτουργεί μόνο με συνεχές ρεύμα έχει ως απαραίτητο εξάρτημα την ανορθωτική διάταξη, βασικό τμήμα της οποίας είναι η «βαλβίδα». Αυτή επιτρέπει στο ρεύμα να περνάει μόνο προς τη μια κατεύθυνση. Στην περίπτωση που χρησιμοποιείται εναλλασσόμενο ρεύμα της μορφής του σχήματος 1, ο ανορθωτής το μετατρέπει σε ρεύμα σταθερής φοράς. Η τάση όμως, η οποία είναι το χαρακτηριστικό μέγεθος του ρεύματος, δεν είναι σταθερή αλλά παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις με αποτέλεσμα να έχουμε ημιανόρθωση του εναλλασσόμενου ρεύματος της μορφής του σχήματος 2.



Για να σταθεροποιηθεί η τάση και να έχουμε πλήρη ανόρθωση, θα πρέπει να συνδέσουμε έναν πυκνωτή παράλληλα προς το κύκλωμα (σχήμα 3). Οι απαιτήσεις της τεχνολογίας είχαν ως αποτέλεσμα την τελειοποίηση των ανορθωτικών διατάξεων με τρόπο ώστε, ανάλογα με την περίπτωση, να χρησιμοποιείται και ο κατάλληλος τύπος ανορθωτή. Οι ανορθωτές διακρίνονται σε μηχανικούς, ηλεκτρολυτικούς, ηλεκτρονικούς, κρυσταλλικούς, με υδράργυρο κ.ά. Στις ηλεκτρονικές εφαρμογές περισσότερο εύχρηστοι είναι οι «ξηροί ανορθωτές» (σχήμα 4), λόγω του χαμηλού κόστους παραγωγής, της οικονομικής λειτουργίας και του μικρού μεγέθους, που μπορεί να είναι μικρότερο και από το κεφάλι ενός σπίρτου. Οι ξηροί ανορθωτές λέγονται και «κρυσταλλοδίοδοι» γερμανίου, πυριτίου, σεληνίου, ανάλογα με το στοιχείο από το οποίο έχουν κατασκευαστεί. Κάθε ανορθωτής αντέχει σε ορισμένη τάση. Για μεγαλύτερες τάσεις του ρεύματος χρησιμοποιούνται περισσότεροι ανορθωτές σε διάταξη, που λέγεται «ανορθωτική γέφυρα» (σχήμα 5). Η λειτουργία των περισσότερων ξερών ανορθωτών βασίζεται στις ιδιότητες των «ημιαγωγών». Σε απλές εφαρμογές χρησιμοποιείται στα εργαστήρια ο ανορθωτής οξειδίου του χαλκού. Αυτός αποτελείται από πλάκα χαλκού, της οποίας η μια επιφάνεια έχει καλυφθεί με στρώμα οξειδίου του χαλκού (CuO). Στο στρώμα αυτό του οξειδίου ακουμπά μια πλάκα από μόλυβδο. Το ρεύμα είναι αρνητικό ηλεκτρόδιο. Όταν η πλάκα του χαλκού γίνεται θετικό ηλεκτρόδιο, τότε από το σύστημα δεν περνάει ρεύμα. Αν λοιπόν στα άκρα του συστήματος εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση, τότε από το σύστημα περνάει μόνο η μια από τις εναλλαγές του εναλλασσόμενου ρεύματος. Ένα ακόμα σημαντικό ανορθωτικό σύστημα είναι το σύστημα της «διόδου λυχνίας».
Αντηχείο. Κοιλότητα μεταλλική ή ξύλινη γεμάτη αέρα και με κατάλληλες διαστάσεις, που χρησιμεύει για την ενίσχυση του ήχου. Η ηχητική πηγή παράγει έναν ήχο ορισμένης συχνότητας και επομένως, σύμφωνα με τους νόμους των «ηχητικών σωλήνων», το μήκος του αντηχείου πρέπει να βρίσκεται σε ορισμένη σχέση με τη συχνότητα, ώστε να δημιουργηθεί ενίσχυση του ήχου. Δηλαδή, ο νέος ισχυρότερος ήχος παράγεται από τη διέγερση της στήλης του αέρα που βρίσκεται μέσα στο αντηχείο, όταν υπάρξει «συντονισμός» ανάμεσα στον όγκο του αέρα και τη συχνότητα της πηγής. Μεγάλη χρήση των αντηχείων γίνεται στην ενίσχυση του ήχου διάφορων μουσικών οργάνων, όπως στην κιθάρα, στο βιολί κ.α. Οι τύποι αυτών των αντηχείων έχουν κατάλληλο σχήμα, ώστε να συντονίζονται με πολλές συχνότητες, γιατί πρέπει να ακούγονται και να ενισχύονται όλες οι συχνότητες τις οποίες παράγουν οι χορδές. Για τις έρευνες στην ακουστική χρησιμοποιούνται πολλοί τύποι αντηχείων, βασικά από μέταλλο, όπως το αντηχείο του Helmholtz και το αντηχείο Köenig, στο οποίο μπορούμε με ρύθμιση του μήκους του να μεταβάλουμε τον όγκο της στήλης του αέρα και επομένως τη συχνότητα του ήχου με την οποία προκαλείται το φαινόμενο του συντονισμού και της ενίσχυσης του ήχου.
Αντηχείο ηλεκτρομαγνητικό. Το φαινόμενο του συντονισμού με το αντηχείο εμφανίζεται και στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας μέχρι 3.104 MHz. Στις συνθήκες του συντονισμού ο χώρος μέσα στο αντηχείο περιλαμβάνει ένα σύνολο από σημεία, στα οποία το ηλεκτρικό ή το μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζονται από ένταση μηδενική και ένα σύνολο από σημεία με τη μέγιστη τιμή της έντασης. Έτσι δημιουργούνται «στάσιμα κύματα» με ορισμένες συχνότητες συντονισμού, οι οποίες καθορίζονται βασικά από το σχήμα και τις διαστάσεις του αντηχείου και αντιστοιχούν στην περιοχή των «μικροκυμάτων» (μήκος κύματος λ = 0,1 εκ. έως 25 εκ.). Η ενέργεια την οποία μεταφέρουν τα στάσιμα κύματα δεν παραμένει σταθερή, αλλά παρουσιάζει ελάττωση λόγω του φαινομένου απορρόφησης ενέργειας από τα τοιχώματα του αντηχείου. Ένας τύπος αντηχείου, αντίστοιχος με το αντηχείο του Köenig, χρησιμοποιείται για την εύρεση της συχνότητας των μικροκυμάτων, οπότε από τον τύπο
(c = ταχύτητα του φωτός, v = συχνότητα, λ = μήκος κύματος) μπορούμε να βρούμε το μήκος κύματος των μικροκυμάτων. Οι λυχνίες που λειτουργούν με βάση το «θερμιονικό φαινόμενο» και χρησιμοποιούνται στην παραγωγή κυμάτων υψηλής συχνότητας ως κύρια στοιχεία διατάξεων ταλαντώσεων αποδίδουν την ενέργειά τους με τα ηλεκτρομαγνητικά αντηχεία. Ηλεκτρομαγνητικά αντηχεία χρησιμοποιούνται στους σύγχρονους γραμμικούς επιταχυντές σωματιδίων στην Πυρηνική Φυσική, καθώς επίσης και στις συσκευές ραντάρ που λειτουργούν με εκπομπή και ανάκλαση μικροκυμάτων, οπότε είναι απαραίτητη η συγκέντρωση και η εστίαση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Αντήχηση. Η ενίσχυση του ήχου που παράγεται όταν τα ηχητικά κύματα που ξεκινούν από την πηγή του ήχου ανακλαστούν σε ένα εμπόδιο και επιστρέψουν στην πηγή. Όταν παράγεται ήχος σε περιορισμένο χώρο, τα ηχητικά κύματα, καθώς διαδίδονται στο χώρο, πέφτουν πάνω στις διάφορες επιφάνειες (π.χ. τοίχους) και σε διάφορα σημεία συναντούν τον αρχικό ήχο. Έτσι προκύπτει σημαντική ενίσχυση του ήχου. Το φαινόμενο παρατηρείται σε χαράδρες, σε απόκρημνους βράχους και σε στενές αίθουσες. Οι αρχιτέκτονες παίρνουν σοβαρά υπόψη τους το φαινόμενο της αντήχησης στην κατασκευή θεάτρων και μεγάλων αιθουσών για διαλέξεις, όπου πρέπει η ακουστική να είναι πολύ καλή και να μην υπάρχει αλλοίωση του ήχου. Για να δημιουργηθεί αντήχηση, πρέπει η απόσταση ανάμεσα στην πηγή που παράγει τον ήχο και στο εμπόδιο που προκαλεί την ανάκλαση, να είναι μικρότερη από 17 μέτρα. Αν η απόσταση είναι μεγαλύτερη, τότε παράγεται «ηχώ», δηλαδή ανάκλαση του ήχου που ακούγεται χωριστά, χωρίς να ενισχύει τον αρχικό ήχο. Ο ήχος διανύει 340 μέτρα κάθε δευτερόλεπτο, δηλαδή 34 μέτρα κάθε 1/10 του δευτερόλεπτου. Το αισθητήριο της ακοής διατηρεί το ακουστικό ερέθισμα, που λέγεται ήχος, για χρόνο ίσο με 1/10 του δευτερολέπτου. Άρα η δημιουργία του φαινομένου της αντήχησης οφείλεται στο ότι ο ήχος διανύει την απόσταση από την πηγή μέχρι το εμπόδιο, που απέχει 17 μέτρα, και επιστρέφει στην πηγή διανύοντας άλλα 17 μέτρα σε χρόνο 1/10 του δευτερολέπτου και πριν ακόμη σβήσει το ερέθισμα από το αισθητήριο της ακοής, οπότε δημιουργείται η ενίσχυση του αρχικού ήχου.
Αντιδευτέριο. Αντισωματίδιο σύνθετης φύσης αποτελούμενο από ένα αντιπρωτόνιο και ένα αντινετρόνιο. Έχει φορτίο –1 και ατομική μάζα 2 και παράχθηκε το 1965 εργαστηριακά στο Μπρουκχέιβεν (ΗΠΑ).
Αντίδραση. Η ενέργεια που εκδηλώνεται αντίθετα σε κάποια άλλη μέσα στο ίδιο πλαίσιο χώρου και χρόνου (δράση-αντίδραση).
Αντίδραση, πυρηνική. Η φυσική ραδιενέργεια απέδειξε ότι οι πυρήνες των ατόμων είναι δυνατό να διασπαστούν και ότι αποτελούνται από απλούστερα συστατικά. Από τη στιγμή αυτής της ανακάλυψης σκοπός της έρευνας έγινε η ανεύρεση μέσων και τρόπων για τη μεταβολή της σύστασης των ατομικών πυρήνων. Η πρώτη «τεχνητή μεταστοιχείωση», η μεταβολή δηλαδή της σύστασης του πυρήνα με τεχνητό τρόπο, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη μετατροπή του πυρήνα ενός στοιχείου σε πυρήνα άλλου στοιχείου, έγινε το 1919 από τον Έρνεστ Ράδερφορντ. Αυτός επέδρασε με ακτινοβολία «σωματιδίων α» επάνω σε άζωτο, οπότε, όπως διαπιστώθηκε, με τη συσσωμάτωση των σωματιδίων-α στον πυρήνα του αζώτου δημιουργήθηκε τελικά οξυγόνο με σύγχρονη εκπομπή ενός «πρωτονίου».
Εκτός λοιπόν από τους ραδιενεργούς πυρήνες, οι οποίοι είναι ασταθείς και διασπώνται μόνοι τους, είναι δυνατό να διασπαστούν και σταθεροί πυρήνες, αρκεί να βομβαρδιστούν με κινούμενα σωματίδια μεγάλης κινητικής ενέργειας, οπότε πετυχαίνεται «τεχνητή διάσπαση» των πυρήνων. Ως βλήματα για τις τεχνητές διασπάσεις είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν σωματίδια α, τα οποία εκπέμπονται κατά τη διάσπαση των φυσικών ραδιενεργών πυρήνων, «φωτόνια γ», καθώς επίσης πρωτόνια, δευτερόνια, νετρόνια, στα οποία πρέπει με κατάλληλες διατάξεις να δώσουμε μεγάλη ταχύτητα. Τα σωματίδια-βλήματα ενσωματώνονται στον πυρήνα που βομβαρδίζεται αλλά ο ενδιάμεσος σύνθετος πυρήνας που δημιουργείται είναι ασταθής και διασπάται σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, με αποτέλεσμα την παραγωγή θραυσμάτων μεγάλης κινητικής ενέργειας. Τα θραύσματα αυτά μπορεί να είναι ανάλογα με την περίπτωση πρωτόνια, σωματίδια α, νετρόνια ή και νέοι πυρήνες. Έτσι συμβαίνουν οι τεχνητές μεταστοιχειώσεις. Μεταξύ των αρχικών σωματιδίων και των προϊόντων της θραύσης μπορούμε να γράψουμε μια σχέση με μορφή εξίσωσης, όπως συμβαίνει στις διάφορες χημικές αντιδράσεις. Οι εξισώσεις αυτές λέγονται «πυρηνικές αντιδράσεις». Με τον ίδιο όρο χαρακτηρίζουμε και τα αντίστοιχα πυρηνικά φαινόμενα που παριστάνουν οι εξισώσεις. Όταν βομβαρδίζεται ένας στόχος, ο οποίος αποτελείται από άτομα που έχουν πυρήνες Χ με οβίδες, οι οποίες είναι σώματα α, τότε μπορεί να συντελεστούν πυρηνικές αντιδράσεις, οπότε παράγεται τουλάχιστον ένας άλλος πυρήνας Υ και ένα ή περισσότερα σώματα b:
α + Χ  Υ + b ή Χ(α, b)Y.
Η ενέργεια η οποία απελευθερώνεται σε μια τέτοια πυρηνική αντίδραση ονομάζεται ενέργεια α της αντίδρασης και ορίζεται ως
Q = (Μα + Μx – Μy – Μb)C2.
Αντιδραστήρας. Μηχανισμός που χρησιμοποιείται για την κίνηση ενός οχήματος (αεροπλάνου, αυτοκινήτου, υποβρυχίου, πυραύλου). Στηρίζεται στο αξίωμα «δράσης και αντίδρασης» και το «θεώρημα διατήρησης της ορμής», δύο βασικές αρχές της Φυσικής. Η ώθηση για την κίνηση του οχήματος παράγεται από την αντίθετη κίνηση τεράστιων μαζών αερίων που δημιουργούνται κατά την καύση. Ανάλογα με το αν τα αέρια προέρχονται από το μέσο στο οποίο κινείται το όχημα ή μεταφέρονται μέσα σ' αυτό, οι αντιδραστήρες διακρίνονται σε «εξωαντιδραστήρες» και «ενδοαντιδραστήρες». Η προωθητική δύναμη δημιουργείται από την κρούση των μορίων του καιγόμενου αέριου μείγματος. Αυτό γίνεται εύκολα κατανοητό, αν έχουμε ένα δοχείο γεμάτο αέριο με μεγάλη πίεση και το στηρίξουμε σε κινούμενο όχημα. Μόλις ανοίξουμε τη στρόφιγγα, θα παρατηρήσουμε την «εξ αντιδράσεως» κίνηση του οχήματος σε αντίθετη διεύθυνση από το αέριο (κινητήρας Jet). Ο αντιδραστήρας του τύπου αυτού αποτελείται κυρίως από το θάλαμο καύσης, όπου εισάγεται το καύσιμο. Η πίεση που αναπτύσσεται από την καύση σπρώχνει τα αέρια στην έξοδο, όπου γίνεται καλύτερη καύση. Ένα μέρος από την «κινητική ενέργεια» των αερίων βάζει σε κίνηση το «στρόβιλο», ο οποίος στη συνέχεια κινεί το «συμπιεστή», που αναρροφά και συμπιέζει τον αέρα μέσα στο θάλαμο καύσης. Στροβιλοαντιδραστήρες του τύπου αυτού διαθέτουν τα σύγχρονα αεροπλάνα (επιβατικά και πολεμικά) με αποτέλεσμα να πετυχαίνουν ταχύτητες μέχρι 2.000-2.500 χλμ./ώρα. Η ικανότητα των στροβιλοαντιδραστήρων δε μετριέται σε ίππους (HP) αλλά σε χιλιόγραμμα (Kgr), γιατί έχουμε προωθητική ελκτική «δύναμη» και όχι «ισχύ», εκτός αν πάρουμε υπόψη και την αντίστοιχη ταχύτητα, οπότε η ισχύς θα δίνεται από τον τύπο N = F • υ (Ν = ισχύς, F = δύναμη, υ = ταχύτητα). Αν θέλουμε να υπολογίσουμε την «ώθηση», θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο, όπου Ω είναι η ώθηση, m1 η ποσότητα του αέρα που αναρροφάται ανά δευτερόλεπτο, m2 η ποσότητα του καύσιμου που καίγεται ανά δευτερόλεπτο, υο η ταχύτητα του οχήματος, υ1 η ταχύτητα των αερίων που βγαίνουν και g η επιτάχυνση της βαρύτητας στον τόπο όπου κινείται το όχημα. Η «επιτάχυνση της βαρύτητας» g λαμβάνεται σοβαρά υπόψη για τον καθορισμό της ποσότητας καυσίμου στους «αυτοαντιδραστήρες», δηλαδή στο σύστημα κίνησης των πυραύλων.
Αντιδραστήρας, πυρηνικός. Ειδική διάταξη μέσα στην οποία επιτυγχάνεται η εξέλιξη μιας πυρηνικής αντίδρασης για την παραγωγή ενέργειας. Επομένως, πυρηνικός αντιδραστήρας είναι το μηχανικό σύστημα μέσα στο οποίο το πυρηνικό «σχάσιμο» υλικό βρίσκεται σε κατάλληλη ποσότητα, γεωμετρική κατανομή και ειδικό περιβάλλον, ώστε να είναι δυνατό να συντηρηθεί μια «ελεγχόμενη αλυσιδωτή αντίδραση» σχάσης του.
Ο πρώτος ατομικός αντιδραστήρας ήταν πειραματικός και κατασκευάστηκε το 1942 στο Σικάγο από τον Ενρίκο Φέρμι. Μια χρήσιμη ποσότητα στη λειτουργία αντιδραστήρων είναι η λεγόμενη σταθερά αναπαραγωγής Κ, η οποία ορίζεται ως ο μέσος αριθμός νετρονίων από κάθε σχάση που θα προκαλέσουν άλλες σχάσεις. Η μέγιστη τιμή της Κ για τη διάσπαση του ουρανίου είναι 2,5. Για πολλούς όμως λόγους η Κ είναι πολύ μικρότερη. Αλυσιδωτή αντίδραση έχουμε όταν Κ=1. Τότε λέμε ότι ο αντιδραστήρας είναι κρίσιμος. Όταν η Κ είναι μικρότερη από τη μονάδα, ο αντιδραστήρας είναι υποκρίσιμος και η αντίδραση «σβήνει». Όταν η Κ είναι μεγαλύτερη από τη μονάδα, ο αντιδραστήρας είναι υπερκρίσιμος και η αντίδραση προχωρεί ανεξέλεγκτη. Εάν χρησιμοποιείται ο αντιδραστήρας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, πρέπει η τιμή του Κ να είναι κοντά στη μονάδα. Στον αντιδραστήρα χρειάζεται αρχικά το πυρηνικό σχάσιμο υλικό. Αυτό κατά προτίμηση είναι το φυσικό ουράνιο. Επίσης, απαραίτητος στον αντιδραστήρα είναι ο «επιβραδυντής», που μπορεί να είναι κοινό νερό ή καλύτερα «βαρύ ύδωρ» ή στερεό οξείδιο του βηρυλλίου ή γραφίτης. Τρίτο συστατικό του αντιδραστήρα είναι οι «ράβδοι ελέγχου» από βόριο ή κάδμιο που έχουν την ικανότητα να δεσμεύουν τα θερμικά «νετρόνια» της σχάσης. Τέλος, το τέταρτο χαρακτηριστικό του αντιδραστήρα είναι το «ψυκτικό υλικό», απαραίτητο γιατί ο αντιδραστήρας είναι κατά βάση θερμή πηγή. Το υλικό αυτό μεταφέρει τη θερμότητα προς τα έξω ή τη δίνει για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι αντιδραστήρες διαιρούνται από άποψη ταχύτητας των «νετρονίων» σε δύο τάξεις: α) στους «βραδείς» και β) στους «ταχείς». Από την άποψη της κατανομής του «επιβραδυντή» και του σχάσιμου υλικού διαιρούνται σε «ομογενείς» και «ετερογενείς». Η ισχύς του αντιδραστήρα υπολογίζεται από τον αριθμό των σχάσεων στο δευτερόλεπτο. Υπολογίζεται ότι για τη δημιουργία και τη συνάρτηση ισχύος 1.000 κιλοβάτ χρειάζεται ως κατανάλωση σχάσιμου υλικού ένα γραμμάριο κάθε μέρα. Η ισχύς είναι θερμική και όχι ηλεκτρική.
Η πιο γνωστή εφαρμογή των πυρηνικών αντιδραστήρων είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ενέργεια από τη σχάση εμφανίζεται ως κινητική ενέργεια των θραυσμάτων σχάσης και το άμεσο αποτέλεσμα είναι η θέρμανση των στοιχείων με το σχάσιμο υλικό και του νερού που βρίσκεται στο περίβλημα. Η θερμότητα χρησιμοποιείται στην παραγωγή ατμού, ο οποίος δίνει κίνηση στις στροβιλογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Ένας συνηθισμένος μέσος σταθμός πυρηνικής ενέργειας εμφανίζει μέγιστη ισχύ παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας 1.000 MW.
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες όμως έχουν και άλλες πολλές πρακτικές εφαρμογές. Έτσι χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ραδιοϊσοτόπων για ιατρικές και άλλες επιστημονικές έρευνες, στην παραγωγή νετρονίων, τα οποία χρησιμοποιούνται σε έρευνες δομής των κρυστάλλων, και τέλος στην παραγωγή σχάσιμων στοιχείων, όπως το πλουτώνιο. Οι «αναπαραγωγικοί αντιδραστήρες» λειτουργούν με βάση την τελευταία εφαρμογή.
Το γεγονός ότι ακόμη και αν διακοπεί η αλυσιδωτή αντίδραση με τη χρήση των ράβδων ελέγχου στην καρδιά του αντιδραστήρα, συνεχίζεται η παραγωγή θερμότητας από τις β-διασπάσεις, αποτελεί ένα σοβαρό θέμα ελέγχου και ασφάλειας των πυρηνικών αντιδραστήρων.
Το πρώτο γνωστό ατύχημα, που οφειλόταν σ’ αυτή ακριβώς τη δυσκολία έγινε στον πυρηνικό σταθμό Three Mile Island της Πενσιλβάνιας το Μάρτιο του 1979. Η μεγάλη καταστροφή στο Τσέρνομπιλ (26 Απριλίου 1986) ήταν αποτέλεσμα συνδυασμού ανθρώπινων λαθών και ασταθούς σχεδιασμού του πυρηνικού εργοστασίου. Για να αντισταθμιστεί η απώλεια ισχύος από έλλειψη νετρονίων, που απορροφήθηκαν από το 135Χe, απομακρύνθηκαν πολλές ράβδοι ελέγχου. Σε χρόνο 4 δευτερολέπτων η ισχύς εκατονταπλασιάστηκε και ακολούθησε έκρηξη που οφειλόταν στην υψηλή πίεση του ατμού. Η έκρηξη κατέστρεψε το σύστημα ψύξης της καρδιάς του αντιδραστήρα και ο επιβραδυντής γραφίτη αναφλέχτηκε. Η συνολική ενεργότητα του ραδιενεργού υλικού που σκορπίστηκε στην ατμόσφαιρα υπολογίστηκε σε 108 Ci, περίπου, με όλες τις εξαιρετικά βλαβερές συνέπειες στο οικοσύστημα, τόσο της ευρύτερης περιοχής και των κατοίκων της, όσο και γειτονικών χωρών όπου μεταφέρθηκαν τα ραδιενεργά υλικά από τις αέριες μάζες. Σήμερα ένας μεγάλος αριθμός αντιδραστήρων λειτουργεί σε ηλεκτροπαραγωγικούς πυρηνικούς σταθμούς σε πολλές χώρες, εκτός από αυτούς που χρησιμοποιούνται σε ερευνητικά κέντρα καθώς και στην κίνηση πλοίων και υποβρυχίων.
Αντιηλεκτρεγερτική δύναμη. Η αντίστροφη ηλεκτρεγερτική δύναμη σε έναν κινητήρα, η οποία αντιτίθεται στην κατεύθυνση της ηλεκτρεγερτικής δύναμης τροφοδότησης. Η αντι-ΗΕΔ αναπτύσσεται στο επαγώγιμο του κινητήρα, το οποίο στρέφεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ο επαγωγέας και είναι ο συντελεστής αναλογίας ανάμεσα στην ισχύ (Ρ), και η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα, και την ένταση (Ι) του ρεύματος, δηλαδή Ρ=Ε’•Ι. Η αντι-ΗΕΔ εξαρτάται από τη γωνιακή ταχύτητα του επαγώγιμου. Τη στιγμή του ξεκινήματος, όπου η γωνιακή ταχύτητα είναι μικρή και η αντι-ΗΕΔ έχει σχεδόν μηδενική τιμή, η ένταση του ρεύματος που περνά από το κύκλωμα παίρνει μεγάλη τιμή, πολλές φορές μεγαλύτερη από την ένταση του ρεύματος της κανονικής λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, το ρεύμα εκκίνησης είναι επικίνδυνο για το περιτύλιγμα του επαγώγιμου. Μια ρυθμιζόμενη σε σειρά αντίσταση στο εξωτερικό κύκλωμα, η οποία σταδιακά ελαττώνεται όσο ο αριθμός των στροφών του κινητήρα αυξάνει, προφυλάγει τις σπείρες του επαγώγιμου από καταστροφή και πετυχαίνει την ομαλή λειτουργία του κινητήρα.
Αντικατοπτρισμός. Το οπτικό φαινόμενο στο οποίο οι φωτεινές ακτίνες που προέρχονται από ένα μακρινό αντικείμενο παθαίνουν «καμπύλωση» λόγω του φαινομένου της «ατμοσφαιρικής διάθλασης», με αποτέλεσμα να σχηματίζονται στο μάτι μας δύο είδωλα ενός και του ίδιου αντικειμένου. Σε κανονικές συνθήκες ο «δείκτης διάθλασης» των αέριων στρωμάτων της ατμόσφαιρας ελαττώνεται όσο ψηλότερα ανεβαίνουμε, επειδή μειώνεται η πυκνότητα του αέρα. Όμως, η πυκνότητα των ατμοσφαιρικών στρωμάτων είναι δυνατό να διαταραχτεί από διάφορα αίτια. Για να δημιουργηθεί το φαινόμενο του αντικατοπτρισμού πρέπει ο αέρας που βρίσκεται κοντά στο έδαφος να είναι οπτικά αραιότερος, δηλαδή θερμότερος από τα ανώτερα στρώματα αέρα. Οι συνθήκες αυτές δημιουργούνται περισσότερο συχνά σε περιοχές όπου το έδαφος ζεσταίνεται έντονα από τις ηλιακές ακτίνες. Στην περίπτωση αυτή, το φως που προέρχεται από το ψηλότερο σημείο ενός αντικειμένου, π.χ. δέντρου, φτάνει στο μάτι του παρατηρητή από δύο διαφορετικές διευθύνσεις. Μια ακτίνα ακολουθώντας το νόμο της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός φτάνει κατευθείαν στο μάτι του παρατηρητή. Μια ακτίνα όμως που διευθύνεται προς τα κάτω θα πάθει διάθλαση προς τα πάνω και θα φτάσει στον παρατηρητή, ο οποίος θα δει στην προέκτασή της την εικόνα του δέντρου. Έτσι εμφανίζεται το αντικείμενο από τη μια στην πραγματική του θέση και από την άλλη σε αντίστροφη θέση, σαν να υπήρχε ανάμεσα στο αντικείμενο και τον παρατηρητή επίπεδος καθρέφτης ή επίπεδη επιφάνεια νερού. Το φαινόμενο αυτό λέγεται «κατώτερος αντικατοπτρισμός» και παρατηρείται συνήθως στην έρημο και στους μεγάλους ασφαλτοστρωμένους δρόμους, όπου δημιουργείται η εντύπωση ότι σε μεγάλη απόσταση από τον παρατηρητή ο δρόμος είναι βρεγμένος. Όταν σε επαφή με το έδαφος βρίσκονται ψυχρότερα στρώματα αέρα, τότε η εικόνα εμφανίζεται πάνω από το πραγματικό αντικείμενο και δημιουργείται το φαινόμενο που λέγεται «ανώτερος αντικατοπτρισμός». Πολλά από τα λαϊκά ανεξήγητα φαινόμενα έχουν την εξήγησή τους στο φαινόμενο αυτό. Στην Ελλάδα και ειδικά στην Κρήτη και στην Εύβοια υπάρχουν οι «δροσουλίτες», ενώ στις ιταλικές ακτές το φαινόμενο της «fata morgana» που είναι καθαρά φαινόμενα αντικατοπτρισμού.
Αντινετρίνο. Υποατομικό σωματίδιο που παράγεται κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις και τις αντιδράσεις στοιχειωδών σωματιδίων. Υπάρχουν τριών ειδών αντινετρίνο: α) του ηλεκτρονίου, β) του μυονίου, γ) του σωματιδίου ταυ. Τα αντινετρίνο έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες: α) Είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. β) Η μάζα ηρεμίας τους είναι μικρότερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου, ίσως μάλιστα είναι και μηδενική (πρόσφατα πειράματα όμως δείχνουν ότι μάλλον η μάζα τους δεν είναι μηδενική). γ) Έχουν σπιν 1/2, αντιπαράλληλο με τα αντίστοιχα σπιν των νετρίνων. δ) Συμμετέχουν μόνο με σπιν ασθενείς αλληλεπιδράσεις και επομένως είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν ακριβώς, διότι αλληλεπιδρούν μόνο ασθενώς.
Η ύπαρξη του προβλέφθηκε θεωρητικά από τον Pauli (1933), ο οποίος υπέθεσε την ύπαρξή του για να εξηγήσει τη διατήρηση της ενέργειας, της ορμής και της στροφορμής κατά τη β- διάσπαση. Το ανακαλύφθηκε το 1956 σε ένα πείραμα που έκαναν οι Cowan και Reines. Το 1962 στον επιταχυντή Α.G.S. του εργαστηρίου Brookhaven των ΗΠΑ ανακαλύφθηκε.
Αντινετρόνιο. Πυρηνικό σωματίδιο με μάζα ίση με τη μάζα του νετρονίου, το οποίο όμως ανήκει στα αντισωματίδια. Όπως το νετρόνιο, έτσι και το αντινετρόνιο δεν παρουσιάζει ηλεκτρικό φορτίο, η διαφορά τους όμως είναι ότι έχουν αντιπαράλληλα σπιν.
Αντιπρωτόνιο. Πυρηνικό σωματίδιο με μάζα ίση με του πρωτονίου αλλά με αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο, δηλαδή αρνητικό. Συμβολίζεται με. Καθώς ανήκει στα σωματίδια της αντιύλης, έχει ελάχιστο χρόνο ζωής, περίπου 10-9 sec. Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά και πιστοποιήθηκε η ύπαρξή του το 1955 στο Μπέρκλεϊ των ΗΠΑ από τους Όουεν Τσάμπερλεν και Εμίλιο Σεγκρέ που βραβεύτηκαν το 1959 με το Νόμπελ Φυσικής.
Αντιστάθμιση. Η ενέργεια κατά την οποία με αντίθετη δράση μιας δύναμης πετυχαίνουμε να ισοζυγίζουμε το αποτέλεσμα της επίδρασης μιας άλλης αρχικής δύναμης. Η ισορρόπηση με το αντίβαρο στους ζυγούς και στις πλάστιγγες είναι περίπτωση αντιστάθμισης. Στην ηλεκτροτεχνία, αντιστάθμιση δυναμομηχανής συνεχούς ρεύματος είναι η εξουδετέρωση του μαγνητικού πεδίου που σχηματίζεται στον επαγωγέα και ο σχηματισμός στις θέσεις αλλαγής της ροής, ευνοϊκού μαγνητικού πεδίου για την ανεμπόδιστη λειτουργία της μηχανής. Το μαγνητικό πεδίο του επαγωγέα οφείλει τη δημιουργία του στο ότι οι αγώγιμες σπείρες που τον περιβάλλουν διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πρόσθετου μαγνητικού πεδίου, το οποίο μεταβάλλει τη μορφή του αρχικού σταθερού πεδίου και προκαλεί σπινθήρες στις επαφές. Για την εξουδετέρωση αυτού του πεδίου και το σχηματισμό του απαραίτητου ευνοϊκού πεδίου χρησιμοποιούμε «ολική» ή «μερική» αντιστάθμιση. Μερική αντιστάθμιση πετυχαίνουμε με την πρόσθεση «πόλων αντιστάθμισης», οι οποίοι τοποθετούνται στις ουδέτερες ζώνες, ανάμεσα στους κύριους μαγνητικούς πόλους. Ολική αντιστάθμιση έχουμε με τη χρησιμοποίηση πόλων αντιστάθμισης αλλά και «τυλιγμάτων αντιστάθμισης», τα οποία τοποθετούνται κάτω από τις βάσεις των κύριων πόλων.
Στις ναυτικές πυξίδες έχουμε την «αντιστάθμιση πυξίδας», όπου, με μαγνήτες ή σιδερένιες σφαίρες κατάλληλα τοποθετημένες στο σύστημα εξάρτησης της πυξίδας, προσπαθούμε να εξουδετερώσουμε τις παρεκτροπές της μαγνητικής βελόνας, που οφείλονται στην επίδραση του άμεσου περιβάλλοντος (σιδερένιος σκελετός του πλοίου, ύπαρξη αγωγών που διαρρέονται από ρεύμα, δημιουργία στατικού φορτίου κ.ά.).
Στη Μηχανική η έννοια αντιστάθμιση καλύπτει τον τομέα των ενεργειών με τις οποίες αντιμετωπίζουμε τις διαστολές των μεταλλικών μερών των συσκευών, που προκαλεί η ύψωση της θερμοκρασίας λόγω τριβών, εφόσον οι μεταβολές αυτές επιδρούν στην κανονική λειτουργία της συσκευής. Στα ρολόγια ακριβείας χρησιμοποιούμε ειδικά κράματα (Invar), ώστε ο θερμικός συντελεστής γραμμικής διαστολής να μην επιδρά στην κίνηση του «αιωρητού» και συνεπώς στην ακρίβεια των ενδείξεων.
Γενικά, ο όρος αντιστάθμιση στις διάφορες τεχνικές εφαρμογές σημαίνει τη με διάφορους τρόπους και μεθόδους εξουδετέρωση ανωμαλιών ή μεταβολών που συμβαίνουν στη λειτουργία μιας μηχανής ή συσκευής και οφείλονται σε εξωτερικά αίτια και επιδράσεις. Αντίθετα, «αντισταθμιστής» είναι η συσκευή η οποία προκαλεί μια ορισμένη διαφορά κατάστασης (δυναμικό, στροφή επιπέδου πόλωσης του φωτός κ.ά.) και με τη βοήθεια κατάλληλης διάταξης μετράει την ένταση του φαινομένου που δημιουργεί τη μεταβολή.
Αντίσταση. Η δυσκολία που συναντά το ηλεκτρικό ρεύμα όταν περνάει μέσα από αγωγούς. Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η κίνηση ηλεκτρονίων, δηλαδή αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων προς μια ορισμένη κατεύθυνση. Η αντίσταση που παρουσιάζουν οι αγωγοί οφείλεται στις συγκρούσεις των ηλεκτρονίων με τα «δομικά στοιχεία» του στερεού αγωγού, τα άτομα και τα ιόντα. Από τις συγκρούσεις αυτές τα άτομα διεγείρονται σε έντονη άτακτη κίνηση με δαπάνη κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων. Η ζωηρή αυτή κίνηση των ατόμων έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του αγωγού και την ελάττωση της ροής του ρεύματος. Αιτία της δημιουργίας ροής ηλεκτρονίων είναι η «διαφορά δυναμικού» ή τάση που υπάρχει στα άκρα του αγωγού. Αντίσταση του αγωγού είναι το σταθερό πηλίκο της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα του αγωγού, προς την ένταση του ρεύματος που περνάει απ' αυτόν. Δηλαδή:
Όσο καλός αγωγός και αν είναι ένα σώμα, τα ηλεκτρικά φορτία που περνούν από αυτό συναντούν αντίσταση. Ο άργυρος, που είναι ο άριστος από τους καλούς αγωγούς, παρουσιάζει αντίσταση, ελάχιστη βέβαια, στη δίοδο του ηλεκτρικού ρεύματος.
Η αντίσταση ενός αγωγού εξαρτάται από το μήκος του και συγκεκριμένα «η αντίσταση είναι ανάλογη του μήκους», δηλαδή όταν διπλασιάζεται το μήκος του αγωγού διπλασιάζεται και η αντίστασή του. Η αντίσταση είναι «αντιστρόφως ανάλογη προς το εμβαδόν της τομής του αγωγού», δηλαδή όταν διπλασιαστεί η επιφάνεια της τομής του αγωγού, η αντίσταση ελαττώνεται στο μισό. Επίσης, η αντίσταση «εξαρτάται από το υλικό του αγωγού». Η εξάρτηση αυτή καθορίζεται από την «ειδική αντίσταση» (ρ) του υλικού, η οποία ισούται αριθμητικά με την αντίσταση αγωγού του ίδιου υλικού σε σχήμα κύβου με πλευρά 1 μέτρο, όταν το ρεύμα εισέρχεται από τη μια πλευρά και εξέρχεται από την απέναντι. Οι προηγούμενες προτάσεις εκφράζονται με τη σχέση: (R = αντίσταση, ρ = ειδική αντίσταση, = μήκος του αγωγού, s = εμβαδόν τομής). Ο νόμος του Ohm (Ωμ) συσχετίζει τις αιτίες και τα αποτελέσματα στη δίοδο του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από έναν αγωγό και εκφράζεται ως εξής: «Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, που διαρρέει έναν αγωγό, είναι ανάλογη προς τη διαφορά δυναμικού που υπάρχει στα άκρα του αγωγού και αντιστρόφως ανάλογη προς την αντίστασή του. Ο νόμος γράφεται με μορφή του τύπου: ή. Όταν η τάση στα άκρα του αγωγού προσδιορίζεται δύσκολα, η αντίσταση είναι δυνατό να υπολογιστεί με βάση το νόμο του Joule W = I2 • R • t. Από τον τύπο προκύπτει ότι, όταν μια αντίσταση R διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα έντασης Ι για χρόνο t, αποδίδει ενέργεια W υπό μορφή θερμότητας. Αν ο τύπος λυθεί ως προς R, θα έχουμε:. Όμως, δηλαδή η ενέργεια που παράγεται σε ορισμένο χρόνο ισούται με την ισχύ του ρεύματος. Άρα ο τύπος γράφεται: από όπου προσδιορίζεται ο άγνωστος παράγοντας R, δηλαδή η αντίσταση. Το αντίστροφο της αντίστασης λέγεται «αγωγιμότητα» (G) και εκφράζεται με τον τύπο:.
Η ηλεκτρική αντίσταση όλων των ουσιών μεταβάλλεται, όταν μεταβληθεί η εξωτερική θερμοκρασία. Αυτή τη μεταβολή μπορούμε να την κατατάξουμε σε τρεις κατηγορίες, ανάλογα με τη φύση του υλικού του αγωγού: α) Η αντίσταση στους αγωγούς αυξάνεται, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται. β) Η αντίσταση στους ημιαγωγούς και στους ηλεκτρολύτες ελαττώνεται, όταν αυξάνεται η θερμοκρασία. γ) Η αντίσταση είναι πρακτικά ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία. Η περίπτωση αυτή είναι χρήσιμη στις τεχνικές εφαρμογές και είναι δυνατή με την κατασκευή ειδικών κραμάτων. Εάν Ro είναι η αντίσταση ενός αγωγού σε 0°C, R η αντίσταση του ίδιου αγωγού σε θ°C και α ο θερμικός συντελεστής, ισχύει για τη μεταβολή της αντίστασης ο τύπος Rθ = Rο (1+α.Θ). Σε ορισμένα μέταλλα, όταν η θερμοκρασία γίνει πάρα πολύ χαμηλή και πλησιάζει τη θερμοκρασία (–273°C) του «απόλυτου μηδενός», η αντίσταση εξαφανίζεται απότομα. Το φαινόμενο λέγεται «υπεραγωγιμότητα» και οι αγωγοί στην κατάσταση αυτή «υπεραγωγοί».
Μονάδες αντίστασης. Στο πρακτικό σύστημα (MKSA) μονάδα για τη μέτρηση των αντιστάσεων είναι το 1 Ωμ (1Ohm = 1Ω). Συνήθως στις πρακτικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται τα πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια της μονάδας Ωμ: 1Κιλοώμ = 1ΚΩ = 1.000 Ω, 1Μεγαώμ = 1ΜΩ = 1.000.000 Ω, 1Μικροώμ = 1μΩ = 1/1.000.000Ω.
Η λέξη «αντίσταση» σημαίνει επίσης τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στις εφαρμογές, με σκοπό την ελάττωση ή τη μεταβολή του ρεύματος που διέρχεται από αυτά. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αντίστασης από άποψη υλικού κατασκευής και μεγέθους, όπως αντιστάσεις σύρματος, ρυθμιστικές (ποτενσιόμετρα ή ροοστάτες) κ.ά.
Δύο είναι τα κύρια χαρακτηριστικά κάθε αντίστασης. Η τιμή της, που εκφράζεται σε (Ω) ωμ, και το μέγιστο ρεύμα, που επιτρέπεται να περάσει μέσα από την αντίσταση. Το τετράγωνο του ρεύματος αυτού σε Αμπέρ, επί την τιμή της αντίστασης σε Ωμ, καθορίζει, σύμφωνα με το νόμο του Joule, την «ισχύ ανοχής» της αντίστασης σε Βατ (Watt). (Watt = μονάδα για τη μέτρηση ισχύος). Αν εξαιρέσουμε τις αντιστάσεις σύρματος και τα ποτενσιόμετρα, στα οποία τα χαρακτηριστικά που αναφέραμε είναι τυπωμένα επάνω τους, στις αντιστάσεις του εμπορίου η τιμή σε Ωμ καθορίζεται από έναν κώδικα χρωμάτων. Κάθε χρώμα παριστάνει και έναν αριθμό σύμφωνα με τον πίνακα: ΜΑΥΡΟ = 0, ΚΑΦΕ = 1, ΚΟΚΚΙΝΟ = 2, ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ = 3, ΚΙΤΡΙΝΟ = 4, ΠΡΑΣΙΝΟ = 5, ΜΠΛΕ = 6, ΒΙΟΛΕ = 7, ΓΚΡΙ = 8, ΑΣΠΡΟ = 9. Τρία χρώματα χρησιμοποιούνται σε κάθε αντίσταση για τον καθορισμό της τιμής της και διαβάζονται με μια ορισμένη σειρά. Για το πρώτο και δεύτερο χρώμα γράφουμε απλώς τον αριθμό στον οποίο αντιστοιχεί. Δίπλα από αυτόν τον αριθμό προσθέτουμε τόσα μηδενικά όσα μας λέει το τρίτο χρώμα και έχουμε την τιμή της αντίστασης σε Ωμ. Δύο άλλα χρώματα στο τέλος του σώματος της αντίστασης δίνουν με ακρίβεια την τιμή της ως εξής: ΧΡΥΣΟ = 5% και ΑΣΗΜΙ = 10%. Στις ηλεκτρονικές εφαρμογές χρειαζόμαστε τη δράση δύο ή περισσότερων αντιστάσεων ή την τοποθέτηση αντίστασης με ορισμένη τιμή, που δεν κυκλοφορεί στο εμπόριο.
Με κατάλληλη σύνδεση αντίστασης είναι δυνατό να έχουμε τις ζητούμενες τιμές. Δύο βασικοί τρόποι σύνδεσης εφαρμόζονται στις αντιστάσεις: α) Σε σειρά. Η συνολική αντίσταση ισούται με το άθροισμα των μερικών αντιστάσεων Rολ = R1 + R2 + ... + Rν. β) Παράλληλα. Η ολική αγωγιμότητα ισούται με το άθροισμα των μερικών αγωγιμοτήτων.
Αντιστάσεις μπορούμε να μετρήσουμε έμμεσα με εφαρμογή του νόμου του Ωμ σε έναν αγωγό ή άμεσα με χρησιμοποίηση της διάταξης που λέγεται γέφυρα Γουίτστοουν (Wheatstone). Ο ταχύτερος τρόπος, αν και όχι μεγάλης ακρίβειας, είναι η μέτρηση της αντίστασης απευθείας με το ειδικό όργανο που λέγεται Ωμόμετρο. Ο νόμος του Ωμ που αναφέραμε ισχύει στο συνεχές και στο εναλλασσόμενο ρεύμα, με τη διαφορά ότι ορισμένα από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα συμπεριφέρονται με άλλον τρόπο στο ένα και διαφορετικά στο άλλο ρεύμα.
Έτσι, ο πυκνωτής αποτελεί διακοπή για το συνεχές ρεύμα, ενώ στο πηνίο, όταν από αυτό διέρχεται εναλλασσόμενο ρεύμα, δημιουργείται ηλεκτρεγερτική δύναμη «εξ αυτεπαγωγής» με φορά αντίθετη προς τη φορά της τάσης του ρεύματος σε κάθε στιγμή.
Θα εξετάσουμε λοιπόν τα φαινόμενα που παρουσιάζονται κατά τη διέλευση εναλλασσόμενου ρεύματος σε κύκλωμα με διάφορα στοιχεία (π.χ. πηνίο, πυκνωτή ή πηνίο και πυκνωτή).
Επαγωγική αντίσταση. Τα πηνία αποτελούνται από περιελίξεις σύρματος με σμάλτο ή μετάξι γύρω από ένα μονωτικό υλικό.
Ένα πηνίο παρουσιάζει, εκτός από την ωμική αντίσταση, και μια επιπλέον αντίσταση, η οποία οφείλεται στην αυτεπαγωγή του πηνίου και λέγεται επαγωγική αντίσταση RL του πηνίου. Πειραματικά αποδεικνύεται ότι η επαγωγική αντίσταση πηνίου ισούται με το γινόμενο του συντελεστή αυτεπαγωγής (L) του πηνίου επί την κυκλική συχνότητα (ω) του εναλλασσόμενου ρεύματος. Δηλαδή ισχύει ο τύπος:
RL = ω • L = 2 • π • ν • L (1)
(ν = η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος).
Συνεπώς ο νόμος του Ωμ σε κύκλωμα με πηνίο χωρίς ωμική αντίσταση θα έχει τη μορφή:.
(Iεν = ενεργός ένταση, Vεν = ενεργός τάση). Από τον τύπο (1) φαίνεται ότι η επαγωγική αντίσταση RL του πηνίου δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από τη συχνότητα (v) του εναλλασσόμενου ρεύματος. Κατασκευάζονται πηνία με μεγάλη αυτεπαγωγή, ώστε να εμποδίζουν τη δίοδο του εναλλασσόμενου ρεύματος με μεγάλη συχνότητα. Αυτά λέγονται «αποπνικτικά πηνία».
Χωρητική αντίσταση. Η αντίσταση που παρουσιάζει ένας πυκνωτής σε εναλλασσόμενο ρεύμα λέγεται χωρητική αντίσταση RC και ισούται με το αντίστροφο του γινομένου της χωρητικότητας (C) του πυκνωτή επί την κυκλική συχνότητα (ω) του ρεύματος. Δηλαδή:. Η αντίστοιχη μορφή του νόμου του Ωμ είναι:
Σύνθετη αντίσταση. Στην περίπτωση που ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος περιέχει ως στοιχεία ωμική αντίσταση, πηνίο και πυκνωτή, εμφανίζεται ένα φυσικό μέγεθος χαρακτηριστικό του κυκλώματος, το οποίο εκφράζει την αντίδραση του κυκλώματος ως σύνολο στη διέλευση εναλλασσόμενου ρεύματος. Το μέγεθος αυτό συμβολίζεται με το Ζ και λέγεται σύνθετη αντίσταση. Στο κύκλωμα που αναφέραμε ο νόμος του Ωμ έχει τη μορφή:, το μέγεθος (2) και εκφράζει τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος (RLC). Στην ηλεκτροτεχνία η αντίσταση RΩ λέγεται πραγματική αντίσταση, η λέγεται τυφλή αντίσταση και η Ζ φαινόμενη αντίσταση. Όταν συμβεί η χωρητική αντίσταση RC να γίνει ίση με την επαγωγική RL, δηλαδή όταν:, ο παράγοντας στον τύπο (2) μηδενίζεται και έχουμε το φαινόμενο του συντονισμού.
Ο όρος αντίσταση χρησιμοποιείται και σε άλλους τομείς εφαρμογών. Θα αναφέρουμε τις πιο χαρακτηριστικές περιπτώσεις:
1. Εσωτερική αντίσταση. Είναι η αντίσταση που παρουσιάζει μια πηγή ρεύματος στη διέλευση του ρεύματος από το εσωτερικό της. Αν ενώσουμε τους λόγους της πηγής με χοντρό σύρμα, του οποίου η αντίσταση (R) είναι πρακτικά μηδέν, η εσωτερική αντίσταση Rεσ θα δίνεται από τον τύπο: (Ε = ηλεκτρεγερτική δύναμη, Ι = ένταση).
2. Μαγνητική αντίσταση. Είναι φυσικό μέγεθος που παρουσιάζεται σε ένα μαγνητικό κύκλωμα και ισούται με (Φ = μαγνητική ροή, F = μαγνητεγερτική δύναμη).
3. Αντίσταση μόνωσης. Εμφανίζεται μεταξύ των φορτισμένων αγωγών ενός δικτύου και της γης.
4. Αντίσταση κεραίας. Αν Ε είναι η ενέργεια την οποία ακτινοβολεί η κεραία στη μονάδα του χρόνου και I η ένταση του ρεύματος που τροφοδοτεί την κεραία, τότε η αντίσταση RA δίνεται από τον τύπο:
5. Αντίσταση του αέρα.
6. Αντίσταση αρνητική. Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο, όταν αυξάνεται η τάση σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση της έντασης του ρεύματος και αντίστροφα.
Αντιστατικά. Υλικά τα οποία χρησιμοποιούνται για να μειωθεί ο στατικός ηλεκτρισμός που εμφανίζεται σε υφάσματα, οθόνες τηλεόρασης και Η/Υ, έπιπλα και σκεύη. Η συγκέντρωση της σκόνης στις συσκευές που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα είναι αποτέλεσμα συγκέντρωσης στατικού φορτίου. Τα αντιστατικά υλικά, που είναι συνήθως αλκοόλες μεγάλου μοριακού βάρους, προκαλούν μια αυξημένη τοπική υγρασία, η οποία διευκολύνει την απομάκρυνση του συγκεντρωμένου φορτίου στατικού ηλεκτρισμού.
Αντισωμάτιο. Το σωμάτιο το οποίο έχει φορτίο και συμπεριφορά αντίθετη προς το όμοιό του και γνωστό σ’ εμάς σωματίδιο. Πριν από το 1930, τα γνωστά στοιχειώδη (αδιαίρετα) σωματίδια με άπειρη ζωή ήταν τα θετικά πρωτόνια και τα αρνητικά ηλεκτρόνια, καθώς και το ουδέτερο κβάντο της φωτεινής ενέργειας, το φωτόνιο. Η ανακάλυψη όμως του νετρονίου και του ποζιτρονίου και η πρόταση του Pauli για την παραδοχή του νετρίνου ως σωματιδίου συνοδού του ηλεκτρονίου στη ραδιενέργεια β, είχαν ως αποτέλεσμα τη θεωρία για την ύπαρξη σωματίων με τρόπο δράσης αντίθετο των γνωστών μας σωματιδίων. Έτσι, από το 1935 έχουμε την πρώτη παρουσία των αντισωματίων και γενικότερα της αντιύλης. Ένα αντισωμάτιο διαφέρει από το σωμάτιο κατά το αντίθετο σημείο ενός τουλάχιστον μεγέθους χαρακτηριστικού του σωματίου. Επειδή τα περισσότερα σωματίδια είναι φορτισμένα και μάλιστα πάντοτε με το ίδιο στοιχειώδες φορτίο (θετικό ή αρνητικό), μπορούμε να αντιπαρατάξουμε προς αυτά, με τον τίτλο του αντισωματίου, τα όμοιά τους σωματίδια με το αντίθετο φορτίο. Αναφέρουμε ορισμένα μόνο χαρακτηριστικά ζευγάρια σωμάτων - αντισωμάτων.
αντισωμάτια σωμάτια
ποζιτρόνιο (+) ηλεκτρόνιο (-)
μ-μεσόνιο (+) μ-μεσόνιο (-)
π-μεσόνιο (-) π-μεσόνιο (+)
αντιπρωτόνιο (-) πρωτόνιο (+)
Υπάρχουν όμως σωμάτια, όπως το νετρόνιο, τα οποία δεν έχουν φορτίο. Άρα πρέπει να βρεθεί άλλο χαρακτηριστικό μέγεθος του σωματίου, το οποίο να έχει αντίθετο σημείο. Ως τέτοιο μέγεθος λαμβάνεται συνήθως η φορά της μαγνητικής ροπής. Στην περίπτωση που λείπει τόσο το φορτίο, όσο και η μαγνητική ροπή, η κατάταξη αποτυγχάνει και δεν υπάρχει αντίστοιχο αντισωμάτιο. Με την έρευνα της κοσμικής ακτινοβολίας και με τη χρήση σύγχρονων επιταχυντών σωματιδίων βρέθηκαν νέα σωμάτια και αντισωμάτια. Γενικά, όταν ένα αντισωμάτιο συγκρουστεί με το αντίστοιχό του σωμάτιο, εξαφανίζεται η ύλη τους και παράγεται ορισμένο ποσό ενέργειας. Το φαινόμενο αυτό λέγεται εξαΰλωση.
Αντιύλη. Τα δομικά άτομα της ύλης αποτελούνται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια. Μέχρι το 1930 αυτά ήταν τα μόνα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια του μικρόκοσμου. Από το 1932 ο αριθμός των σωματιδίων άρχισε να μεγαλώνει, ανάλογα με τα μέσα παρατήρησης, για να φτάσει σε μικρές διακυμάνσεις τον αριθμό 42. Η πειραματική έρευνα έφερε στο φως όχι μόνο σωματίδια με αναμενόμενες ιδιότητες αλλά και μερικά με «κατοπτρικές» ιδιότητες ως προς σωματίδια ήδη γνωστά. Η ανακάλυψη του ποζιτρονίου (1932), καθώς επίσης του αντιπρωτονίου και του αντινετρονίου, ήταν η πρώτη ένδειξη για την ύπαρξη σειράς σωματιδίων με αντίθετη συμπεριφορά από τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια. Έτσι, έχουμε για πρώτη φορά την εμφάνιση, ταυτόχρονα με την κοινή ύλη, και των αντισωματιδίων ή πιο γενικά της αντιύλης. Η κοσμική ακτινοβολία και ορισμένες πυρηνικές αντιδράσεις είναι πηγές παραγωγής αντισωματιδίων, τα οποία όμως είναι τελείως ασταθή, έχουν ελάχιστο χρόνο ζωής και εξαφανίζονται αμέσως. Η εξαφάνιση αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι το σωματίδιο της αντιύλης αμέσως μετά τη δημιουργία του ενώνεται με το αντίστοιχό του σωματίδιο της ύλης (φαινόμενο εξαΰλωσης), οπότε η μάζα τους εξαφανίζεται και στη θέση της εμφανίζεται ισοδύναμη ποσότητα ενέργειας, σύμφωνα με την αρχή της ισοδυναμίας μάζας και ενέργειας. Από το γεγονός αυτό βγαίνει το συμπέρασμα ότι στο δικό μας κόσμο δεν είναι δυνατό να υπάρχουν μακρόχρονες εκδηλώσεις της ύλης και της αντιύλης, δηλαδή δεν μπορούν να υπάρχουν συγχρόνως η ύλη και η αντιύλη. Μερικοί αστρονόμοι παραδέχονται ότι δεν είναι αδύνατο να υπάρχει ένα σύστημα άστρων ή γαλαξιών που να αποτελείται από σωματίδια αντιύλης. Βασικό κριτήριο για τη διάκριση του αντισωματιδίου από το αντίστοιχο σωματίδιο είναι η φορά της μαγνητικής ροπής του. Από όλα τα σωματίδια μόνο το φωτόνιο και το ουδέτερο π-μεσόνιο ανήκουν ταυτόχρονα στην ύλη και την αντιύλη.
Άντωση. Μια από τις συνιστώσες της αεροδύναμης, η οποία αναπτύσσεται σε επιφάνειες που κινούνται μέσα στον αέρα, σχηματίζοντας γωνία ως προς την κατεύθυνση του ανέμου. Η άντωση που λέγεται και δυναμική άνωση έχει διεύθυνση κάθετη προς τη ροή του ανέμου, ενώ η άλλη συνιστώσα είναι παράλληλη προς τη διεύθυνση ροής και αντίθετη προς την κίνηση της επιφάνειας. Ανάλογα φαινόμενα συμβαίνουν στα αεροπλάνα, όπου η αεροδύναμη δημιουργείται στο σύστημα πτερύγων, λόγω του σχετικού ανέμου που δημιουργεί η κίνηση του αεροπλάνου στον αέρα. Η αεροδύναμη F αναλύεται σε δύο συνιστώσες, την Α, που είναι η άντωση και εξουδετερώνει το βάρος του αεροπλάνου, και την Τ, η οποία αποτελεί τη δυναμική αντίσταση ή οπισθέλκουσα δύναμη και εξουδετερώνεται από τους κινητήρες.
Άξονας, οπτικός. Η γραμμή που περνάει από το οπτικό κέντρο και το κέντρο καμπυλότητας ενός φακού ή ενός σφαιρικού κατόπτρου.
Απαγορευτική αρχή του Πάουλι. Η αρχή, σύμφωνα με την οποία δεν μπορούν δύο όμοια σωματίδια σ’ ένα σύστημα, όπως είναι π.χ. τα ηλεκτρόνια σ’ ένα άτομο, να έχουν το ίδιο σύνολο κβαντικών αριθμών. Η αρχή, την οποία διατύπωσε ο Ελβετός Βόλφγκαγκ Πάουλι το 1925, γνωρίζουμε ότι ισχύει για όλα τα φερμιόνια, αλλά όχι για τα μποζόνια.
Απόδοση. Η ικανότητα ενεργειακής μετατροπής της κάθε μηχανής. Αριθμητικά είναι ο λόγος της αποδιδόμενης ωφέλιμης ενέργειας προς τη συνολικά δαπανώμενη. Οι αντιστάσεις που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας μιας μηχανής (π.χ. τριβές) έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση του ποσοστού του ωφέλιμου έργου σε σχέση με αυτό που καταναλώνεται, δηλαδή παρουσιάζεται μια απώλεια στο αρχικό ποσό της ενέργειας συνήθως με τη μορφή θερμότητας. Σύμφωνα με άλλη άποψη, με τον όρο απόδοση εννοούμε την επί τοις εκατό (%) τιμή του «συντελεστή απόδοσης» της μηχανής. Ο συντελεστής απόδοσης δίνεται από τη σχέση:
και είναι πάντοτε μικρότερος από τη μονάδα. Αν σε μια μηχανή ο συντελεστής απόδοσης είναι 0,7, τότε η απόδοση της μηχανής θα είναι 70% και οι απώλειες σε ενέργεια θα φτάνουν το 30%. Στα σύγχρονα ηλεκτρομηχανικά συστήματα η απόδοση φτάνει το 96%.
Η απόδοση μιας μηχανής δεν είναι σταθερή πάντοτε, αλλά αυξάνεται με την αύξηση της αντίστασης μέχρι μια ορισμένη τιμή. Υπερφόρτωση της μηχανής έχει ως αποτέλεσμα την πτώση της απόδοσης.
Απόλυτο μηδέν. Η θερμοκρασία –273°C στην οποία, σύμφωνα με την εξίσωση
P • V = N • K • T = N • K • [θ + 273], το γινόμενο του όγκου (V) επί την πίεση (P) αποκτά μηδενική τιμή (βέβαια τα μόρια του αερίου έχουν πάντα έναν ελάχιστο όγκο).
Σύμφωνα με τη σχέση η μέση κινητική ενέργεια για κάθε μόριο του αερίου, που οφείλεται στην τυχαία μεταφορική του κίνηση, είναι ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου. Στη θερμοκρασία Τ = 0 θα είναι και Εκ = 0, δηλαδή στο απόλυτο μηδέν τα μόρια του ιδανικού αερίου ηρεμούν. Αυτό όμως δεν είναι σωστό γιατί στην περίπτωση που το ιδανικό αέριο υπήρχε στην πραγματικότητα τα μόρια δε θα ηρεμούσαν για τους εξής λόγους: α) Το απόλυτο μηδέν είναι πειραματικά απρόσιτο. β) Στη θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν, η ερμηνεία της συμπεριφοράς της ύλης δίνεται από την κβαντική φυσική που παραδέχεται ότι σ’ αυτή τη θερμοκρασία τα μόρια έχουν κάποια κίνηση (ενέργεια μηδενικού σημείου).
Μετρήσεις με απόλυτη ακρίβεια αντιστοιχίζουν το απόλυτο μηδέν στη θερμοκρασία –273,16°C, αν και η θερμοκρασία αυτή είναι αδύνατο να πραγματοποιηθεί γιατί είναι τελείως θεωρητική. Η χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί εργαστηριακά φτάνει τα 500 picokelvin.
Απομαγνήτιση. Η αφαίρεση των σιδηρομαγνητικών ιδιοτήτων κάποιου σώματος που προκαλεί αναταραχή στη διάταξη των στοιχειωδών μαγνητών του. Μία μέθοδος απομαγνήτισης είναι η τοποθέτηση ενός σώματος σε πηνίο, μέσα από το οποίο περνάει εναλλασσόμενο ρεύμα. Καθώς το μέγεθος του ρεύματος περιορίζεται στο μηδέν, οι στοιχειώδεις μαγνήτες του μόνιμου μαγνήτη αποπροσανατολίζονται.
Απορρόφηση. Το φαινόμενο κατά το οποίο διάφορες ουσίες (υγρά ή αέρια) διεισδύουν σε ένα σώμα και εισχωρούν σ' αυτό.
Απορρόφηση αερίων. Το φαινόμενο της εισρόφησης ενός αερίου ή μέρους του αερίου σ’ ένα υγρό, όταν αυτό έρθει σε επαφή μαζί του. Η απορρόφηση μπορεί να είναι χημική ή φυσική. Χημική απορρόφηση έχουμε κατά την περίπτωση που το αέριο, όταν απορροφάται, σχηματίζει χημική ένωση με τα συστατικά του υγρού. Έτσι, το οξυγόνο απορροφάται τελείως από το φωσφόρο και σχηματίζει πεντοξείδιο του φωσφόρου, το διοξείδιο του άνθρακα από διάλυμα καυστικού νατρίου και σχηματίζει ανθρακικό νάτριο και η αμμωνία απορροφάται από τα οξέα και σχηματίζει άλατα αμμωνίου. Η χημική απορρόφηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το διαχωρισμό μείγματος αερίων. Έστω ένα μείγμα αερίων οξυγόνου, διοξειδίου του άνθρακα και υδρατμών, το οποίο πρέπει να διαχωριστεί. Διαβιβάζεται το μείγμα σε φωσφόρο, οπότε αυτό απορροφά το οξυγόνο. Τα αέρια που απέμειναν διαβιβάζονται σε διάλυμα καυστικού καλίου, οπότε συγκρατείται το διοξείδιο του άνθρακα. Έτσι μένουν οι υδρατμοί, οπότε επιτυγχάνεται το διαχωρισμός των παραπάνω αερίων.
Φυσική απορρόφηση ονομάζεται η διάλυση αερίου σε υγρό, χωρίς να σχηματιστεί χημική ένωση. Αν ένα αέριο έρθει σε επαφή με την επιφάνεια υγρού, διαλύεται μερικώς στο υγρό αυτό. Η διαλυτότητα του αερίου στο υγρό εξαρτάται από τη φύση του αερίου και του υγρού, από τη θερμοκρασία και την πίεση. Για το νερό ως διαλυτικό το περισσότερο διαλυτό αέριο είναι η αμμωνία: ένα κυβικό εκατοστό νερού διαλύει περίπου 1.300 κυβικά εκατοστά αμμωνίας στη θερμοκρασία των 0°C και σε πίεση μιας ατμόσφαιρας. Το λιγότερο διαλυτό αέριο είναι το ήλιο: ένα κυβικό εκατοστό νερού διαλύει 0,01 κυβικά εκατοστά ηλίου στη θερμοκρασία των 0°C και σε πίεση μιας ατμόσφαιρας. Οι διαλυτότητες όλων των άλλων αερίων στο νερό κυμαίνονται μεταξύ αυτών των δύο τιμών. Η διαλυτότητα των αερίων στα υγρά υπακούει στο νόμο του Χένρι, ο οποίος διατυπώνεται ως εξής: «Η διαλυτότητα ενός αερίου σε υγρό είναι ανάλογη της πίεσης και αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας». Για σταθερή θερμοκρασία ο νόμος του Χένρι παίρνει τη μορφή, όπου m = μάζα διαλυμένου αερίου στο υγρό, V = όγκος του διαλύτη, Κ = συντελεστής που εξαρτάται από τη φύση του αερίου, του υγρού και τη θερμοκρασία, P = πίεση. Ο λόγος δίνει την ποσότητα του αερίου που διαλύθηκε ανά μονάδα όγκου διαλύτη, δηλαδή παριστάνει τη συγκέντρωση του αερίου σε γραμμάρια ανά λίτρο του διαλύτη.
Τα όρια μεταξύ χημικής και φυσικής απορρόφησης δεν είναι καθορισμένα, επειδή και η φυσική διάλυση οποιουδήποτε σώματος έγκειται στο σχηματισμό χαλαρής ένωσης «εφυδάτωσης», με δεσμούς μεταξύ μορίων νερού και αερίου.
Η παραλαβή αερίου από στερεό σώμα με ορισμένες συνθήκες λέγεται επίσης απορρόφηση, ιδίως όταν σχηματίζονται χημικές ενώσεις, π.χ. η πυρωμένη άσβεστος απορροφά διοξείδιο του άνθρακα και σχηματίζει ανθρακικό ασβέστιο και ο χλωριούχος άργυρος απορροφά αέρια αμμωνία και σχηματίζει ένα σύμπλοκο άλας. Αλλά και με φυσικές δυνάμεις μπορούν στερεά να απορροφήσουν αέρια, π.χ. το κολλοειδές πυριτικό οξύ (σιλίκαγκελ) απορροφά υδρατμούς και άλλα αέρια, χωρίς να εμφανιστούν ορισμένες χημικές ενώσεις. Για την απορρόφηση αυτή είναι ανάγκη το στερεό να έχει πολύ πορώδη δομή και μεγάλη επιφάνεια. Διαφορετικά η απορρόφηση του αερίου περιορίζεται στα εξωτερικά επιφανειακά στρώματα των στερεών κόκκων, οπότε ορθότερα το φαινόμενο ονομάζεται «προσρόφηση». Προσρόφηση λοιπόν είναι το φαινόμενο της συγκράτησης διάφορων ουσιών από τις επιφάνειες των στερεών και υγρών. Η ουσία που κάνει την προσρόφηση ονομάζεται «προσροφητικό μέσο» ή απλώς «προσροφητικό» και η ουσία που προσροφάται ονομάζεται «προσροφώμενη ουσία» ή απλώς «προσροφώμενη».
Απορρόφηση του φωτός. Όταν το φως, δηλαδή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία οποιουδήποτε μήκους κύματος, από τα κύματα ραδιοφώνου μέχρι τις ακτίνες-γ, προσπίπτει σε υλικό σώμα, γενικά τρία πράγματα συμβαίνουν: Ένα μέρος του φωτός ανακλάται είτε κανονικά είτε διάχυτα, ένα άλλο μέρος διέρχεται είτε ευθύγραμμα (διαφανή σώματα) είτε διάχυτα (θολά σώματα), ενώ ένα τρίτο μέρος του φωτός δεν υφίσταται ούτε το ένα ούτε το άλλο, αλλά εξαφανίζεται μέσα στο σώμα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται απορρόφηση του φωτός. Επειδή όμως η ενέργεια δεν μπορεί να εξαφανιστεί ποτέ χωρίς να μεταβληθεί σε άλλη μορφή ενέργειας, πρέπει και η ενέργεια που απορροφήθηκε να εμφανιστεί με άλλη μορφή. Το συνηθέστερο είναι να μεταβληθεί το φως σε θερμότητα, δηλαδή να αυξάνεται η θερμοκρασία του σώματος που κάνει την απορρόφηση. Έτσι, η ακτινοβολία του ήλιου θερμαίνει τη γη, και όσο μεγαλύτερη είναι η απορροφητική ικανότητα ενός σώματος, τόσο περισσότερο αυτό θερμαίνεται στον ήλιο, π.χ. τα μαύρα φορέματα θερμαίνονται περισσότερο από τα άσπρα, γιατί το μαύρο χρώμα απορροφά τις ακτίνες του ήλιου περισσότερο από το άσπρο. Μερικές φορές όμως η ενέργεια του φωτός που απορροφάται εμφανίζεται και με άλλη μορφή, π.χ. μπορεί να εκπεμφθεί και πάλι ως φως. Εάν το δευτερεύον αυτό φως είναι του ίδιου χρώματος (δηλαδή του ίδιου μήκους κύματος), μιλάμε για συντονισμό, όταν είναι μεγαλύτερου μήκους κύματος (ερυθρότερο), τότε μιλάμε για φθορισμό και όταν εκπέμπονται οι φωτεινές ακτίνες και μετά την πάροδο χρονικού διαστήματος, μιλάμε για φωσφορισμό. Τέλος, μπορεί η φωτεινή ενέργεια που απορροφήθηκε να καταναλωθεί και σε μια χημική δράση. Έτσι, στη φωτογραφική πλάκα διασπά το βρομιούχο άργυρο της πλάκας σε άργυρο και βρόμιο ενώ στα φύλλα των φυτών συνθέτει η φωτεινή ενέργεια κυτταρίνη και σάκχαρα από διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η κατοπινή πορεία του φωτός που απορροφήθηκε δεν αλλάζει καθόλου την απορροφητική ικανότητα των σωμάτων. Το ποσό της απορρόφησης στα διάφορα μήκη κύματος είναι εντελώς ανεξάρτητο από το αν, π.χ. με την προσθήκη αποσβεστικής ουσίας, εμποδίζουμε το φθορισμό. Μόνο, φυσικά, τότε παράγεται περισσότερη θερμότητα. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι η μεταβολή ενέργειας με απορρόφηση διαιρείται καθαρά σε δύο στάδια: την κυρίως απορρόφηση και τη μεταχείριση της ενέργειας που απορροφήθηκε.
Σώματα αδιαφανή που απορροφούν σε όλα τα μήκη κύματος ολόκληρο το φως, υπάρχουν για δύο λόγους: α) Η απορροφητική δύναμη του υλικού είναι πολύ μεγάλη, έτσι ώστε και από λεπτό ακόμη στρώμα δεν μπορεί να περάσει το φως. Αυτή είναι η περίπτωση των μετάλλων. Αυτά περιέχουν τόσα πολλά ευκίνητα ελεύθερα ηλεκτρόνια, ώστε κάθε ηλεκτρομαγνητική δύναμη μεταβάλλεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα μέσα στο μέταλλο και δεν μπορεί να περάσει. Είναι γνωστό ότι μόνο μέσα από πολύ λεπτό φύλλο (π.χ. χρυσού) περνά ελάχιστο πράσινο φως. β) Άλλα αδιαφανή σώματα, όπως π.χ. το ξύλο ή τα ρούχα μας, οφείλουν την ιδιότητά τους αυτή όχι στην ισχυρή απορρόφηση αλλά στην πορώδη υφή, η οποία αναγκάζει το φως να εκτελέσει τόσο μεγάλη διαδρομή μέσα στο υλικό με αλλεπάλληλες ανακλάσεις και διαθλάσεις. Φύλλο σελοφάνης του ίδιου πάχους με καλοκαιρινό φόρεμα από τεχνητό μετάξι, αν και αποτελείται από τα ίδια μόρια, είναι εντελώς διαφανές. Πρέπει δηλαδή πρώτα πρώτα να οριστεί ποσοτικά η απορροφητική δύναμη ενός υλικού. Αυτό πετυχαίνεται σύμφωνα με το νόμο των Λάμπερτ και Μπερ. Ο νόμος αυτός λέει ότι «μέσα σε λεπτή στιβάδα διαφανούς και ομογενούς υλικού απορροφάται ποσό φωτός ανάλογο προς την ένταση του φωτός που προσπίπτει, προς το πάχος του στρώματος και προς τον αριθμό των μορίων που κάνουν την απορρόφηση, τα οποία περιέχονται στο κυβικό εκατοστόμετρο του υλικού». Ο συντελεστής της αναλογίας αυτής μας πληροφορεί τι ποσοστό φωτός του εκάστοτε μήκους κύματος απορροφά ένα μόριο ή καλύτερα ένα γραμμομόριο της ουσίας που κάνει την απορρόφηση και ονομάζεται «μοριακός συντελεστής απόσβεσης». Συνήθως εξαρτάται πολύ από το μήκος κύματος. Έτσι, κυανά χρώματα έχουν μεγάλο συντελεστή απόσβεσης στο ερυθρό και κίτρινο φως, καθώς και ερυθρά χρώματα στο κυανό και ιώδες φως.
Μια καμπύλη, η οποία μας δίνει το συντελεστή απορρόφησης για όλα τα μήκη κύματος, ονομάζεται «φάσμα απορρόφησης» και η μέτρησή του έχει μεγάλη σημασία. Είναι μια καλή μέθοδος χημικής ανάλυσης. Η «καμπύλη απορρόφησης» μας πληροφορεί ποια ουσία υπάρχει σε ορισμένο διάλυμα. Επίσης, αν είναι γνωστή η ουσία, ο συντελεστής απορρόφησης σε ένα μήκος κύματος μας δίνει και το ποσό της.
Φάσμα απορρόφησης. Αν φωτίσουμε τη σχισμή ενός κατευθυντήρα με λευκό φως, το οποίο εκπέμπει π.χ. ηλεκτρικός λαμπτήρας, θα έχουμε ένα συνεχές φάσμα. Αν ακολούθως παρεμβάλλουμε μεταξύ της φωτεινής πηγής και της σχισμής του κατευθυντήρα γυάλινο δοχείο, το οποίο θα περιέχει π.χ. διάλυμα θειικού χαλκού, θα δούμε ότι το φάσμα το οποίο ήταν προηγουμένως συνεχές, έχει πλέον τροποποιηθεί και παρουσιάζει ορισμένες σκοτεινές ταινίες στην ερυθρή (κόκκινη) περιοχή. Όμοια τροποποιημένα φάσματα θα πάρουμε, αν αντί του διαλύματος του θειικού χαλκού, χρησιμοποιήσουμε έγχρωμη γυάλινη πλάκα. Αν η πλάκα είναι ερυθρή, αφήνει να περάσουν μέσα από αυτήν ερυθρές ακτίνες, ενώ οι άλλες απορροφούνται. Άρα στο φάσμα θα παρουσιάζονται μεγάλες σκοτεινές περιοχές, εκτός από την περιοχή του ερυθρού, η οποία εξακολουθεί να υπάρχει, αφού, όπως είπαμε, οι ερυθρές ακτίνες δεν απορροφήθηκαν από την ερυθρή πλάκα. Αν η γυάλινη πλάκα είναι κυανού (μπλε) χρώματος, αφήνει να περάσουν μέσα από αυτήν οι κυανές ακτίνες, ενώ οι άλλες απορροφούνται, με αποτέλεσμα να παρουσιάζεται στο φάσμα μόνο η κυανή περιοχή.
Τα φάσματα αυτά τα ονομάζουμε φάσματα απορρόφησης, γιατί οι σκοτεινές περιοχές οφείλονται στο ότι οι ακτίνες ορισμένων χρωμάτων απορροφήθηκαν κατά το πέρασμά τους μέσα από το απορροφητικό υλικό, οπότε στην αντίστοιχη θέση του φάσματος, στην οποία θα είχαμε φως ορισμένου χρώματος, θα υπάρχει τώρα σκοτάδι.
Τα φάσματα απορρόφησης διακρίνονται σε συνεχή και γραμμικά:
α) Συνεχή φάσματα απορρόφησης. Τα έγχρωμα στερεά και υγρά δίνουν συνεχή φάσματα απορρόφησης, στα οποία παρατηρούμε ότι έχουν απορροφηθεί μεγάλες περιοχές του φάσματος. Τέτοια φάσματα είναι αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω (απορρόφηση θειικού χαλκού, έγχρωμων γυάλινων πλακών κτλ.). β) Γραμμικά φάσματα απορρόφησης. Τέτοια φάσματα δίνουν τα αέρια και οι ατμοί. Έτσι, αν μεταξύ μιας φωτεινής πηγής που εκπέμπει λευκό φως και της σχισμής του φασματοσκοπίου παρεμβάλλουμε κλειστό γυάλινο δοχείο, μέσα στο οποίο υπάρχει μικρή ποσότητα νατρίου, και το θερμάνουμε ελαφρά, το νάτριο εξατμίζεται, και οι ατμοί του νατρίου που παράγονται απορροφούν από το λευκό φως μόνο τις κίτρινες ακτίνες. Επομένως, στο συνεχές φάσμα του φωτός του λαμπτήρα θα παρατηρήσουμε μια σκοτεινή γραμμή στη θέση εκείνη στην οποία θα εμφανιζόταν η κίτρινη γραμμή του φάσματος εκπομπής του νατρίου.
Απορρόφηση υλικών ακτίνων. Οι ακτίνες -α, οι οποίες αποτελούνται από πυρήνες ατόμων ηλίου και έχουν διπλό θετικό φορτίο, απορροφούνται μέσα στην ύλη, π.χ. του αέρα, κατά τρόπο διαφορετικό από ό,τι τα κβάντα φωτός. Ένα κβάντο φωτός ή απορροφάται ή διέρχεται, αλλά δεν ελαττώνεται. Τα σωματίδια -α όμως κατά τη δίοδό τους από την ύλη χάνουν συνεχώς ταχύτητα και ενέργεια, την οποία καταναλώνουν τα μόρια της ύλης για ιοντοποίηση, και τα σωματίδια -α γίνονται συνεχώς βραδύτερα, έως ότου σταματούν εντελώς. Γι' αυτό η απορρόφηση των ακτίνων -α δε χαρακτηρίζεται από ένα συντελεστή απόσβεσης κατά Λάμπερτ αλλά από την εμβέλεια (δηλαδή την απόσταση που διατρέχουν, έως ότου σταματήσουν). Π.χ. για ακτίνες -α του ραδίου σε ατμοσφαιρικό αέρα η εμβέλεια είναι λίγα εκατοστόμετρα. Για ακτίνες -β, δηλαδή τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, η απορρόφηση γίνεται με τον ίδιο τρόπο, αλλά είναι μικρότερη. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις η απορρόφηση προέρχεται από τις ηλεκτρικές δυνάμεις, τις οποίες τα μόρια και τα άτομα εξασκούν πάνω στο κινούμενο φορτίο. Τα ουδετερόνια, τα οποία δεν έχουν φορτίο, έχουν εκπληκτικά μεγαλύτερη διεισδυτικότητα και μηδαμινή απορρόφηση.
Απροσδιοριστίας, αρχή. Η αρχή της αβεβαιότητας. Αρχή της Φυσικής που σχετίζεται με την κβαντομηχανική. Αναφέρεται στα φαινόμενα του μικρόκοσμου και διατυπώθηκε από το Γερμανό ατομικό επιστήμονα και φιλόσοφο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ. Ο Χάιζενμπεργκ υποστηρίζει πως το γινόμενο των λαθών που κάνουμε, όταν επιχειρούμε να προσδιορίσουμε τη θέση και την ορμή ενός ηλεκτρονίου σε μια ορισμένη στιγμή, είναι αμετάβλητο και ισούται με τη σταθερά h του Πλανκ. Δηλαδή, αν μικρύνουμε το λάθος στον καθορισμό της θέσης, μεγαλώνει ανάλογα το λάθος στον προσδιορισμό της ταχύτητας. Αν πάλι μικρύνουμε το λάθος στον προσδιορισμό της ταχύτητας, αυξάνεται ανάλογα το λάθος στον προσδιορισμό της θέσης. Αν ήταν δυνατό να κατασκευάσουμε μικροσκόπιο, για να δούμε το άτομο και το ηλεκτρόνιό του και να υπολογίσουμε τη θέση του, θα χρησιμοποιούσαμε φως με ελάχιστο μήκος κύματος που έχει μεγαλύτερη ενέργεια και θα πρόσθετε κινητική ενέργεια στο ηλεκτρόνιο. Δε θα μπορούσαμε, λοιπόν, να προσδιορίσουμε ακριβώς την ταχύτητά του. Αν πάλι χρησιμοποιήσουμε φως με μεγάλο μήκος κύματος, για να προσδιορίσουμε την ταχύτητά του με το φαινόμενο Ντόπλερ, δε θα προσδιορίζαμε τη θέση του, επειδή το μεγάλο κύμα δε θα αντανακλούσε στο ηλεκτρόνιο που θα είχε μικρότερες διαστάσεις. Δεν μπορούμε, λοιπόν, να ξέρουμε με ακρίβεια τη θέση και ταυτόχρονα την ταχύτητα ενός ηλεκτρονίου. Μπορούμε μόνο να μιλούμε για την πιθανότητα να βρίσκεται στη μια ή την άλλη θέση. Η μαθηματική έκφραση της αρχής της αβεβαιότητας είναι Δx • Δp ³ h. Πρέπει να τονιστεί ότι οι αβεβαιότητες που εμφανίζονται στη σχέση δεν οφείλονται σε σφάλματα μετρήσεων αλλά στις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων και δεν μπορούν να εξαλειφθούν από καμιά πειραματική τεχνική, όσο εξελιγμένη και αν είναι.
Αραιόμετρο – Πυκνόμετρο. Ειδικά όργανα για τον προσδιορισμό της πυκνότητας ενός υγρού. Τα αραιόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση πυκνότητας υγρών μικρότερης από την πυκνότητα του νερού, ενώ τα πυκνόμετρα για τη μέτρηση πυκνότητας υγρών μεγαλύτερης από την πυκνότητα του νερού, η οποία είναι 1 gr/cm3.
Τα όργανα αυτά είναι γενικά γυάλινοι πλωτήρες (βλ. σχήμα), οι οποίοι αποτελούνται από ένα κυλινδρικό δοχείο που καταλήγει σε σφαιρική διόγκωση. Μέσα σ’ αυτή τη διόγκωση τοποθετείται έρμα ορισμένου βάρους από υδράργυρο ή μόλυβδο. Προς τα επάνω ο πλωτήρας καταλήγει σε λεπτό σωλήνα κατάλληλα βαθμολογημένο. Οι περισσότερο εύχρηστοι τύποι αραιόμετρων και πυκνόμετρων είναι του σταθερού βάρους. Η λειτουργία τους στηρίζεται στην αρχή της άνωσης, σύμφωνα με την οποία, όταν το όργανο μέτρησης μπαίνει μέσα στο υγρό, μέχρι αυτό να ισορροπήσει κάτω από την επίδραση των δυνάμεων βάρους και άνωσης, εκτοπίζεται υγρό βάρους ίσου με το σταθερό βάρος του οργάνου. Μπορούμε, λοιπόν, να συμπεράνουμε ότι όσο πυκνότερο είναι το υγρό, τόσο λιγότερο βυθίζεται το όργανο. Γι’ αυτό το λόγο η κατακόρυφη βαθμολογία στο λεπτό σωλήνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω (βλ. σχήμα). Η βαθμολογία αυτή έγινε, έτσι ώστε η πυκνότητα του υγρού να αντιστοιχεί στην υποδιαίρεση που εφάπτεται στην ελεύθερη επιφάνεια του νερού. Τα αραιόμετρα έχουν την ένδειξη 1 gr/cm3 στο κάτω μέρος του σωλήνα, ενώ τα πυκνόμετρα στο πάνω μέρος τους.
Ένα χαρακτηριστικό είδος αραιόμετρων ή πυκνόμετρων είναι αυτά του Μπομέ, τα οποία έχουν αυθαίρετη κλίμακα και η πυκνότητα του υγρού, η οποία αντιστοιχεί σε μια ένδειξη αυτής της κλίμακας, βρίσκεται από ειδικούς πίνακες. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της πυκνότητας των υγρών των συσσωρευτών. Επίσης, χρησιμοποιούνται τροποποιημένα όργανα, τα οποία προσδιορίζουν αμέσως την περιεκτικότητα ενός διαλύματος ως προς ένα συστατικό του.
Αρνητική αντίσταση. Οι ταλαντωτές αποτελούνται κυρίως από δύο μέρη: α) από την κυρίως λυχνία ενίσχυσης, και β) από το ανοδικό κύκλωμα, όπου υπάρχει αντί αντίστασης ωμικής ένα συντονισμένο κύκλωμα με τα στοιχεία πηνίο και πυκνωτή σε παράλληλη σύνδεση. Επιπλέον, οι ταλαντωτές εργάζονται με θετική αντίδραση, η οποία εξασφαλίζεται με το ανοδικό κύκλωμα και επιφέρει την αναπλήρωση της ισχύος που χάνεται στο συντονισμένο κύκλωμα. Δηλαδή, μέσω της ανάδρασης αυτής διεγείρεται η λυχνία από αυτό το ίδιο το δικό της ανοδικό κύκλωμα και έτσι μπορεί πάντα να αντισταθμίζει με την ενίσχυσή της την απώλεια ισχύος που εμφανίζεται στο συντονισμένο κύκλωμα (βλέπε σχήμα τετράοδης λυχνίας). Αποτέλεσμα είναι η διαρκής συντήρηση των υψηλών συχνοτήτων που παράγονται από τους ταλαντωτές. Γνωρίζουμε ότι οι απώλειες αυτές της ισχύος του συντονισμένου κυκλώματος L, C παριστάνονται από την ισοδύναμη ωμική αντίσταση του Rπ. Επειδή αυτές οι απώλειες αντισταθμίζονται από την ταλαντώτρια λυχνία, μπορούμε να την αντικαταστήσουμε με μια ισοδύναμη, που να προστίθεται παράλληλα προς τη Rπ και να την εξουδετερώνει. Επειδή η ωμική αντίσταση απωλειών Rπ είναι θετική, η συνδεσμολογία της λυχνίας πρέπει να προσθέτει μια ισοδύναμη «αρνητική» ωμική αντίσταση –R με τέτοιο τρόπο, ώστε να είναι Rπ – R = 0.Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι η διάταξη με θετική αντίδραση ισοδυναμεί με μια αρνητική αντίσταση που προστίθεται παράλληλα στο συντονισμένο κύκλωμα L, C. Επομένως, οποιαδήποτε διάταξη που ισοδυναμεί με αρνητική αντίσταση οδηγεί στην πραγματοποίηση ταλαντωτή υψηλών συχνοτήτων. Μια τέτοια διάταξη είναι η τετράοδη λυχνία, η οποία εργάζεται στην περιοχή της κατάδυσής της, δηλαδή με ανοδική τάση λίγο μικρότερη από την τάση του προστατευτικού πλέγματός της.
Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι, εάν σε μια τετράοδη λυχνία βάλουμε, ως φορτίο, αντί της ωμικής αντίστασης ένα συντονισμένο κύκλωμα L, C, θα αποκτήσουμε έναν ταλαντωτή υψηλών συχνοτήτων, ο οποίος ονομάζεται «δύνατρο». Η υψηλή συχνότητα παρέχεται σ’ αυτήν τη διάταξη, όπως και σε όλες τις παρόμοιες, από την πηγή τροφοδότησης συνεχούς τάσης.
Στα στοιχεία της αρνητικής αντίστασης περιλαμβάνεται και η δίοδος Tunnel (Eshaki diode), η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή πολύ υψηλών συχνοτήτων στην περιοχή των μικροσωμάτων.

No comments:

Post a Comment