Словарь физических терминов

Д

Давление	Скалярная величина, характеризующая напряжённое состояние сплошной среды. В случае равновесия произвольной и движения идеальной сред давление равно взятой с обратным знаком величине нормального напряжения на произвольно ориентированной в данной точке площадке. Cpедняя величина давления, на площадку равна отношению среднего значения действующей перпендикулярно площадке силы к площади этой площадки. При движении среды, обладающей внутренним трением, под давлением понимают взятое с обратным знаком среднее арифметическое трех нормальных напряжений на взаимно перпендикулярных площадках в данной точке среды, представляющее в этом случае также скаляр - одну треть линейного инварианта тензора напряжений. Давление, так же как плотность и температуpa, представляет собой основной макроскопический параметр состояния жидкости и газа.

Двойной интеграл	Интеграл от функции двух переменных по плоской области G : Двойной интеграл может быть представлен в виде повторного: где y = φ₁(x), y = φ₂(x) и x = ψ₁(y), x = ψ₂(y) – уравнения линий, ограничивающих область G.
Пример	Двойной интеграл от единицы по некоторой области равен площади этой области.

Двойной интеграл в полярной системе координат	Если в двойном интеграле произвести замену переменных x = r cos φ и y = r sin φ , то где φ = φ₁ , φ = φ₂ , r = r₁(φ) и r = r₂(φ) – уравнения линий, ограничивающих область G.
Пример	Двойной интеграл по кругу радиуса R с центром в начале координат:

Дифракция волн	Явления, связанные с отклонением от лучевого распространения волн. К дифракционным относят фактически все эффекты, возникающие при взаимодействии с объектами любых, даже очень малых в сравнении с длиной волны размеров, т. е. даже тогда, когда сопоставление с лучевым приближением совсем не показательно. Например, плоская гармоническая волна падает нормально на отверстие в непрозрачном экране. Если диаметр отверстия d >> λ, то прошедшее поле формирует в ближней зоне волновой пучок. Здесь характерна достаточно резкая (толщиной ) граница между освещённой и неосвещённой областями (светом и тенью). Когда d становится соизмеримым с λ, поле за отверстием имеет в пространстве сложную структуру, поскольку волна от разных участков отверстия приходят в точку наблюдения в разных фазах и, следовательно, могут как увеличивать амплитуду поля, так и взаимно погашаться. В результате на некоторой плоскости, перпендикулярной оси отверстия, возникает набор концентрических колец, иногда с тёмным пятном в центре, что, разумеется, противоречит лучевой трактовке. Аналогичная (но "дополняющая", с заменой светлых колец на тёмные, или наоборот) дифракционная картина образуется при падении плоской волны на непрозрачный диск. В этом случае на оси появляется светлая область, обусловленная интерференцией возмущений, приходящих от краёв диска. При наличии несколких отверстий (щелей) в экране или дополняющих их экранирующих полосок в свободном пространстве формируются разнообразные дифракционные картины, изучение структуры которых позволяет, в частности, измерить длину волны и найти частоту падающего волнового поля.

Дальтона законы	1) давление смеси химически невзаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений. Приближённо применим к реальным газам при значениях температур и давлений, далёких от критических. 2) При постоянной температуре растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, находящейся над жидкостью, пропорциональна его парциальному давлению. Каждый газ смеси растворяется так, как будто остальных компонентов нет, то есть в соответствии с законом Генри. Строго выполняется для смеси идеальных газов; применим и к реальным газам, если их растворимость невелика, а поведение близко к поведению идеального газа. Законы открыты Дж. Дальтоном (J. Dalton) в 1801 и 1803.

Действительное изображение	Оптическое изображение предмета, создаваемое сходящимися пучками реальных световых лучей в точках их пересечения. Действительное изображение может быть принято на экран или фотоплёнку.

Дейтерий	Тяжёлый стабильный изотоп водорода с массовым числом 2. Содержание в природном водороде 0,0156% (по массе). Масса 2,0141018 а. е. м. Ядро Дейтерий - дейтрон - состоит из 1 протона и 1 нейтрона. Дейтерий открыт в 1932 Г. Юри (H. Urey) совместно с сотрудниками спектральным методом.

Декремент затухания	Количественная характеристика быстроты затухания колебаний в линейной системе. Представляет собой натуральный логарифм отношения двух последующих максимальных отклонений колеблющейся величины в одну и ту же сторону.

Деление ядер	Процесс, при котором из одного атомного ядра возникают 2 (реже 3) ядра - осколка, близких по массе. Этот процесс энергетически выгоден для всех стабильных ядер с массовым числом А > 100.

Дефекты	Устойчивые нарушения правильного расположения атомов или ионов в узлах кристаллической решётки, соответствующего минимуму потенциальной энергии кристалла. Геометрическая классификация дефектов основана на числе измерений, в которых размеры дефектного участка значительно превышают межатомное расстояние. К точечным дефектам относятся вакансии, межузельные атомы, примесные атомы замещения и внедрения (в разбавленных твёрдых растворах)и их мелкие скопления. Линейными дефектами являются цепочки точечных дефектов, дислокации (полные, частичные, двойникующие, зернограничные, межфазные) и дисклинации.

Дефекты упаковки	Ошибки в порядке чередования плотноупакованных плоскостей кристалла. Атомные структуры ряда кристаллов можно представить в виде плотных шаровых упаковок. Двумерный плотноупакованный слой состоит из шаров одинакового размера. Второй такой слой можно расположить над первым: шары укладываются в лунках. Третий слой можно расположить либо так, чтобы центры его шаров помещались над центрами шаров, либо в лунках. В первом случае получим двухслойную упаковку, во втором - трёхслойную. 4-й слой располагается над 2-м либо над 1-м и т. д.). Первый тип упаковки реализуется в гексагональных плотноупакованных (ГПУ) структурах (Mg, Zn, α-Со), второй - в кубических металлах (Ag, Au, β-Со) с гранецентрированной решёткой (ГЦК), а также в полупроводниках (Ge, Si, GaAs, PbS и т. д.).

Деформационные колебания	Нормальные колебания многоатомных молекул, основной вклад в которые вносят деформации валентных углов. Деформационные колебания не всегда могут быть однозначно выделены по формам колебаний: в некоторые из них значительный вклад вносят деформации валентных связей и торсионные колебания (вращение вокруг химических связей). Частоты деформационных колебаний обычно ниже и, как правило, менее характеристичны, чем частоты валентных колебаний.

Деформация	Изменение взаимного расположения множества частиц материальной среды, которое приводит к искажению формы и размеров тела и вызывает изменение сил взаимодействия между частицами, т. е. появление напряжений. Деформация тела возникает в результате приложения механических сил, теплового расширения, воздействия электрических и магнитных полей и др.

Деформация упругая	Изменение взаимного расположения множества частиц материальной среды, которое возникает и исчезает одновременно с нагрузкой и не сопровождается рассеянием энергии. В кристаллах упругая деформация проявляется в изменении расстояний между узлами и перекосе кристаллической решётки без изменения порядка расположения атомов. Первоначальная конфигурация восстанавливается при снятии нагрузки.

Деформация пластическая	Изменение взаимного расположения множества частиц материальной среды, которое сохраняется при снятии напряжений и сопровождается рассеянием энергии. Величина её зависит не только от значений приложенных сил, но и от предшествующей истории их изменения. Одними из механизмов пластической деформации в кристалле являются движение и размножение дислокаций. При малых напряжениях перемещение дислокаций обратимо. При напряжениях выше предела упругости движение дислокаций вызывает необратимую перестройку кристаллической структуры, т. е. деформация становится пластической. В поликристаллическом теле, как правило, одна часть зёрен деформируется упруго, другая - пластически. При этом в макромасштабе необратимая деформация может оказаться ничтожно малой (и тело считается упругим), но её наличие проявляется в упругом гистерезисе (в частности, свободные колебания затухают вследствие рассеяния энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию множества зёрен). Для возникновения движения и размножения дислокаций требуется определенное время. С этим связана динамическая чувствительность материала: чем быстрее возрастает нагрузка, тем меньшая пластическая деформация возникает при определенной величине напряжения. Если напряжения, превышающие предел упругости, действуют кратковременно, то движение и размножение дислокаций не успевают развиться и пластическая деформация не возникает. Деформация ползучести связана с движением дислокаций, диффузией внедрённых атомов, перестройкой межзёренных связей.

Деформация вязкоупругая	Деформация, для которой типична явная зависимость от процесса нагружения во времени, причём при снятии нагрузки деформация самопроизвольно стремится к нулю.

Дивергенция векторного поля	Скалярная функция, обозначаемая символическими выражениями div A или ∇A , описывающая плотность распределения источников поля: , где – поток векторного поля A из области, ограниченной поверхностью ΔS; ΔV – объем этой области. В декартовой системе координат .
Интерпретация	Одно из уравнений Максвелла устанавливает, что div E = 4π ρ, где E – напряженность электрического поля; ρ – плотность распределения заряда. Таким образом, функция div E описывает распределение заряда в пространстве.

Дивергенция векторного поля, свойства	div (C A) = C div A ∇(C A) = C ∇A, (C – константа) div (A + B) = div A + div B ∇(A + B) = ∇A + ∇B div (φ · A) = φ · div A + A · grad φ ∇(φ · A) = φ · ∇A + A · ∇φ div (rot A) = 0 ∇ · (∇×A) = 0 div (grad φ) = Δφ ∇ · (∇φ) = ∇²φ, где Δ = ∇² – оператор Лапласа. Если скалярное поле φ является центральным, то функция φ зависит только от расстояния r до центра поля. Тогда .
Пример	Пусть φ = x² + y² + z². Тогда div (grad φ) = 2 + 2 + 2 = 6.

Динамика	Раздел механики, посвящённый изучению движения материальных тел под действием приложенных к ним сил. Движения любых материальных тел (кроме микрочастиц), происходящие со скоростями, не близкими к скорости света, изучаются в классической динамике. Движение тел, перемещающихся со скоростями, приближающимися к скорости света, рассматривается в теории относительности.

Динамика дефектов	Точечные дефекты типа примесей, вакансий или междоузельных атомов способны перемещаться в кристалле путём диффузии. Но классическую диффузию нельзя считать динамическим процессом, т. к. очередной скачок дефекта имеет случайное направление и только усреднение по большому числу дефектов может дать некоторую направленность их движению. Иначе могут вести себя точечные дефекты в квантовом кристалле, когда для дефекта появляется возможность перехода из одного положения в соседнее путём квантового туннелирования. В результате дефект может превратиться в квазичастицу - дефектон, свободно перемещающуюся в кристалле. Междоузельный атом приобретает способность к механическому перемещению в краудионной конфигурации даже в классическом кристалле. "Лишний" атом оказывается как бы распределённым между несколькими узлами плотно упакованного атомного ряда и потому легко перемещается вдоль этого направления. Чисто механическое перемещение (скольжение) характерно для специфического линейного дефекта - дислокации. Смещение её линии по плоскости скольжения не нарушает сплошности кристалла, а потому происходит сравнительно легко. Движение дислокации всегда связано с неупругим изменением формы кристаллического образца, поэтому дислокация является элементарным носителем пластичности кристалла. Атомная перестройка, сопровождающая перемещение дислокации, требует не очень больших нагрузок, и в этом причина того, что пластическая деформация кристалла начинается при напряжениях, малых по сравнению с теоретической прочностью кристалла.

Динамика кристаллической решетки	Раздел физики твёрдого тела, посвящённый изучению движений атомов в кристалле с учётом дискретности его структуры. Включает классическую и квантовую механику коллективных движений атомов в идеальном кристалле, динамику дефектов кристаллической решётки, теорию взаимодействия кристалла с проникающим излучением, описание физики механизмов пластичности и прочности кристаллических тел.

Диполь электрический	Система, состоящая из двух одинаковых по величине, но разноимённых точечных зарядов, расположенных на конечном расстоянии друг от друга.

Дислокации	Дефекты кристаллической решётки, искажающие правильное расположение атомных (кристаллографических) плоскостей. Дислокации отличаются от других дефектов в кристаллах тем, что значительное нарушение регулярного чередования атомов сосредоточено в малой окрестности некоторой линии, пронизывающей кристалл. Простейшими видами дислокации являются краевая и винтовая дислокация. В идеальном кристалле соседние атомные плоскости параллельны на всём своём протяжении. Если одна из атомных плоскостей обрывается внутри кристалла, возникает краевая дислокация, край "лишней" полуплоскости является её осью. Количество дислокаций в кристалле характеризуется их плотностью, которая определяется как среднее число линий дислокации, пересекающих проведённую внутри тела единичную площадку. Плотность дислокаций колеблется от 10²-10³ см^-2 в наиболее совершенных монокристаллах до 10¹¹-10¹² см^-2 в сильно искажённых (холоднообработанных) металлах.

Дисперсия волн	В линейных системах зависимость фазовой скорости гармонической волн от частоты (длины волны) и, как следствие, изменение формы произвольных волновых возмущений в процессе их распространения. Термин "дисперсия" (от лат. dispergo - рассеивать, развеивать, разгонять) был введён в физику И. Ньютоном (I. Newton) в 1672 при описании разложения пучка белого света, преломляющегося на границе раздела сред. Волновая концепция позволила объяснить это явление зависимостью скорости распространения монохроматических волн от частоты (цвета). В результате под дисперсией волн стали понимать именно эту зависимость, относя к следствиям дисперсии волн такие физические эффекты, как расплывание импульсов, различие фазовой и групповой скоростей, неравномерное движение волновых фронтов и т. д. Иногда термин "дисперсия волн" используется для обозначения разложения волнового поля в гармонический спектр (например, при прохождении волны через дифракционную решётку). Последующая эволюция понятия дисперсии волн связана с его обобщениями на поглощающие, активные, параметрические и нелинейные системы (среды, волноводы, поверхности жидкостей и т. д.).

Дисперсия света	Совокупность оптических явлений, обусловленных зависимостью комплексной диэлектрической проницаемости (следовательно, и показателя преломления) от частоты световой волны и её волнового вектора. Первоначально термин "дисперсия света" был введён для описания разложения белого света в спектр при преломлении в призме, ныне употребляется в более широком смысле.

Дифракционная решетка	Оптический элемент, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (канавок, щелей, выступов), нанесённых тем или иным способом на плоскую или вогнутую оптическую поверхность. Дифракционная решетка используется в спектральных приборах в качестве диспергирующей системы для пространственного разложения электро-магнитного излучения в спектр. Фронт световой волны, падающей на дифракционная решетку, разбивается её штрихами на отдельные когерентные пучки, которые, претерпев дифракцию на штрихах, интерферируют, образуя результирующее пространственное распределение интенсивности света - спектр излучения. Существуют отражательные и прозрачные дифракционные решетки. На первых штрихи нанесены на зеркальную (металлическую) поверхность, и результирующая интерференционная картина образуется в отражённом от решётки свете. На вторых штрихи нанесены на прозрачную (стеклянную) поверхность, и интерференционная картина образуется в проходящем свете. Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то такие дифракционные решетки наз. плоскими, если на вогнутую - вогнутыми. В современных спектральных приборах используются как плоские, так и вогнутые дифракционные решетки, главным образом отражательные.

Дифракция волн	В первоначальном узком смысле - огибание волнами препятствий, в современном, более широком - любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики. К дифракции волн фактически относят все эффекты, возникающие при взаимодействии волн с объектом любых размеров, даже малых по сравнению с длиной падающей волны, когда сопоставление с лучевым приближением совершенно не показательно. При таком общем толковании дифракция волн тесно переплетается с явлениями распространения и рассеяния волн в неоднородных средах.

Дифференциал функции трех переменных	du(x, y, z) = u'_x dx + u'_y dy + u'_z dz Здесь , и – частные производные фунции u по переменным x, y и z соответственно. Если эти частные производные представляют собой непрерывные функции, то смешанные производные не зависят от порядка дифференцирования: , , и т.д.
Пример	Пусть u = x² y³ + z⁵. Тогда du = 2xy³·dx + 3x²y²·dy + 5z⁴·dz.

Диэлектрики	Вещества, относительно плохо проводящие электрический ток (по сравнению с проводниками). Термин "диэлектрик" (от греч. dia - через и англ. electric - электрический) введён M. Фарадеем (M. Faraday) для обозначения сред, через которые проникает электро-статическое поле (в отличие от металлов, экранирующих электро-статическое поле). Создаваемое внешними источниками и поддерживаемое в веществе постоянное электрическое поле вызывает направленное перемещение зарядов, т. е. электрический ток, а также приводит к перераспределению электрических зарядов и появлению (или изменению) электрического дипольного момента в любом объёме вещества, т. е. к его поляризации. В зависимости от того, поляризация или электропроводность определяют электрические свойства среды, принято деление веществ на диэлектрики (изоляторы) и проводники (металлы, электролиты, плазма). Электропроводность диэлектриков по сравнению с металлами очень мала.