Большая Советская Энциклопедия (ФО)

Импульсные методы измерения излучений, обеспечивающие высокие точность и чувствительность, применяются и для получения фотометрических характеристик тел (коэффициент пропускания, отражения коэффициента и др.). Эти методы весьма перспективны в связи с применением в схемах фотометров цифровой вычислительной техники, быстродействие которой согласуется с длительностью импульсов распространённых источников излучения (обработка информации ведётся в т. н. реальном масштабе времени).

Лит.: Волькенштейн А. А., Кувалдин Э. В., Фотоэлектрическая импульсная фотометрия, Л., 1975.

Э. В. Кувалдин.

Фотометрия пламенная

Фотометри'я пла'менная, один из видов эмиссионного спектрального анализа . Применяется главным образом для количественного определения в растворах атомов многих металлов и редкоземельных элементов по их спектральным линиям или полосам. Источником возбуждения спектров является пламя светильного газа, водорода, ацетилена или дициана. Анализируемый раствор инжектируется в пламя в виде аэрозоля в токе кислорода или воздуха. Наиболее распространено водород-кислородное пламя, характеризующееся достаточно высокой температурой (2900 К), малой интенсивностью собственного излучения и отсутствием в пламени твёрдых частиц при неполном сгорании.

Определяемое излучение выделяется узкополосным фильтром или монохроматором , в котором в качестве диспергирующего элемента применяется призма или дифракционная решётка. Благодаря сравнительной простоте спектров пламени и высокой стабильности излучения пламени измерение интенсивностей спектральных линий производится почти исключительно фотоэлектрическим способом. Приёмником излучения служит фотоэлемент или фотоэлектронный умножитель, а регистрирующим прибором – гальванометр или самописец. Регистрация спектральных линий или полос на самописце обычно проводится методом сканирования, полученная запись выражает зависимость интенсивности излучения от длины волны. Мерой концентрации исследуемого элемента служит интенсивность его спектральной линии. Зависимость интенсивности линий от концентрации устанавливается по результатам фотометрирования спектров эталонных растворов. Преимущества Ф. п. – точность, скорость и высокая чувствительность (для щелочных элементов 0,01 мкг/мл, для щёлочноземельных – 0,1 мкг/мл ). Для анализа по методу Ф. п. применяют спектрофотометры с автоматической регистрацией спектров и выдачей результатов.

Лит. см. при ст. Спектральный анализ .

Фотометрия фотографическая

Фотометри'я фотографи'ческая, раздел фотометрии , в котором рассматриваются методы количественной оценки излучения с помощью фотографических материалов . Методы Ф. ф. применяют преимущественно при малой интенсивности измеряемого излучения, например в астрономии.

Лит.: Миз К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса, пер. с англ., Л., 1973.

Фотомонтаж

Фотомонта'ж (от фото... и монтаж ), метод печатания фотоснимка с двух или нескольких негативов; изображение, полученное этим методом. При Ф. нередко используют графический материал. При механическом способе Ф. из фотографий вырезают нужные изображения, подгоняют их путем увеличения под необходимый масштаб, склеивают на листе бумаги, ретушируют, затем переснимают. При проекционном способе Ф. на фотобумаге последовательно печатают изображения с ряда негативов. При этом нередко используют т. н. маски, последовательно перекрывающие те или иные части негатива. Ф. широко применяется при изготовлении плакатов, реклам, политических карикатур и т.д. Среди крупнейших мастеров Ф.: А. С. Житомирский, Г. Г. Клуцис, В. Б. Корецкий, Л. М. Лисицкий, А. М. Родченко (СССР), Дж. Хартфилд (ГДР).

Лит.: Fotografie 73. Специальное ревю художественной фотографии, 1973, № 3.

А. М. Родченко. Иллюстрация к поэме В. В. Маяковского «Про это». Издано в 1923.

Фотон

Фото'н (от греч. phos, родительный падеж phot'os – свет), элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле – света). Масса покоя m _{Ф. равна нулю (из опытных данных следует, что во всяком случае m (4x10^{– 21} mе, где mе – масса электрона), и поэтому его скорость равна скорости света с » 3x10¹⁰см/сек. Спин (собственный момент количества движения) Ф. равен 1 (в единицах}

 = h/ 2p, где h = 6,624x10^{– 27}эрг xсек – постоянная Планка), и, следовательно, Ф. относится к бозонам . Частица со спином J и ненулевой массой покоя имеет 2J + 1 спиновых состояний, различающихся проекцией спина, но в связи с тем, что уФ. m = 0, он может находиться только в двух спиновых состояниях с проекциями спина на направление движения ± 1; этому свойству Ф. в классической электродинамике соответствует поперечность электромагнитной волны.

Т. к. не существует системы

отсчёта, в которой Ф. покоится, ему нельзя приписать определённой внутренней чётности . По электрической и магнитной мультипольностям системы зарядов (2l– поля; см. Мультиполь ), излучившей данный Ф., различают состояния Ф. электрического и магнитного типа; чётность электрического мультипольного Ф. равна (– 1) ^l , магнитного (– 1) ^{l + 1} . Ф. – абсолютно (истинно) нейтральная частица и поэтому обладает определённым значением зарядовой чётности (см. Зарядовое сопряжение ), равным -1. Кроме электромагнитного взаимодействия, Ф. участвует в гравитационном взаимодействии.

Представление о Ф. возникло в ходе развития квантовой теории и теории относительности. (Сам термин «фотон» появился лишь в 1929.) В 1900 М. Планк получил формулу для спектра теплового излучения абсолютно чёрного тела (см. Планка закон излучения ), исходя из предположения, что излучение электромагнитных волн происходит определёнными порциями – «квантами», энергия которых может принимать лишь дискретный ряд значений, кратных неделимой порции – кванту h n, где n – частота электромагнитной волны. Развивая идею Планка, А. Эйнштейн ввёл гипотезу световых квантов, согласно которой эта дискретность обусловлена не механизмом поглощения и испускания, а тем, что само излучение состоит из «неделимых квантов энергии, поглощаемых или испускаемых только целиком» (А. Эйнштейн, Собрание научных трудов, т. 3, с. 93, М., 1966). Это позволило Эйнштейну объяснить ряд закономерностей фотоэффекта , люминесценции , фотохимических реакций. В то же время созданная Эйнштейном специальная теория относительности (1905) привела к отказу от объяснения электромагнитных волн колебаниями особой среды – эфира, и тем самым создала предпосылки для того, чтобы считать излучение одной из форм материи, а световые кванты – реальными элементарными частицами. В опытах А. Комптона по рассеянию рентгеновских лучей было установлено, что кванты излучения подчиняются тем же кинематическим законам, что и частицы вещества, в частности кванту излучения с частотой n необходимо приписать также и импульс h n/c (см. Комптона эффект ).

К середине 30-х гг. в результате развития квантовой механики стало ясно, что ни наличие волновых свойств, проявляющихся в волновых свойствах света, ни способность исчезать или появляться в актах поглощения и излучения не выделяют Ф. среди других элементарных частиц. Оказалось, что частицы вещества, например электроны, обладают волновыми свойствами (см. Волны де Бройля , Дифракция частиц ), и была установлена возможность взаимопревращения пар электронов и позитронов в Ф.: например в электростатическом поле атомного ядра Ф. с энергией выше 1 Мэв (фотоны с энергией выше 100 кэв часто называют g– квантами) может превратиться в электрон и позитрон (процесс рождения пары) и, наоборот, столкновение электрона и позитрона приводит к превращению их в два (или три) g-кванта (аннигиляция пары; см. Аннигиляция и рождение пар ).

Современной теорией, последовательно описывающей взаимодействия Ф., электронов и позитронов с учётом их возможных взаимопревращений, является квантовая электродинамика (см. Квантовая теория поля ). Она рассматривает электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами как процесс обмена виртуальными Ф. (см. Виртуальные частицы ). Сами Ф. через образование виртуальных электрон-позитронных пар также могут взаимодействовать между собой, однако вероятность такого взаимодействия очень мала и экспериментально оно не наблюдалось. При рассеянии Ф. высоких энергий на адронах и атомных ядрах следует учитывать, что Ф. может превращаться виртуально в совокупность адронов, которые сильно взаимодействуют с адронами мишени. В то же время виртуальный Ф., возникающий, например, при аннигиляции электрона и позитрона высоких энергий, может превращаться в реальные адроны. (Такие процессы наблюдаются на встречных электрон-позитронных пучках.) Описание взаимодействия реальных и виртуальных Ф. с адронами осуществляется с помощью различных теоретических моделей, например векторной доминантности (см. Электромагнитные взаимодействия ), модели партонов и др.

С конца 60-х гг. развивается единая теория электромагнитных и слабых взаимодействий , в которой Ф. выступает вместе с тремя гипотетическими «переносчиками» слабых взаимодействий – векторными бозонами (двумя заряженными W ⁺ , W^– и одним нейтральным Z ).

Общеизвестные источники Ф. – источники света. Источниками g-квантов являются радиоактивные изотопы, а также мишени, облучаемые ускоренными электронами.