Вас приветствует автор рассылки Литвинов Александр.

Из-за большого объёма материала выпуск пришлось разбить на несколько частей.

Относительности теория,
физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физ. процессов. Закономерности, устанавливаемые О. т., являются общими для всех физ. процессов, поэтому часто о них говорят просто как о свойствах пространства-времени. Как было установлено А. Эйнштейном, эти свойства зависят от гравитац. полей (полей тяготения), действующих в данной области пространства-времени. Свойства пространства-времени при наличии полей тяготения исследуются в общей теории относительности (ОТО), наз. также теорией тяготения. В частной теории относительности рассматриваются свойства пространства-времени в приближении, в к-ром эффектами тяготения можно пренебречь. Логически частная О. т. есть частный случай ОТО, откуда и происходит её название. Исторически развитие теории происходило в обратном порядке; частная О. т. была сформулирована Эйнштейном в 1905, окончательная формулировка ОТО была дана им же в 1916. Ниже излагается частная О. т., наз. в литературе также теорией относительности Эйнштейна, просто О. т., или специальной теорией относительности (история её возникновения изложена в последнем разделе).

Основные черты теории относительности

Явления, описываемые О. т. и называемые релятивистскими (от лат. relatio - отношение), проявляются при скоростях движения тел, близких к скорости света в вакууме с=(2,997924562±0,000000011)X1010см/сек. При таких скоростях (называемых релятивистскими) зависимость энергии Е тела от его скорости v описывается уже не формулой классич. механики Екин = mv2/2, а релятивистской формулой
1850-2.jpg

Масса т, входящая в эту формулу, в О. т. наз. также массой покоя. Из (1) видно, что энергия тела стремится к бесконечности при скорости v, стремящейся к с, поэтому если масса покоя не равна нулю, то скорость тела всегда меньше с, хотя при Е " тс2 она может стать сколь угодно близкой к с. Это непосредственно наблюдается на ускорителях протонов и электронов, в которых частицам сообщаются энергии, много большие тс2, и поэтому они движутся со скоростью, практически равной с. Со скоростью света всегда движутся частицы, масса покоя к-рых равна нулю (фотоны - кванты света, нейтрино). Скорость с является предельной скоростью передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

Существование предельной скорости вызывает необходимость глубокого изменения обычных пространственно-временных представлений, основанных на повседневном опыте. Рассмотрим след, мысленный опыт. Пусть в вагоне, движущемся со скоростью v относительно полотна жел. дороги, посылается световой сигнал в направлении движения. Скорость сигнала для наблюдателя в вагоне равна с. Если бы длины и времена, измеряемые любым наблюдателем, были одинаковы, то выполнялся бы закон сложения скоростей классич. механики и для наблюдателя, стоящего у полотна, скорость сигнала была бы равна с + v, т. е. была бы больше предельной. Противоречие устраняется тем, что в действительности с точки зрения наблюдателя, относительно к-рого физич. система движется со скоростью v, все процессы в этой системе замедляются в корень из 1-v2/с2 раз (это явление наз. замедлением времени), продольные (вдоль движения) размеры тел во столько же раз сокращаются и события, одновременные для одного наблюдателя, оказываются неодновременными для другого, движущегося относительно него (т. н. относительность одновременности). Учёт этих эффектов приводит к закону сложения скоростей, при к-ром предельная скорость оказывается одинаковой для всех наблюдателей.

Характерное для О. т. явление замедления времени может принимать огромные масштабы. В опытах на ускорителях и в космических лучах образуются распадающиеся (нестабильные) частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света. В результате замедления времени (с точки зрения земного наблюдателя) времена их распада и, следовательно, проходимые ими (от рождения до распада) расстояния увеличиваются в тысячи и десятки тысяч раз по сравнению с теми, к-рые частицы пролетали бы, если бы эффект замедления времени отсутствовал.

Из релятивистской формулы для энергии следует, что при малых скоростях (м<<с) энергия тела равна
1850-3.jpg

Второй член справа есть обычная кинетич. энергия, первый же член показывает, что покоящееся тело обладает запасом энергии Е0=тс2, наз. энергией покоя (т.н. принцип эквивалентности энергии и массы, или принцип эквивалентности Эйнштейна).

В ядерных реакциях и процессах превращений элементарных частиц значит, часть энергии покоя может переходить в кинетич. энергию частиц. Так, источником энергии, излучаемой Солнцем, является превращение четырёх протонов в ядро гелия; масса ядра гелия меньше массы четырёх протонов на 4,8∙10-26г, поэтому при каждом таком превращении выделяется 4,3∙10-5 эрг кинетич. энергии, уносимой излучением. За счёт излучения Солнце теряет в 1 сек 4∙107 т своей массы.

О. т. подтверждена обширной совокупностью фактов и лежит в основе всех совр. теорий, рассматривающих явления при релятивистских скоростях. Уже последоват. теория электромагнитных, в частности оптических, явлений, описываемых классич. электродинамикой (см. Максвелла уравнения), возможна только на основе О. т. Теория относительности лежит также в основе квантовой электродинамики, теорий сильного и слабого взаимодействий элементарных частиц. Законы движения тел при релятивистских скоростях рассматриваются в релятивистской механике, к-рая при скоростях v"с переходит в классическую механику Ньютона. Квантовые законы движения релятивистских микрочастиц рассматриваются в релятивистской квантовой механике и квантовой теории поля.

Принцип относительности и другие принципы инвариантности

В основе О. т. лежит принцип относительности, согласно к-рому в физич. системе, приведённой в состояние свободного равномерного и прямолинейного движения относительно системы, условно наз. "покоящейся", для наблюдателя, движущегося вместе с системой, все процессы происходят по тем же законам, что и в "покоящейся" системе. Говорят, что движущаяся система получается из "покоящейся" преобразованием движения и что принцип относительности выражает инвариантность (независимость) законов природы относительно преобразований движения.

Справедливость принципа относительности означает, что различие между состояниями покоя и равномерного прямолинейного движения не имеет физич. содержания. Если физич. система В движется равномерно и прямолинейно (со скоростью V) относительно системы А, то с тем же правом можно считать, что А движется относительно В (со скоростью-V). Термин "принцип относительности" связан с тем, что если преобразованию движения подвергнуть систему движущихся тел, то все относительные движения этих тел останутся неизменными.

Наряду с принципом относительности из опыта известны и др. принципы инвариантности, или, как ещё говорят, симметрии, законов природы. Любой физич. процесс происходит точно так же если осуществить его в любой др. точке пространства; эта симметрия выражает равноправие всех точек пространства, однородность пространства;

если систему, в к-рой происходит процесс, повернуть на произвольный угол; эта симметрия выражает равноправие всех направлений в пространстве, изотропию пространства;

если повторить процесс через нек-рый промежуток времени; эта симметрия выражает однородность времени.

Т. о., имеет место инвариантность законов природы по отношению к четырём типам преобразований: 1) переносу в пространстве, 2) вращению в пространстве, 3) сдвигу во времени, 4) преобразованию движения. Симметрии 1-4 выполняются точно только в изолированной от внешних воздействий системе, т. е. если можно пренебречь воздействием на систему внешних факторов; для реальных систем они справедливы лишь приближённо.

Изучение свойств преобразований 1-2 составляет предмет евклидовой геометрии трёхмерного пространства, если рассматривать её как физич. теорию, описывающую пространств, свойства физич. объектов (при этом под переносом следует понимать преобразование параллельного переноса).

При скоростях тел v, сравнимых со скоростью с, обнаруживается тесная связь и матем. аналогия между преобразованиями 1, 3 и 2, 4. Это даёт основание говорить об О. т., в к-рой все преобразования 1-4 следует рассматривать совместно, как о геометрии пространства-времени. Содержанием О. т. является рассмотрение свойств преобразований 1-4 и следствий из соответствующих принципов инвариантности. Математически О. т. является обобщением геометрии Евклида - геометрией четырёхмерного Минковского пространства.

Принцип относительности был известен (и справедлив) в классич. механике, но свойства преобразований движения при v<<c и при v~c различны; при v<<c релятивистские эффекты исчезают и преобразования движения переходят в преобразования инвариантности, справедливые для классич. механики (преобразования Галилея; см. Галилея принцип относительности). Поэтому различают релятивистский принцип относительности, обычно наз. принципом относительности Эйнштейна, и нерелятивистский принцип относительности Галилея.

Осн. понятие О. т. - точечное событие, т. е. нечто, происходящее в данной точке пространства в данный момент времени (напр., световая вспышка, распад элементарной частицы). Это понятие является абстракцией - реальные события всегда имеют нек-рую протяжённость в пространстве и во времени и могут рассматриваться как точечные только приближённо. Любой физический процесс есть последовательность событий (С)-C1, С2, ..., Сn, ... . Справедливость симметрии 1-4 означает, что наряду с последовательностью (С) законы природы допускают существование бесконечного числа др. последовательностей (С*), к-рые получаются из (С) соответствующим преобразованием и различаются положением событий в пространстве и времени, но имеют одинаковую с (С) внутр. структуру. Напр., в случае симметрии 4 процесс (С) можно наглядно описать как происходящий в стоящем на земле самолёте, а процесс (С*)- как такой же процесс, происходящий в самолёте, летящем с постоянной скоростью (относительно земли); различным скоростям и направлениям движения соответствуют различные последовательности (С*). Преобразования, переводящие одну последовательность событий в другую, наз. активными (в отличие от пассивных преобразований, к-рые связывают координаты одного и того же события в двух системах отсчёта; см. ниже). Совокупность этих преобразований должна удовлетворять определённым свойствам. Прежде всего последоват. применение любых двух преобразований должно представлять собой одно из возможных преобразований [напр., переход от системы (1) к системе (2), а затем от системы (2) к системе (3) эквивалентен переходу (1)-(3)]. Кроме того, для каждого преобразования должно существовать обратное преобразование, так что последоват. применение обоих преобразований даёт тождественное (единичное) преобразование, являющееся одним из возможных преобразований системы. Это означает, что совокупность рассматриваемых преобразований (1-4) должна составлять группу в математич. смысле. Эта группа наз. группой Пуанкаре (назв. предложеноЮ. Вигнером). Преобразования группы Пуанкаре носят универсальный характер: они действуют одинаково на события любого типа. Это позволяет считать, что они описывают свойства пространства-времени, а не свойства конкретных процессов. Свойства преобразований Пуанкаре могут быть описаны различными способами (так же, как можно описывать различными способами свойства движений в трёхмерном пространстве); наиболее простое описание получается при использовании инерциалъных систем отсчёта и связанных с ними часов. Роль инерц. систем отсчёта (и. с. о.) в О. т. такая же, как роль прямоугольных декартовых координат в геометрии Евклида.

Инерциальные системы отсчёта

С той степенью точности, с какой свойства данной области пространства-времени описываются частной О. т., можно ввести и. с. о., в к-рых описание пространственно-временных закономерностей О. т. принимает особенно простую форму. Под системой отсчёта в этом случае можно подразумевать жёсткую систему твёрдых тел (или её мысленное продолжение), по отношению к к-рой определяются положения событий, траектории тел и световых лучей. Любая система отсчёта, движущаяся относительно данной и. с. о. равномерно и прямолинейно без вращения, также будет инерциальной, а система отсчёта, вращающаяся или движущаяся ускоренно, уже не будет и. с. о. Следовательно, и. с. о. образуют выделенный класс систем отсчёта. В и. с. о. справедлив закон инерции, т. е. свободная (не испытывающая воздействий др. тел) частица движется в и. с. о. прямолинейно и (при принятой синхронизации часов; см. ниже) равномерно. Требование выполнения закона инерции может быть принято как определение и. с. о. Первый закон Ньютона может рассматриваться при этом как утверждение о существовании таких систем отсчёта. Все и. с. о. равноправны; это равноправие является непосредственным выражением принципа относительности.

Степень инерциалыгости системы отсчёта зависит от свойств гравитац. полей, действующих в рассматриваемой области пространства-времени. Количеств, критерии применимости частной О. т. и инерциальности систем отсчёта рассматриваются в ОТО.

В области пространства-времени, в к-рой справедлива частная О. т., можно пользоваться и неинерц. системами отсчёта (так же, как можно пользоваться криволинейными координатами в геометрии Евклида), но при этом описание свойств пространства-времени оказывается более сложным.

В данной и. с. о. необходимо определить способ измерения времени и координат. В и. с. о. трёхмерная пространств, геометрия- евклидова, если прямые определить, напр., как траектории световых лучей, а расстояния измерять твёрдыми масштабами. Поэтому в данной и. с. о. можно ввести декартовы прямоугольные координаты х, у, z. Для определения времени t события можно принять, что в той точке, где оно произошло, находятся часы, покоящиеся в данной и. с. о. Если события происходят в разных точках А, В, то для сравнения их времён нужно синхронизировать часы в A и В, т. е. определить значение того, что часы в Л и В показывают одинаковое время. Обычное определение таково: пусть в момент tA по часам в A посылается сигнал в В, а в момент его прибытия в В посылается такой же сигнал из В в Л; если сигнал пришёл в Л в момент t'A, то принимается, что сигнал пришёл в В в момент tв = (tА + t'А)/2 и соответственно устанавливаются часы в В. При таком определении времена распространения сигнала из Л в В и из В в А одинаковы и равны (t'А - tА)/2. Сигналами могут служить световые вспышки, звуковые сигналы (если среда, в к-рой они распространяются, покоится по отношению к данной системе отсчёта), выстрелы из двух одинаковых орудий, установленных в Л и В, и т. д., требуется лишь, чтобы условия передачи сигнала из Л в В и из В в Л были одинаковыми. Целесообразность такого определения времени связана с тем, что в любой и. с. о. отсутствует к.-л. физически выделенное направление; описанная процедура синхронизации часов симметрична относительно Л и В и поэтому не вносит анизотропии в способ описания. Отсутствие выделенного направления проявляется в том, что синхронизация любыми сигналами приводит к одному и тому же результату; к такому же результату приводит медленный (с v << с) перенос часов из Л в В. При практич. измерениях времён и координат используются многочисл. косвенные методы, при условии, что они дают такой же результат, как и описанные выше процедуры. В любой другой и. с. о. координаты и время измеряются с помощью таких же масштабов и часов, синхронизируемых таким же способом. Заранее не очевидно, что времена, определённые таким образом в двух различных и. с. о., будут одними и теми же, и они действительно оказываются различными. После того как синхронизация произведена, могут измеряться скорости частиц и сигналов в данной и. с. о., в частности скорость распространения световых сигналов. Скорость света в любой и. с. о. всегда равна с.

Преобразования Лоренца

Рассмотренные выше активные преобразования непосредственно связаны с пассивными преобразованиями, описывающими связь между координатами и временем данного события в двух различных и. с. о. В силу принципа относительности безразлично, сообщить ли телу скорость V по отношению к данной и. с. о. L или перейти к системе отсчёта L', движущейся со скоростью V относительно L,- закон преобразования координат и времени должен быть одним и тем же.

Вследствие справедливости симметрии 1-4, преобразования, связывающие координаты и времена событий х, у, z, t и х', у', z', t', измеренные в двух и. с. о. L и L', должны быть линейными. Из симметрии 1-4 и требования, чтобы преобразования составляли группу, можно получить вид этих преобразований. Если система отсчёта L' движется относительно L со скоростью V, то при надлежащем выборе осей координат и начал отсчёта времени в L и Z' (оси х и х' совпадают и направлены по V, оси у и у', г и г' соответственно параллельны, начала координат О и О' совпадают при t = 0 и часы в L' установлены так, что при t = 0 часы в О' показывают время f = 0) преобразования координат и времени имеют вид:
1850-4.jpg

где с - произвольная постоянная, имеющая смысл предельной скорости движения (равной скорости света в вакууме). Эта постоянная может быть определена из любого эффекта О. т. (напр., замедления времени распада быстрого я-мезона). Справедливость кинематики и динамики, основанных на преобразованиях (2), подтверждена неисчислимой совокупностью экспериментальных фактов.

Преобразования Лоренца (2) вместе с преобразованиями вращения вокруг начала координат образуют группу Лоренца; добавление к ней сдвигов во времени t' = t + а и в пространстве х' = х + b (где а, Ь - произвольные постоянные размерности времени и длины) даёт группу Пуанкаре.

Из принципа относительности вытекает, что физич. законы должны иметь одинаковую форму во всех и. с. о.; следовательно, они должны сохранять свой вид при преобразованиях Лоренца. Это требование наз. принципом (постулатом) релятивистской инвариантности, или лоренц-инвариантности (лоренц-ковариантности), законов природы.

Из преобразований Лоренца вытекает релятивистский закон сложения скоростей. Если частица или сигнал движется в L по оси х со скоростью и, то в момент tx = vt и скорость частицы v' = = x'/t', измеряемая в системе L', равна:
1850-5.jpg

Эта формула отражает осн. черту релятивистской кинематики - независимость скорости света от движения источника. Действительно, если скорость света, испущенного покоящимся в нек-рой и. с. о. L источником, есть с, v = с, то из закона сложения скоростей (2) получаем, что измеренная в и. с. о. L' скорость света v' также равна с. Так как направление оси х произвольно, то отсюда следует независимость скорости света от движения источника. Это свойство скорости света однозначно определяет вид преобразований Лоренца: постулировав независимость скорости света от движения источника, однородность пространства и времени и изотропию пространства, можно вывести преобразования Лоренца.

Особая роль скорости света в О. т. связана с тем, что она является предельной скоростью распространения сигналов и движения частиц, достигаемой при энергии частицы, стремящейся к бесконечности, или массе, стремящейся к нулю; если бы масса покоя то фотона оказалась хотя и очень малой, но отличной от нуля (экспериментально установлено, что my < 4*10-21 тe, где тe - масса электрона), то скорость света была бы меньше предельной. Чтобы предельная скорость вообще могла существовать, она не должна зависеть от движения источника частиц.

Из преобразований Лоренца легко получить осн. эффекты О. т.: относительность одновременности, замедление времени, сокращение продольных размеров движущихся тел. Действительно, события 1, 2, одновременные в одной и. с. о. L : t1 = t2 и происходящие в разных точках х\, х2, оказываются неодновременными в другой и. с. о. L':t1'-t2'=(х2-х1)*V/c2*на корень из(1-V/c2) не равно 0. Далее, когда часы, покоящиеся в Z. в точке х = 0, показывают время t, то время t' по часам в L', пространственно совпадающим с часами в Z, в этот момент времени, есть
1850-6.jpg

т. е. с точки зрения наблюдателя в L' часы в L отстают. В силу принципа относительности отсюда следует, что с точки зрения наблюдателя в L' все процессы в L. замедлены в такое же число раз.

Легко получить также, что размеры l всех тел, покоящихся в L, оказываются при измерении в L' сокращёнными

в корень из(1 - V2/c2) раз в направлении V:
1850-7.jpg

В частности, продольный диаметр сферы, движущейся со скоростью v относительно L', будет при измерении в L' в корень из (1-v2/с2)раз короче, чем поперечный. (Заметим, что это сокращение не обнаружилось бы на мгновенной фотографии сферы: из-за различного запаздывания световых сигналов, приходящих от разных точек сферы, её видимая форма остаётся прежней.)

Для и. с. о. пространственно-временные эффекты, определяемые преобразованиями Лоренца, относительны: с точки зрения наблюдателя в L замедляются все процессы и сокращаются все продольные масштабы в L'. Однако это утверждение несправедливо, если хотя бы одна из систем отсчёта неинерциальна. Если, напр., часы 1 перемещаются относительно L из Л в В со скоростью с, а потом из В в Л со скоростью - v, то они отстанут по сравнению с покоящимися в А часами 2 в корень из (1-v2/c2) раз; это можно обнаружить прямым сравнением, так что эффект абсолютен. Он должен иметь место для любого процесса; напр., близнец, совершивший путешествие со скоростью v, вернётся в корень из (1-v2/c2) раз более молодым, чем его брат, остававшийся неподвижным в и. с. о. Это явление, получившее назв. "парадокса близнецов", в действительности не содержит парадокса: система отсчёта, связанная с часами 1, не является ннерциаль-ной, т. к. эти часы при повороте в В испытывают ускорение по отношению к инерциальной системе; поэтому часы 1 и 2 неравноправны.

При малых скоростях v преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея х'=х-vt, у'=у, z'=z, t'=t, к-рые описывают связь между картинами различных наблюдателей, известную из повседневного опыта: размеры предметов и длительность процессов одинаковы для всех наблюдателей.

Преобразования Пуанкаре оставляют инвариантной величину, наз. интервалом SAB между событиями Л, В, к-рая определяется соотношением:
1850-8.jpg

Математически инвариантность s аналогична инвариантности расстояния при преобразованиях движения в евклидовой геометрии. Величины ct, х, у, z можно рассматривать как четыре координаты события в четырёхмерном пространстве Минковского: x0 = ct, х1 = х, х2 = у, х3 = z, к-рые являются компонентами четырёхмерного вектора.

Если вместо х0 ввести мнимую координату x4 = ix0 = ict, то произвольное преобразование Пуанкаре можно записать в виде, полностью аналогичном формуле, описывающей вращения и сдвиги в трёхмерном пространстве.

Вследствие того, что квадраты разностей временных и пространств, координат входят в (6) с разными знаками, знак s2 может быть различным; геометрия такого пространства отличается от евклидовой и наз. псевдоевклидовой. В такой геометрии интервалы разделяются на три типа: s2<0, s2>О и s2=0. Интервалы первого и второго типа наз. соответственно времени-подобными н пространственноподобными. Если s2>=0, знак tA-tBне зависит от системы отсчёта. Это тесно связано с принципом причинности. Действительно, если s2>=0 и (для определённости) tA<tB, то события Л и В могут быть связаны сигналом, распространяющимся со скоростью v=<с, т. е. Л может быть причиной В. Обычные представления о причинности требуют тогда, чтобы в любой системе отсчёта событие В следовало за событием Л. Инвариантность условия s2=0 непосредственно выражает инвариантность скорости света. Если s2<О, то знак tA - tBможет быть различным в разных и. с. о. Однако это не противоречит причинности, т. к. такие события не могут быть связаны никаким взаимодействием.

Если s2<0, то существует такая система отсчёта, в к-рой события А и В одновременны; в этой системе s2=-l2, где l - обычное расстояние. При s2 > О существует система отсчёта, в к-рой события А и В происходят в одной точке.

В классич. физике требование инвариантности законов физики относительно преобразований Лоренца означает, что любые физич. величины должны преобразовываться как скаляры, векторы или тензоры в пространстве Минковского. Правила вычислений с такими величинами даются тензорным исчислением. Использование тензорного исчисления позволяет записывать законы физики в таком виде, что их лоренц-инвариантность становится непосредственно очевидной.

Законы сохранения в теории относительности и релятивистская механика

В О. т., так же как в классич. механике, для замкнутой физич. системы сохраняется импульс р и энергия Е, Трёхмерный вектор импульса вместе с энергией образует четырёхмерный вектор импульса-энергии с компонентами Е/с, р, обозначаемый как (E;с,р). При преобразованиях Лоренца остаётся инвариантной величина

E2- (cp)2 = m2c4, (7) где от - масса покоя частицы. Из требований лоренц-инвариантности следует, что зависимость энергии и импульса от скорости имеет вид
1850-9.jpg

Энергия и импульс частицы связаны соотношением р = Ev/с2. Это соотношение справедливо также для частицы с нулевой массой покоя; тогда v = с и р = Е/с. Такими частицами, по-видимому, являются фотоны (у) и электронные и мюонные нейтрино. Из (8) видно, что импульс и энергия частицы с m не равно 0 стремятся к бесконечности при v -> с.

Обсуждалась возможность существования объектов, движущихся со скоростью, большей скорости света (т. н. тахионов). Формально это не противоречит лоренц-инвариантности, но приводит к серьёзным затруднениям с выполнением требования причинности.

Масса покоя т не является сохраняющейся величиной. В частности, в процессах распадов и превращений элементарных частиц сумма энергий и импульсов частиц сохраняется, а сумма масс покоя меняется. Так, в процессе аннигиляции позитрона и электрона е++е-->2у сумма масс покоя изменяется на 2 mе .

В системе отсчёта, в к-рой тело покоится (такая система отсчёта наз. собственной), его энергия (энергия покоя) есть Ео = тс2. Если тело, оставаясь в покое, изменяет своё состояние, получая энергию в виде излучения или тепла, то из релятивистского закона сохранения энергии следует, что полученная телом энергия ДЯ связана с увеличением его массы покоя соотношением дельта Е = дельта mc2. Из этого соотношения, названного Эйнштейном принципом эквивалентности массы и энергии, следует, что величина E0 = mс2 определяет максимальную величину энергии, к-рая может быть "извлечена" из данного тела в системе отсчёта, в к-рой оно покоится.

Для движущегося тела величина
1850-10.jpg

определяет его кинетич. энергию. При v<<с (9) переходит в нерелятивистское выражение Екин=mv2/2, при этом импульс равен р = mv. Из определения Eкин следует, что для любого процесса в изолированной системе выполняется равенство:
1850-11.jpg

согласно к-рому увеличение кинетич. энергии пропорционально уменьшению суммы масс покоя. Это соотношение широко используется в ядерной физике; оно позволяет предсказывать энерговыделение в ядерных реакциях, если известны массы покоя участвующих в них частиц. Возможность протекания процессов, в к-рых происходит превращение энергии покоя в кинетич. энергию частиц, ограничена др. законами сохранения (напр., законом сохранения барионного заряда, запрещающим процесс превращения протона в позитрон и у-квант). Иногда вводят массу, определяемую как
1850-12.jpg

при этом связь между импульсом и энергией имеет тот же вид, что и в ньютоновской механике: р = mдвижv. Определённая таким образом масса отличается от энергии тела лишь множителем 1/с2. (В теоретич. физике часто выбирают единицы измерения так, что с = 1, тогда E = mдвиж)

Осн. уравнения релятивистской механики имеют такой же вид, как второй закон Ньютона и уравнение энергии, только вместо нерелятивистских выражений для энергии и импульса используются выражения (8):
1850-13.jpg

где F - сила, действующая на тело. Для заряженной частицы, движущейся в электромагнитном поле, F есть Лоренца сила.

Теория относительности и эксперимент

Предположения о точечных событиях, справедливости принципа относительности, однородности времени и однородности и изотропии пространства с неизбежностью приводят к О. т. При этом абстрактно допустим предельный случай, соответствующий с = бесконечности, однако такая возможность исключена экспериментально: доказано с огромной точностью (см. ниже), что предельная скорость с есть скорость света в вакууме (её значение дано в начале статьи).

Каковы границы применимости О. т.? Отклонения от пространственно-временной геометрии О. т., связанные с гравитацией, наблюдаемы и рассчитываются в ОТО; никаких др. ограничений применимости О. т. пока не обнаружено, хотя неоднократно высказывались подозрения, что на очень малых расстояниях (напр., ~10-17 см) понятие точечного события, а следовательно, и О. т. могут оказаться неприменимыми (см., напр., Квантование пространства-времени).

Предположение о лоренц-инвариантности и точечности событий (означающей локальность взаимодействий) лежит в основе всех совр. теорий, в к-рых существен релятивизм. Справедливость квантовой электродинамики электронов и мюонов, а следовательно, и О. т. установлена вплоть до расстояний 10-15 см. При энергиях порядка масс этих частиц согласие квантовой электродинамики с опытом установлено с относит, точностью, несколько лучшей, чем 10-5; с точностью того же порядка должна быть справедлива и механика О. т.

Релятивистские законы сохранения применяются при исследованиях превращений элементарных частиц, вызванных сильным, слабым и электромагнитным взаимодействиями; отсутствие противоречий подтверждает справедливость этих законов. Всё, что известно о названных взаимодействиях, согласуется с представлением об их лоренц-инвариантности.

Предположение о невозможности сверхсветовых сигналов, вытекающее из О. т., лежит в основе дисперсионных методов, широко используемых в теории сильных взаимодействий (см. также Квантовая теория поля)', их успех демонстрирует справедливость осн. представлений О. т.

Одним из наиболее ярких подтверждений справедливости релятивистской инвариантности явилось предсказание на её основе существования античастиц и их последующее открытие (см. Дирака уравнение, Античастицы).

Требование лоренц-инвариантности взаимодействий приводит при очень общих предположениях к т. н. СРТ-теореме, устанавливающей связь между свойствами частиц и античастиц. Эта связь выполняется на опыте для всех известных взаимодействий.

Неоднократно ставились опыты по прямой проверке осн. черт кинематики О. т. Независимость скорости света от движения источника проверена с наилучшей точностью в 1964 в опытах [Европ. центр ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария)], в к-рых использовались у-кванты от распада л-мезона; при скорости Пиv= 0,9997с относит, точность совпадения скорости Y-кванта с с составляла 10-4. Релятивистское замедление времени измерено в широком интервале скоростей с помощью поперечного Доплера эффекта и непосредственно по распадам элементарных частиц с точностью 1-5% . Неоднократно проверялась также формула тдвиж= m*корень из (l-v2/c2) наилучшая достигнутая точность - 5-10-4 (В. Мейер и др., 1963).

История частной теории относительности

Хотя О. т. в логич. смысле проста, путь, приведший к ней, был сложным. Справедливость принципа относительности для механических явлений и его связь с явлением инерции были поняты после появления теории Н. Коперника: отсутствие видимых проявлений движения Земли с неизбежностью приводило к заключению, что общее движение системы не сказывается на происходящих в ней механических явлениях. Уже в 16 в. это поясняли, описывая эксперименты на движущемся корабле. Классич. изложение принципа относительности было дано в 1632 Г. Галилеем: "Заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью и тогда (если только движение будет равномерным и без качки в ту и другую сторону) во всех ... явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения и ни по одному из них не сможете установить, движется ли .корабль или стоит неподвижно" (Галилей Г., Диалог о двух главнейших системах мира: птолемеевой и копернико-вой, М.- Л., 1948, с. 147). Принцип относительности широко использовался X. Гюйгенсом для решения задач механики.

Полная система законов движения для любой механич. системы была дана И. Ньютоном в "Началах" (1687). Ньютон, установив, что законы механики не могут быть справедливыми в любой системе отсчёта, ввёл понятия абс. пространства и абс. времени; по существу это были для него система отсчёта и временная переменная t, для к-рых выполнялись законы движения. Вопрос об измерении времени в механике Ньютона был простым, т. к. любые равномерно движущиеся часы годились для измерения t. Более сложным был вопрос об абс. пространстве. В механике Ньютона выполнялся принцип относительности. Согласно формулировке Ньютона, "относительные движения друг по отношению к другу тел, заключённых в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство или движется равномерно и прямолинейно без вращения" ("Математические начала натуральной философии", см. Крылов А. И., Собр. трудов, т. 7, 1936, с. 49). Поэтому нельзя было отличить покоящуюся в абсолютном пространстве систему отсчёта от равномерно движущейся. Переход от одной и. с. о. к другой в механике Ньютона описывался преобразованиями х' = х - vt, t' = t, наз. сейчас преобразованиями Галилея. Такая форма преобразований казалась очевидной, т. к. не сомневались в том, что длины предметов должны быть одинаковыми в любой системе отсчёта, а время единым. Эта уверенность подтверждалась инвариантностью законов Ньютона относительно преобразований Галилея. Столь же несомненным казалось то, что для оптич. явлений принцип относительности несправедлив. Уже в 17 в. широко использовалось представление о заполняющей пространство среде - эфире. Среди мн. функций, приписывавшихся эфиру, была передача световых возмущений. В нач. 19 в. была разработана оптика Т. Юнга - О. Френеля, в к-рой скорость света относительно эфира считалась константой, не зависящей от движения источника. Отсюда следовало нарушение принципа относительности, т. к. для наблюдателя, движущегося в эфире со скоростью v навстречу световому лучу, скорость света должна была бы равняться с + v (эфирный ветер). Такой эфирный ветер должен был бы возникать, в частности, из-за орбитального движения Земли (со скоростью 30 км/сек). Поиски эфирного ветра затруднялись, однако, тем, что уже по теории Френеля эффекты порядка v/c (~10-4 для орбитального движения Земли) должны отсутствовать в широком классе опытов.

Проблема эфира заняла одно из центр, мест в физике после построения Дж. Максвеллом теории электромагнитного поля, в к-рой эфир стал носителем не только световых волн, но и электрич. и магнитных полей. Попытки обнаружения эфирного ветра были сделаны А. Майкельсоном (1881) и А. Майкельсоном и Э. Морли (1887), искавшими эффект порядка v2/c2, и дали отрицат. результат (см. Майкелъсона опыт). Возникла проблема согласования опыта Майкельсона с оптикой и электродинамикой, основанными на представлении об эфире. Наиболее очевидными казались объяснения, базирующиеся на гипотезе полного увлечения эфира движущимися телами. Оптич. и электромагнитные теории, использовавшие эту гипотезу, обсуждались (Дж. Г. Стоке, Г. Герц), но они оказались либо внутренне противоречивыми, либо не описывали всей совокупности экспериментальных фактов. Наиболее успешной была электродинамика X. Лоренца, в основе к-рой лежало представление о неподвижном эфире и к-рая, на первый взгляд, была несовместима с принципом относительности. В 1892 Лоренц (ранее англ, физик Дж. Фицджеральд, 1889) заметил, что отрицат. результат опыта Майкельсона объясняется, если продольные размеры всех тел сокращаются в корень из (1-v2/c2)раз при движении тел относительно эфира со скоростью v. Это сокращение (т. н. Лоренца - Фицджеральда сокращение) Лоренц объяснял изменением действующих в телах электромагнитных сил при движении тела через эфир. В 1895 Лоренц, рассматривая соответствие между движущейся и неподвижной относительно эфира системами тел, ввёл (в приближении v/c) понятие "местного времени" t'=t-(v/c)(x-vt) и доказал, что эффекты движения относительно эфира отсутствуют в порядке v/c.

Ситуация наталкивала на мысль о необнаружимости движения относительно эфира. Такой вывод сделал А. Пуанкаре, к-рый начиная с 1895 выражал убеждение, что движение относительно эфира необнаружимо принципиально. В 1900-е гг. при обсуждении электромагнитных явлений он начал пользоваться термином "принцип относительности", формулируя его как невозможность обнаружения движения относительно эфира. В нач. 1900-х гг. был проведён ряд опытов, подтвердивших, что движение Земли не влияет на электромагнитные, в частности на оптические, явления. [К этому вопросу возвращались и после создания О. т.; в 1963, напр., отсутствие эфирного ветра проверено в опытах, к-рые могли бы обнаружить эфирный ветер в неск. м/сек (Д. Чампней и др.).] Проблема согласования этого факта с электродинамикой Максвелла - Лоренца стала насущной.

Объяснение невозможности обнаружить абс. движение в рамках представлений об эфире и связанной с ним привилегированной системе отсчёта было дано Лоренцом и Пуанкаре в 1904-05. Предполагая, что уравнения электродинамики Лоренца (см. Лоренца - Максвелла уравнения) справедливы в системе координат, покоящейся относительно эфира, они сделали вывод, что все тела при движении в эфире испытывают лоренц-фицджеральдовское сжатие, а происходящие в них движения изменяются определённым образом, но эти изменения в силу их универсальности необнаружимы для наблюдателя, движущегося вместе с телом. Преобразования, названные Пуанкаре преобразованиями Лоренца, описывали связь между пространственно-временными координатами для процессов в двух телах, одно из к-рых двигалось, а другое покоилось относительно эфира. (Ранее близкие преобразования применил нем. физик В. Фохт; правильные преобразования нашёл впервые Дж. Лармор в 1900.)

В завершающей работе Пуанкаре (поступившей в печать 23 июля 1905) содержался разработанный математич. анализ релятивистских преобразований, интерпретировавшихся в описанном выше смысле. Было показано, что преобразования Лоренца образуют группу, оставляющую инвариантным интервал х2+y2+z2-c2t2; были найдены преобразования для потенциалов электромагнитного поля, плотностей тока и заряда, установлена инвариантность действия для электромагнитного поля, показано, что группа Лоренца является группой инвариантности уравнений электродинамики. Лоренц и Пуанкаре видели также универсальный характер лоренц-инвариантности, к-рую они формулировали как требование, чтобы все силы и массы преобразовывались так же, как электромагнитные.

Ещё в 1904 Пуанкаре, перечисляя принципы классич. физики, дал общую и полную формулировку принципа относительности: "Законы природы должны быть одинаковы как для неподвижного наблюдателя, так и для наблюдателя, находящегося в состоянии равномерного и прямолинейного движения, так что не существует и не может существовать способа обнаружить, находимся мы в состоянии такого движения или нет" ("Bulletin des sciences mathematiques", 1904, v. 25, ser. 2, p. 302).

Для того чтобы убедиться, что постулат относительности в такой форме выполним, был необходим последовательный анализ измерения пространственно-временных координат в произвольной и. с. о. Важный шаг в этом направлении был сделан Пуанкаре ещё в 1900, когда он заметил, что синхронизация часов светом в системе отсчёта, движущейся относительно эфира, даёт местное время Лоренца в приближении v/c. Последовательно такой анализ уже с совр. точки зрения был сделан Эйнштейном.

В работе, направленной в печать 30 июня 1905, Эйнштейн изложил совершенно новую точку зрения на проблему принципа относительности. Он сделал вывод, что из невозможности обнаружить абс. движение следует равноправие всех и. с. о. Эйнштейн отказался от представления об эфире и стал рассматривать поле в пустоте как новый вид физического объекта, не нуждающийся в механическом носителе (эфире). Это было революционным шагом, означавшим резкий разрыв с господствовавшими в физике того времени взглядами. Равноправие всех и. с. о. логически требовало признания полного равноправия пространственно-временных координат, измеряемых в любой и. с. о. Эйнштейн дал последовательный анализ физич. содержания понятий времени и координат события, исходя из того, что координаты в каждой и. с. о. измеряются стандартными масштабами, а время- часами, синхронизированными светом, и поставил и разрешил вопрос о связи пространственных и временных координат, измеренных в разных и. с. о. Эта связь должна была быть такой, чтобы электродинамика Максвелла - Лоренца, находившаяся в согласии с обширной совокупностью фактов, была справедлива в любой и. с. о. Из уравнений Максвелла - Лоренца вытекает, что скорость света в вакууме не зависит ни от направления распространения света, ни от движения источника. Т. о., в них неявно содержались и принятая Эйнштейном синхронизация часов светом и универсальное постоянство скорости света. Дав явное определение синхронизации часов и сформулировав 2 постулата -

"1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся.

2. Каждый луч света движется в „покоящейся" системе координат с определённой скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом" (Собр. научных трудов, т. 1, М., 1965, с. 10),- из к-рых следовала независимость скорости света от движения источника для любой и. с. о., Эйнштейн нашёл связь между пространственно-временными координатами события, измеряемыми в различных и. с. о. Полученные преобразования, математически тождественные преобразованиям Лоренца, приобрели, т. о., в работе Эйнштейна новое физич. содержание, а требование лоренц-инвариантности законов природы стало очевидным следствием и выражением равноправия всех и. с. о.

Анализ содержания релятивистских преобразований привёл Эйнштейна к заключению о необходимости изменения складывавшихся в течение столетий представлений об абсолютности длины, времени и одновременности; отказ от них позволил установить относит, характер сжатия Лоренца - Фицджеральда и др. явлений, рассматривавшихся ранее как "реальные" эффекты, вызванные движением тела относительно эфира.

Т. о., Эйнштейном было дано полное решение проблемы относительности и построена О. т. как физич. теория пространства-времени, основанная на представлении об относит, характере релятивистских явлений и относительности времени. Найденное Эйнштейном объединение принципа относительности с относительностью одновременности получило назв. "принцип относительности Эйнштейна".

Открытие относительности одновременности было завершением развития идеи относительности, в начале к-рого стояла теория Н. Коперника. Из теории Коперника следовала относительность "места в пространстве"; Эйнштейн сделал аналогичный вывод для понятия "момента времени". Вместо них осн. понятием теории стало понятие события - оно абсолютно в том смысле, что два совпадающих события остаются таковыми для любого наблюдателя.

В 1905-06 Эйнштейн, применив принцип относительности, установил связь между массой и энергией, а вскоре М. Планк (1906) нашёл релятивистские выражения для энергии и импульса электрона, не прибегая к гипотезам о его структуре (использовавшимся ранее в работах Лоренца и Пуанкаре), и тем самым завершил программу "релятивизации" классич. электродинамики. В 1906 Планк ввёл термин "теория относительности". В 1907-08 Г. Минковский указал, что О. т. может рассматриваться как геометрия пространства-времени; в его работах был развит совр. четырёхмерный аппарат теории. К 1910 построение О. т. в основном завершается, но её воздействие на развитие теоретич. физики только начинается.

Появление теории относительности Эйнштейна оказало существ, влияние на развитие революции в физике, происходившей в нач. 20 в. О. т. была первой физич. теорией, продемонстрировавшей, что представления, основанные на повседневном опыте, казавшиеся очевидными и отождествлявшиеся с истинами "здравого смысла", могут оказываться неприменимыми при переходе в новые области опыта. О. т. стала первой "не наглядной" науч. теорией. Революционизировав мышление физиков, О. т. подготовила почву для ещё более далеко идущего отказа от "непосредственно очевидных" представлений, потребовавшегося для создания квантовой механики.

О. т. оказала большое непосредственное воздействие на всё последующее развитие физики. Так, успех релятивистской кинематики при объяснении Комп-тона эффекта стал одним из центр, аргументов в пользу корпускулярной природы фотона (1922); использование преобразований Лоренца привело Л. де Бройля (1924) к соотношению Л=h/р (где Л - длина волны, связанной с движущейся частицей, h - Планка постоянная; см. Волны де Бройля); релятивистская инвариантность послужила ключом к открытию Клейна - Гордона уравнения (1926) и Дирака уравнения (1928). Принцип релятивистской инвариантности сыграл решающую роль в развитии квантовой теории поля; с ним связаны такие её достижения, как установление связи между спином и статистикой (В. Паули, 1940) и создание метода перенормировок в квантовой электродинамике (1949). В совр. физике принцип релятивистской инвариантности продолжает играть решающую роль.

Лит.: Классические труды: Принцип относительности, М.- Л., 1935; Эйнштейн А., Собр. науч. трудов, т. 1 - 4, М., 1965 - 67. Учебники и монографии: Паули В., Теория относительности, пер. с англ., М.- Л., 1947; Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Теория поля, 6 изд., М., 1973 (Теоретическая физика, т. 2); Мандельштам Л. И., Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике, М., 1972; Тейлор Э. Ф., У и л е р Д ж. А., Физика пространства-времени, пер. с англ., М., 1969; У га р о в В. А., Специальная теория относительности, М., 1968; Фейнма^н Р., Лейтон Р., С э н д с М., Фейнмановские лекции по физике, [пер. с англ.], в. 2, М., 1965; Ф о к В. А., Теория пространства, времени и тяготения, 2 изд., М., 1961. Популярная литература: Б о р н М., Эйнштейновская теория относительности, пер. с англ., М., 1964; Л а н д а у Л. Д., Р у м е р Ю. Б., Что такое теория относительности, К., 1965; Фейнман Р. П., Характер физических законов, пер. с англ., М., 1968. Обзоры: Вайскопф В., Видимая форма быстродвижущихся тел, "Успехи физических наук", 1964, т. 84, в. 1, с. 183; Блохинцев Д. И., Обоснованность специальной теории относительности опытами в области физики высоких энергий, там же, 1966, т. 89, в. 2, с. 185 - 99; Шмидт-Отт В. Д., Некоторые новые измерения в связи с доказательством справедливости специальной теории относительности, там же, 1968, т. 96, в. 3, с. 519 - 27. История: Вавилов С. И., Экспериментальные основания теории относительности, М.- Л., 1928; Л а у э М., История физики, пер. с нем., М., 1956; Франкфурт У. И., Френк А. М., Оптика движущихся тел, М., 1972.

И. Ю. Кобзарев.

--------------------------------------------------------------

Год,
промежуток времени, близкий по продолжительности к периоду обращения Земли вокруг Солнца. Уже в древности одной из важных науч. задач, имевших большое практич. значение, было определение продолжительности Г. на основе наблюдения повторяющихся астрономич. явлений. Довольно точные значения Г. были известны в Др. Китае и Др. Египте. Др.-греч. учёный Гиппарх во 2 в. до н. э. определил Г. равным "365 1/4 дня без 1/300 дня", что отличается от совр. значений Г. лишь на 61/2мин. Сложность движения Земли вокруг Солнца является причиной существования ряда отличающихся друг от друга понятий Г., применяющихся в разных областях науки и практич. жизни. Звёздный (сидерический) Г. определяет промежуток времени, в течение к-рого Солнце совершает свой видимый годичный путь по небесной сфере относительно звёзд. Тропический Г.- промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия; соответствует периоду, в течение к-рого на Земле происходит смена времён года - весны, лета, осени, зимы. Аномалистический Г.- промежуток времени между двумя последоват. прохождениями Солнца через перигелий; применяется в небесной механике. Драконический Г. - промежуток времени, по истечении к-рого Солнце возвращается к тому же (восходящему или нисходящему) узлу лунной орбиты; используется при предвы-числении солнечных и лунных затмений. Юлианский Г. являлся основой юлианского календаря (старого стиля) (см. Календарь); сейчас иногда применяется в астрономии для счисления больших промежутков времени (юлианское столетие, равное 36 525 сут). Григорианский Г. служит основной единицей в григорианском календаре (новом стиле). Лунный Г., равный продолжительности 12 (или 13) синодич. месяцев, применяется в лунных календарях. Продолжительность Г. см. в табл.

См. также статью Время и литературу при ней.

Н. П. Ерпылёв.

--------------------------------------------------------------

Синодический месяц
(от греч. synodos - соединение, сближение), промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны (напр., новолуниями). Продолжительность С. м. непостоянна; ср. значение С. м. составляет 29,530588 ср. солнечных суток, отклонение-в пределах 13ч.

--------------------------------------------------------------

Месяц, промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. Различают М. (см. табл. и рис.): синодический - период смены лунных фаз (служит основанием лунных календарей); сидерический (звёздный), в течение к-рого Луна совершает полный

Продолжительность месяца
 

оборот вокруг Земли и занимает исходное положение относительно звёзд; тропический - период возвращения Луны к той же долготе; аномалистический - промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через перигей; д р а к о-нический - промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел её орбиты (имеет значение в теории затмений). В григорианском календаре год делится на 12 месяцев продолжительностью от 28 до 31 суток, не согласованных с фазами Луны.

Различие между синодическим и сидерическим месяцами. 1 и 3 - взаимное положение Солнца, Земли и Луны, при котором происходит полнолуние (прошёл синодический месяц); 2 - положение Луны после полного оборота вокруг Земли (прошёл сидерический месяц).

--------------------------------------------------------------

Сутки,
единица измерения времени, равная 24 часам. Различают звёздные С., равные периоду вращения Земли, отсчитываемому относительно точки весеннего равноденствия, и солнечные С.- период вращения Земли относительно Солнца. Звёздные С. равны промежутку времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями точки весеннего равноденствия. Момент верхней кульминации этой точки, принимаемый за начало звёздных С., считается 0 часов звёздного времени. В зависимости от того, какую точку весеннего равноденствия при этом принимают - истинную (рассматривается движение этой точки вследствие прецессии и нутации) или среднюю (только вследствие прецессии), различают истинные и средние звёздные С. Вследствие прецессионного движения точки весеннего равноденствия средние звёздные С. на 0,0084 сек короче действит. периода вращения Земли. Продолжительность истинных звёздных С. непостоянна и непрерывно изменяется вследствие нутации. Звёздные С. неудобны для измерения времени на практике, т. к. они не согласуются с чередованием дня и ночи. Поэтому в обиходе приняты солнечные С., равные промежутку времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями Солнца, т. е. между двумя последовательными полуднями или полуночами. Вследствие эллиптичности земной орбиты и наклона эклиптики к экватору промежуток времени между двумя кульминациями реального (истинного) Солнца, т. е. продолжительность истинных солнечных С., непостоянен и в течение года меняется от 24 ч 3 мин 36 сек (в середине сентября) до 24 ч 4 мин 27 сек (в конце декабря) звёздного времени. Для устранения такой неравномерности пользуются средней продолжительностью солнечных С. за год, называемой средними солнечными С. и равной 24 ч 3 мин 56,55536 сек звёздного времени. За начало средних солнечных С. принимается средняя полночь, т. е. момент нижней кульминации воображаемой точки небесной сферы, называемой средним Солнцем. Звёздные С., так же как и средние солнечные С., подразделяются на часы, минуты и секунды; между ними существует соотношение: 1 единица (сутки, минута или секунда) звёздного времени равна 0,9972696 соответствующей единицы среднего солнечного времени. То обстоятельство, что год не содержит целого числа средних солнечных С., является основной трудностью в составлении календаря.
Лит.: Справочное руководство по небесной механике п астродннамике, под ред. Г. H. Дубошпна. М., 1971.

--------------------------------------------------------------

Часы,
прибор для измерения текущего времени (в секундах, минутах, часах). Ч. относятся к категории "приборов времени", куда входят также хронометр, секундомер, таймер, реле времени и комбинированные приборы, напр. Ч. с секундомером. Для измерения времени можно использовать равномерное поступат. или вращат. движение и периодич. колебания; мерилом времени в этих случаях будет соответственно пройденный путь (или перемещение), угол поворота или число колебаний.Первым устройством, с помощью к-рого человек измерял время, были солнечные Ч. Уже в сер. 3-го тысячелетия до н. э. в качестве простейших Ч. использовался гномон.

Рис. 1. Солнечные часы: а - горизонтальные; 6 - вертикальные; / - стержень (пластина), тень от к-рого служит указателем времени на циферблате 2.

Рис. 2. Клепсидра (водяные часы): а - внешний вид; 6 - разрез; / - трубка подачи воды из постороннего источника; 2 ~ фигура, из глаз к-рой вода капля за каплей равномерно поступает по трубке 3 в резервуар 4; 5 - пробка с укреплённой на ней фигурой 6, показывающей па дочкой время на цилиндрическом циферблате 7; 8 - трубка сифона, по к-рой в конце суток вода вытекает из наполненного резервуара 4, поворачивая цилиндр 7 вокруг вертикальной оси на 1/365 часть окружности.

В Др. Египте и Греции время отсчитывали по солнечным Ч. с горизонтальными или вертикальными циферблатами (рис. 1). В Самарканде в 1-й пол. 15 в. Улугбек построил солнечные Ч. высотой ок. 50 м. В ср. века в Европе значительное распространение получили Ч. с вертикальным циферблатом. Такие Ч., напр., сохранились в Москве на здании Историко-архивного ин-та и старом здании МГУ. Наряду с солнечными Ч. уже во 2-м и 1-м тыс. до н. э. в Индии, Египте, Китае и Греции строились водяные Ч., к-рые показывали время и днём, и ночью. Простейшие водяные Ч. представляли собой сосуд со шкалой, проградуированной в единицах времени. В сосуд капля за каплей поступала вода из наполненного до краёв (из внеш. источника) резервуара. Постоянство давления воды в резервуаре обеспечивало равномерное наполнение сосуда и равномерное повышение уровня воды в нём, отмечаемое по шкале. Ок. 150 до н. э. Ктесибий создал водяные Ч. (рис. 2), ставшие прототипом Ч., к-рые применялись во MH. странах вплоть до 18 в. Равномерное движение положено в основу функционирования и нек-рых др. типов Ч., в т. ч. песочных.

Первое упоминание о механических Ч. содержится в византийской антологии (кон. 6 в.). Одни историки приписывают изобретение механич. Ч. Пацификусу из Вероны (нач. 9 в.), другие - монаху Герберту (впоследствии папа Сильвестр II), якобы в 996 сделавшему гиревые башенные Ч. для г. Магдебурга, к-рые не были механическими Ч. в совр. понимании. Скорее всего это были водяные Ч. с использованием механизмов для приведения в действие дополнит, устройств, напр, механизма боя Ч., но не отсчёта времени. Достоверно известно, что простые по конструкции механич. башенные Ч. были построены в Милане в 1335; в 1348-64 Донди в Италии создал Ч., к-рые наряду с отсчётом времени воспроизводили движение Солнца, Луны и пяти планет; в 1354 были установлены Ч. Страсбургского собора с курантами, календарём и движущимися фигурами. В России первые башенные Ч. были сделаны в 1404 в Моск. Кремле монахом Лазарем Сербиным; они имели гиревые двигатели, механизм боя, планетарный механизм. В 15-17 вв. башенные Ч. начали устанавливать во MH. городах России.

В 14 в. появились первые механич. Ч. со шпиндельным спуском (рис. 3). По сравнению с водяными Ч. шпиндельные Ч. были более совершенными, но всё же точность их хода не превышала 0,5 ч в сутки; до 16 в. они имели одну лишь часовую стрелку.

Рис. 3. Шпиндельный спуск: / - шпиндель; 2 - грузы шпинделя; 3, 4 - палеты; 5 - спусковое колесо; 6- триб.

Ок. 1510 нюрнбергский механик П. Хенлейн впервые применил вместо гирь стальную пружину и создал карманные Ч. со шпиндельным механизмом. Из-за несовершенства пружин и самого шпиндельного механизма, не имеющего собственного периода колебаний, показания этих Ч. сильно зависели от степени заводки пружины. В 1525 Я. Цех из Праги предложил фузею, или улитку,- приспособление для выравнивания усилия пружины во времени, что позволило повысить точность пружинных Ч. Шпиндельные Ч., хотя и имели невысокую точность, отличались высокой надёжностью и просуществовали до конца 19 в.

Огромное значение для повышения точности Ч. имело открытие Г. Галилеем изохронности малых колебаний маятника, т. е. независимости периода его колебаний от амплитуды. Галилей ок. 1640 предложил новый спусковой механизм, напоминающий совр. хронометровый, но его идея не получила практич. воплощения. Изобретателем совр. механических Ч. по праву считается X. Гюйгенс, к-рый в 1657 применил маятник в качестве регулятора Ч. Маятниковые Ч. даже с несовершенным шпиндельным механизмом позволили снизить погрешность за сутки до 5-10 сек. В 1675 англ, часовщик У. Клемент предложил заменить шпиндельный механизм на к р ю ч к о в ы й, представляющий собой простейшую разновидность анкерного спускового механизма (см. Анкер). Такой механизм сохранился до наших дней в простейших маятниковых Ч. типа ходиков (рис. 4). Новый шаг в совершенствовании Ч. связан с именем англичанина Дж. Грагама, к-рый изобрёл несвободный анкерный механизм, имеющий значительно меньшие потери энергии, чем крючковый механизм Клемента. В 1675 Гюйгенс предложил в качестве регулятора колебаний использовать систему "баланс - спираль". Баланс - это колесо с массивным металлическим (обычно латунным) ободом, укреплённое на стальной оси; спираль - тонкая пружина, один конец к-рой крепится к оси баланса, а другой - к неподвижной опоре. Выведенная из состояния покоя система "баланс - спираль" совершает колебания вокруг своей оси; момент инерции баланса и жёсткость спирали определяют период колебаний системы. Такая колебат. система обладает собств. периодом колебаний; она достаточно надёжна при переноске и транспортировке Ч. В связи с применением балансового регулятора в Ч. с пружинным двигателем потребовалось дальнейшее совершенствование спусковых механизмов. До кон. 19 в. в карманных Ч. широко применялся изобретённый Грагамом в нач. 18 в. цилиндровый механизм. Со 2-й пол. 19 в. получил распространение свободный анкерный механизм, до сего времени применяющийся во всех переносных, в т. ч. наручных и карманных, Ч. В связи с повышением точности часовых механизмов в кон. 17 в. в карманных Ч. устанавливают минутные стрелки, а примерно с 1760 в Ч. стали применять секундные стрелки.

Значит, влияние на точность хода маятниковых, особенно балансовых, Ч. оказывает изменение темп-ры окружающей среды. Погрешность хода маятниковых Ч. за сутки при изменении темп-ры на 1С за счёт изменения длины маятника при стальном стержне составляет 0,5, а при деревянном - 0,2 сек; для балансовых Ч. со стальной спиралью ок. 11 сек, в основном за счёт изменения её жёсткости. В сер. 18 в. было создано неск. типов маятников, температурная погрешность к-рых устранялась методом компенсации. Температурная компенсация балансового регулятора, основанная на применении биметалла, была предложена в 1761 франц. часовым мастером П. Леруа. Такие балансы с компенсационными грузами по ободу применяются в современных мор. хронометрах. Рус. механик И, П. Кулибин в кон. 18 в. предложил оригинальную конструкцию биметаллич. баланса. В кон. 19 - нач. 20 вв. швейц. физик TTT. Э. Гильом создал материалы с близким к нулю коэфф. линейного расширения (для маятников) - инвар, и с миним. значением термоэластич. коэфф. (для часовых спиралей) - элинвар. Использование этих материалов в Ч. в сочетании с компенсационными устройствами практически устранило температурные воздействия на ход механич. Ч. Так, напр., Ч. с маятником из инвара даже без компенсац. устройства имеют температурную погрешность хо.г.а за сутки менее 0,05 сек на 1 0C, а наручные Ч. со спиралью из элинвара - менее 0,5 сек, что вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к Ч. широкого потребления.

Рис. 4. Схема механизма маятниковых часов с крючковым спуском: 1 - поводок; 2 - ось скобы; 3 - скоба; 4 - спусковое колесо; 5 - основная колёсная передача; 6 - колёсная передача стрелок; 7 - стрелки; 8 - гиревой привод; 9 - маятник.

В России в 18 в. над совершенствованием Ч., в частности спускового механизма и способов температурной компенсации, работали выдающиеся механики Кулибин, T. И. Волосков, инженер Л. Сабакин. Кулнбин создал ряд уникальных Ч., BT. ч. хранящиеся в Эрмитаже Ч. в форме яйца, с фигурами, автоматически выполняющими во время боя сложные движения; карманные планетарные Ч. с семью стрелками, показывающими часы, минуты, секунды, дни недели, месяцы, фазы Луны, восход и заход Солнца. В 19 в. в России успешно работали над совершенствованием Ч. механики Д. И. Толстой, И. П. Носов; часовщики братья И. H. и H. H. Бутеноп в 1851-52 полностью реконструировали куранты Спасской башни Моск. Кремля (см. Кремлёвские куранты).

По назначению Ч. можно разделить (условно) на бытовые и специальные.

В зависимости от условий использования различают бытовые Ч. наручные, карманные, настольные, пастенные, уличные, башенные. В зависимости от назначения выделяют специализированные Ч. для подводного плавания, дорожные, антимагнитные и др. Имеется большая группа Ч. специального, служебного назначения: сигнальные, табельные, процедурные, программные и др. По типу колебат. систем, используемых в совр. Ч., различают маятниковые, балансовые, камертонные, кварцевые и квантовые часы. Поскольку в Ч. поддержание колебаний и индикация могут выполняться от разных энергетич. источников и разными способами, то различают механич., электромеханич. (или контактные), электронно-механич. (или бесконтактные) и электронные Ч. (напр., кварцевые с цифровой индикацией на жидких кристаллах). Особо выделяют синхронные или, как их иногда наз., электпич. Ч., работающие от сети переменного тока. Такие Ч. по существу являются вторичными, а роль первичных Ч. выполняет генератор электростанции. Первичными Ч. могут быть также обычные Ч., как правило, повышенной точности, от к-рых с минутнъгми или полуминутными интервалами по проводам передаются элект-рич. импульсы вторичным Ч.

Наиболее распространены (70-е гг. 20 в.) механич. Ч. смеханич. (пружинным, гиревым) приводом. Осн. узлы совр. механич. Ч. (рис. 5) - двигатель, система колёс, ход или спусковой механизм, регулятор, стрелочный механизм и механизм заводки Ч. Пружина (двигатель) вращает барабан / (внутри к-рого она находится) и через него систему колёс 2-5, частота вращения к-рых определяется периодом колебаний системы "баланс - спираль" 6-7. Числа зубьев колёс и период колебаний баланса подбирают так, чтобы колесо 2 делало один оборот в час, а колесо 4 - один оборот в минуту; на их осях могут устанавливаться соответственно минутная и се-

Рис. 5. Схема механизма наручных механических часов: / - заводной барабан; 2, 3, 4 - основная зубчатая передача; 5 - спусковое кювдсо; 6 - баланс; 7- спираль; 8 - анкераая вилка; 9 - триб минутной стрелки; 10 -. часовое колесо; // - триб вексельного колеса; 12 - вексельное колесо; 13 - переводные колёса; 14 - заводной вал; 15 - заводная головка; 16 - переводной и заводной рычаги; /7 - заводной триб; 18 - кулачковая муфта; 19 - заводное колесо; 20 - барабанное колесо.

кундная стрелки. Практически же минутная стрелка закрепляется не на самой оси колеса 2, а на трибе 9, позволяющем переводить стрелку независимо от колёс 2-5. Колесо 2 через передачу 9-11 - 12 приводит в движение колесо 10, на к-ром крепится часовая стрелка. При заводке вращение головки 15 (через вал 14, муфту 18 и колёса 17, 19 и 20) сообщается валу, на к-рый наматывается пружина. При переводе стрелок вытягивают головку 15, муфта 18 с помощью рычагов 16 отводится от триба 17 и вступает в зацепление с переводными колёсами 13, вращение к-рых сообщается стрелкам. Совр. Ч. оснащают часто дополнит. механизмом, показывающим числа и дни недели, а в крупных часах и месяцы. В наручных Ч. часто применяют противоударные устройства, предохраняющие их механизм от поломок. Всё большее распространение получают наручные механич. Ч. с автоматич. подзаводом, в к-рых на механизме Ч. со стороны крышки расположен свободно качающийся груз в виде неуравновешенного сектора. При ношении Ч. на руке груз качается и через колёсную передачу с реверсивным устройством подзаводит пружину; за 10-12 часов пружина получает завод, обеспечивающий ход Ч. в течение 20 и более часов. Потребитель освобождается от необходимости заводить Ч. и, что особенно важно, они работают при более постоянном значении усилия заводной пружины, в результате чего Ч. имеют более высокую точность хода.

Первые попытки применения электрич. устройств в Ч. относятся к 30-40-м гг. 19 в. Первоначально получили распространение электромеханич. маятниковые и балансовые Ч., в к-рых завод осуществлялся с помощью электромагнита, электродвигателя и т. д. Большое значение для дальнейшего развития электромеханич. Ч. имели работы швейц. часовщиков M. Гиппа и Л. Бреге, создавших Ч. с электроприводом. В электромеханич. Ч. с электроприводом источник питания через контакты, управляемые маятником или балансом, периодически подключается к приводу, в результате чего в спусковом регуляторе устанавливаются автоколебания. Роль двигателя таких Ч. выполняет сама колебательная система, движение к-рой с помощью спец. механизма преобразуется в прерывистое вращат. движение стрелок.

До сер. 20 в. электромеханические Ч. были в основном крупногабаритными, маятникового, реже балансового типа. На усовершенствование конструкции малогабаритных, и прежде всего наручных, электромеханич. балансовых Ч. значит. влияние оказало появление малогабаритных и энергоёмких источников тока, миниатюрных контактов. В начале 50-х гг. 20 в. появились балансовые наручные электромеханич. Ч., выпущенные фирмами во Франции-"Лип" (Lip), в США- "Гамильтон" (Hamilton), электрич. цепь к-рых при подаче импульса балансу замыкалась механич. контактами.

Замена механич. контактов электронными ключами на транзисторах, туннельных диодах, интегральных микросхемах решила проблему повышения надёжности электронно-механич. Ч. Совр. наручные электронно-механич. балансовые Ч. имеют точность хода ±15 сек в сутки, потребляют ок. 10 мка от источника тока напряжением 1,3-1,5 в. Такие Ч. с традиционными колебательными системами (осцилляторами) - маятником или "баланс - спиралью" - в отличие от контактных Ч. иногда называют бесконтактными. Быстродействие электронных устройств и возможность управлять ими при малых амплитудах осцилляторов обусловили развитие камертонных и кварцевых Ч., обладающих высокой точностью.

В 70-х гг. 20 в. получили широкое распространение наручные и настольные камертонные Ч. с автономной работой без смены батареи от 1 до 2 лет при точности хода ± 2 сек в сутки. Первый камертонный регулятор с контактным прерывателем был создан А. Гийе в 1915. В 1919 У. Эклс и Ф. Джордан (Великобритания) и А. Абрахам и Э. Блох (Франция) предложили схему лампового камертонного регулятора с электромагнитной системой привода. Камертонные регуляторы на транзисторах для наручных Ч. впервые были изготовлены фирмой "Булева уотч компани" (Bulova Watch Co) в США в 1950; в СССР камертонные Ч. были выпущены в 1962 на 2-м Московском часовом заводе. В этих Ч. применён храповой механизм для преобразования колебаний камертона во вращение стрелок. Одна из схем электромеханич. камертонных Ч. представлена на рис. 6. При колебаниях камертона в обмотке освобождения наводится эдс, к-рая открывает транзистор, в результате чего в импульсную обмотку поступает ток от источника питания. Частота колебаний камертона - 360 гц.

Рис. 6. Схема механизма камертонных часов: Т - транзистор; R - резистор; С - конденсатор; L1 - обмотка освобождения; L2- импульсная обмотка; Е - источник питания (гальванический элемент); / - камертон; 2 - храповый механизм; 3 - колёсная передача; 4 - стрелки (часовая, минутная, секундная).

В электронно-механич. Ч. с относительно высокочастотными (порядка 32 кгц) кварцевыми осцилляторами электрич. импульсы спускового регулятора управляют работой шагового или синхронного электродвигателя или синхронизируют работу двигателей постоянного тока. В этих случаях схема управления состоит из электронного делителя частоты, схемы формирования импульсов и усилителей. Большинство кварцевых Ч. имеет шаговый электродвигатель. Регулировка хода Ч. осуществляется с помощью триммера в цепи кварцевого генератора. Впервые схема кварцевых Ч. была предложена В. А. Маррисоном (Великобритания) в 1929; в кон. 70-х гг. такие Ч. выпускают MH. фирмы, напр. в Швейцарии "Патек Филипп Эбош" (Patek Philippe Ebauches), "Омега" (Omega); в США - "Гамильтон"; в Японии - "Сэйко" (Seiko). Высокотемпературная стабильность, повышенная добротность и устойчивость кварцевых генераторов к внеш. динамич. воздействиям обеспечивают точность бытовых малогабаритных электронно-механич. Ч. ок. 2 сек, а в крупногабаритных прецизионных - 0,001 сек в сутки.

Кварцевые наручные Ч. получили распространение благодаря возможностям совр. технологии изготовления полупроводников и созданию интегральных микросхем. Ч. с электронной схемой и цифровой индикацией на жидких кристаллах или светодиодах наз. электронными. Электронная часть этих Ч. содержит, кроме кварцевого генератора, делители частоты (счётчик), дешифраторы (рис. 7,а). В СССР выпускаются (1977) кварцевые часы как со стрелочной, так и с цифровой индикацией (рис. 7,6).

Для согласования показаний группы Ч. применяются системы единого времени. Они состоят из первичных высокоточных Ч. и группы вторичных Ч., соединённых с первичными каналами связи. Первичные Ч. управляют работой вторичных Ч., к-рые могут быть обычными электромеханич. Ч. или счётчиками электрических импульсов. Для повышения точности и надёжности системы единого времени вторичные Ч. часто делают автономными (самостоятельно идущими), ход к-рых периодически корректируется или синхронизируется сигналами точного времени от первичных Ч.

Совр. Ч. обеспечивают широкий диапазон по точности в зависимости от практич. потребностей измерения времени. Так, напр., атомные эталоны, используемые, в частности, при космич. исследованиях, имеют относительную погрешность ок. 10-13 высокоточные маятниковые Ч. порядка 10-11 кварцевые мор. хронометры 10 -8 (т. е. точность их хода составляет неск. тысячных долей сек за сутки); наручные кварцевые часы имеют точность хода в пределах 2 сек в сутки, камертонные и балансовые электронно-механические Ч. до 15 сек в сутки; механич. бытовые Ч. высокого качества до 5 сек, а ср. качества 30-60 сек в сутки; механич. будильники 1-1,5 мин в сутки.

Лит.: Аксельрод 3. M., Теория и проектирование приборов времени, Л., 1969; Дроздов ф. В., Приборы времени, M., 1940; Б а у т и н H. H., Динамические модели свободных часовых ходов, в кн.: Памяти А. А. Андронова, M., 1955; Шполянский В. А., Ч е р н я г и н Б. M., Электрические приборы времени, M., 1964; Константинов А. И., Ф л е е р  А. Г., Время, M., 1971; Andrade J. F. С., Horlogerie et chrpnometrie, Р., 1924; Defossez L., Theorie generate d'horlogerie, t. 1, Le Chauxde-Fonds, 1950; Haag J., Les mouvements vibratoires, t. 1, P., 1952.

В. И. Денисов, Б. M. Чернягин.

--------------------------------------------------------------

Кульминация небесного светила,
прохождение небесного светила, при его видимом суточном движении, через небесный меридиан (см. Небесная сфера). В Сев. полушарии Земли при верх. К. н. с. светило проходит между Сев. полюсом мира и точкой Юга и имеет наибольшую высоту (над горизонтом). В момент ниж. К. н. с. светило проходит меридиан к С. от полюса мира и его высота - наименьшая. У звёзд, у к-рых (в данном месте) виден весь их суточный путь по небу, наблюдаются обе К. н. с.; такие звёзды наз. незаходящими. В противоположном случае ниж. К. н. с. происходит под горизонтом и звёзды наз. заходящими.

--------------------------------------------------------------

Уравнение времени,
разность между средним и истинным солнечным временем; равна разности прямых восхождений истинного и среднего Солнца.

Часто У. в. определяют как разность истинного и среднего времени; в этом случае оно имеет противоположный знак, что нужно иметь в виду при пользовании справочниками.

У. в. непрерывно меняется. Это обусловлено тем, что истинное солнечное время, измеряемое часовым углом истинного Солнца, течёт неравномерно вследствие, во-первых, неравномерности движения Земли по орбите и, во-вторых, наклона эклиптики к экватору. Поэтому У. в. получается в результате сложения двух волн приблизительно синусоидальной формы и почти равной амплитуды (см. рис.). Одна из этих волн имеет годичный, другая - полугодичный периоды. Четыре раза в году, а именно: ок. 16 апр., 14 июня, 1 сент. и 25 дек. У. в. равно нулю и достигает 4 раза наибольшего значения (по абсолютной величине): ок. 12 февр. + 14,3 мин, 15 мая -3,8 мин, 27 июля + 6,4 мин и 4 ноября - 16,4 мин. С помощью У. в. может быть найдено среднее местное солнечное время, если известно истинное солнечное время, определённое по наблюдениям Солнца, напр. с помощью солнечных часов; при этом пользуются формулой:

m = m0 +n,

где т - среднее время, т0 - истинное время, n - У. в. Значения У. в. на каждый день даются в астрономич. ежегодниках и календарях. См. Время.

--------------------------------------------------------------

Ежегодники астрономические,
сборники астрономич. таблиц, содержащие гл. обр. координаты небесных тел (Солнца, Луны, планет, спутников, звёзд и др.), составляемые на каждый календарный год. Используются при научных и научно-технич., астрономич., геодезич., картографич., геофизич. и др. работах, при расчёте траекторий и изучении движения искусств. спутников и космич. зондов, а также для решениязадач навигации на море, в воздухе и космич. пространстве. Е. а. содержат также таблицы солнечных и лунных затмений. В основе Е. а. лежат математич. теории движения тел Солнечной системы, разработанные методами небесной механики. Из зарубежных Е. а. наиболее известны "Connaissance des temps" (P., с 1759), "Astronomical Ephemeris" (L., с 1766; с 1960 издаётся совместно англ. и амер. Бюро эфемерид) и др. В России первый Е. а. был издан в 1814 под назв. "Морской месяцеслов" и предназначался гл. обр. для обслуживания мор. флота; издание просуществовало до 1856. С 1911 составление нац. астро-номич. ежегодников ведётся на началах кооперации между науч. учреждениями различных стран. В СССР Институт теоретической астрономии АН СССР издаёт: "Астрономический ежегодник СССР" (с 1922), "Морской астрономический ежегодник" (с 1929), "Авиационный астрономический ежегодник" (с 1936), "Эфемериды малых планет" (с 1947). "Астрономический ежегодник СССР" является одним из наиболее полных среди нац. Е. а. и поэтому широко используется за рубежом. Научно-популярные Е. а. содержат информацию, представляющую интерес для широкого круга астрономов-любителей. В нек-рых из них публикуются статьи обзорного характера. Старейшим и наиболее полным из таких Е. а. является "Астрономический календарь", осн. в 1895 Нижегородским кружком любителей физики и астрономии; ныне (с 1952) издаётся в Москве Всесоюзным астрономо-геодезич. об-вом.

Г. А. Чеботарёв.

--------------------------------------------------------------

Квантовые стандарты частоты,
устройства, в к-рых для точного измерения частоты колебаний или для генерирования колебаний с весьма стабильной частотой используются квантовые переходы частиц (атомов, молекул, ионов) из одного энергетич. состояния в другое. К. с. ч. позволяют измерять частоту колебаний, а следовательно, и их период, т. е. время, с наибольшей точностью по сравнению с др. стандартами частоты (см. Частоты стандарт, Время). Это привело к их внедрению в метрологию. К. с. ч. служат основой национальных эталонов частоты и времени и вторичных эталонов частоты, к-рые по классу точности и метрологич. возможностям приближаются к нац. эталону, но подлежат калибровке по нему. К. с. ч. применяются как лабораторные стандарты частоты, имеющие широкий набор выходных частот и снабжённые устройством для сравнения измеряемой частоты с частотой стандарта, а также как  е-перы частоты, к-рые позволяют наблюдать выбранную спектральную линию, не внося в неё существенных искажений, И сравнивать (с высокой точностью) измеряемую частоту с частотой, фиксируемой спектральной линией. Качество К. с. ч. характеризуется их стабильностью - способностью сохранять выбранное значение частоты неизменным в течение длительного промежутка времени.

Квантовые законы накладывают весьма жёсткие ограничения на состояние атомов. Под действием внешнего электромагнитного поля определённой частоты атомы могут либо возбуждаться, т. е. скачком переходить из состояния с меньшей энергией E1 в состояние с большей энергией E2, поглощая при этом порцию (квант) энергии электромагнитного поля, равную:

hv =E2-E1 ,

либо переходить в состояние с меньшей энергией, излучая электромагнитные волны той же частоты (см. Атом, Квантовая электроника).

К. с. ч. принято разделять на два класса. В активных К. с. ч. квантовые переходы атомов и молекул непосредственно приводят к излучению электромагнитных волн, частота к-рых служит стандартом или опорной частотой. Такие приборы наз. также квантовыми генераторами. В пассивных К. с. ч. измеряемая частота колебаний внешнего генератора сравнивается с частотой колебаний, соответствующих определённому квантовому переходу выбранных атомов, т. е. с частотой спектральной линии. Первыми достигли технич. совершенства и стали доступными пассивные К. с. ч. на пучках атомов цезия (цезиевые стандарты частоты). В 1967 междунар. соглашением длительность секунды определена как 9.192.631.770,0 периодов колебаний, соответствующих определённому энергетич. переходу атомов единственного стабильного изотопа цезия 133Cs. Нуль после запятой означает, что это число не подлежит дальнейшему изменению. В цезие-вом стандарте частоты наблюдается контур спектральной линии 133Cs, соответствующей переходу между 2 выбранными уровнями энергии E1 и E2. Частота, соответствующая вевшине этой линии, фиксируется и с ней при помощи спец. устройств сравниваются измеряемые частоты.

Гл. частью К. с. ч. с пучком атомов Cs является атомнолучевая трубка, в к-рой поддерживается высокий вакуум. В одном конце трубки расположен источник пучка атомов Cs - полость, в к-рой находится небольшое кол-во жидкого Cs (рис. 1). Полость соединена с остальной трубкой узким каналом или набором параллельных каналов. Источник поддерживается при темп-ре ок. 100 0C, когда Cs находится в жидком состоянии (темп-pa плавления Cs 29,5 0C), но давление его паров ещё мало, и атомы Cs, вылетая из источника, пролетают через каналы достаточно редко, не сталкиваясь друг с другом. В результате этого в трубке формируется слабо расходящийся пучок атомов Cs.

В противоположном конце трубки расположен чрезвычайно чувствительный приёмник (детектор) атомов Cs, способный зарегистрировать ничтожные изменения в интенсивности пучка атомов.

Рис. 1. Схема атомнолучевой трубки: / -источник пучка Cs; 2 и 4-отклоняющие магниты, создающие неоднородные магнитные поля H1 и H2; 3 - объёмный резонатор, в котором возбуждаются электромагнитные волны, находящийся в постоянном и однородном магнитном поле H; 5 - раскалённая вольфрамовая проволочка; 6 - коллектор ионов Cs; 7 - измерительный прибор; 8 - область постоянного однородного магнитного поля H (ограничена пунктиром).

Детектор состоит из раскалённой вольфрамовой проволочки 5 и коллектора 6, между к-рыми включён источник напряжения (положительный полюс присоединён к проволочке, а отрицательный - к коллектору). Как только атом Cs касается раскалённой вольфрамовой проволочки, он отдаёт ей свой внешний электрон (энергия ионизации Cs равна 3,27 эв, а работа выхода электрона из вольфрама составляет 4,5 эв; см. Поверхностная ионизация). Ион Cs притягивается к коллектору. Если на раскалённый вольфрам попадает достаточно много атомов Cs, то в цепи между коллектором и вольфрамовой проволочкой возникает электрич. ток, измеряя к-рый, можно судить об интенсивности цезиевого пучка, попавшего на детектор.

По пути от источника к детектору пучок атомов Cs проходит между полюсными наконечниками двух сильных магнитов. Неоднородное магнитное поле Hi первого магнита расщепляет пучок атомов Cs на неск. пучков, в к-рых летят атомы, обладающие различными энергиями (находящиеся на разных энергетич. уровнях). Второй магнит (поле H2) направляет (фокусирует) на детектор только атомы, принадлежащие к одной паре энергетич. уровней E1 и E2, отклоняя в стороны остальные.

В промежутке между магнитами атомы пролетают через объёмный резонатор 3 - полость с проводящими стенками, - в к-ром возбуждаются (с помощью стабильного кварцевого генератора) электромагнитные колебания определённой частоты. Если под влиянием этих колебаний атом Cs с энергией E1 перейдёт в энергетич. состояние E2, то поле второго магнита отбросит его от детектора, т. к. для атома, перешедшего в состояние E2, поле второго магнита уже не будет фокусирующим и этот атом минует детектор. T. о., ток через детектор окажется уменьшенным на величину, пропорциональную числу атомов, совершивших энергетич. переходы под влиянием электромагнитного резонатора. Таким же образом будут зафиксированы переходы атомов Cs из состояния E_2 в состояние E1.

Число атомов, совершающих вынужденный переход в ед. времени под действием электромагнитного поля, максимально, если частота действующего на атом электромагнитного поля точно  совпадает с резонансной частотой V0 = (E2 - E1)/n. По мере увеличения несовпадения (расстройки) этих частот число таких атомов уменьшается. Поэтому, плавно меняя частоту поля вблизи v0 и откладывая по горизонтальной оси частоту , а по вертикали изменение тока детектора, получим контур спектральной линии, соответствующий переходу E_1->E2 и обратно E_2->E1 (рис. 2, а).

Частота v0, соответствующая вершине спектральной линии, и является опорной точкой (репером) на шкале частот, а соответствующий ей период колебаний принят равным 1/9 192 631,0 сек,

Точность определения частоты, соответствующей вершине спектральной линии, как правило, составляет неск. процентов, а в лучшем случае - доли процента от ширины линии. Она тем выше, чем уже спектральная линия. Этим объясняется стремление устранить или по крайней мере ослабить все причины, приводящие к уширению используемых спектральных линий.

В цезиевых стандартах уширение спектральной линии (рис. 2, а) обусловлено временем взаимодействия атомов с электромагнитным полем резонатора: чем меньше это время, тем шире линия (см. Неопределённостей соотношение). Время взаимодействия совпадает со временем пролёта атома через резонатор. Оно пропорционально длине резонатора и обратно пропорционально скорости атомов.

Рис. 2. Форма спектральной линии в цезиевых стандартах частоты: а - с обычным резонатором; 6 - в случае П-образного резонатора;  - резонансная частота, - ширина спектральной линии.

Но длина резонатора не может быть сделана очень большой (увеличивается рассеяние атомного пучка). Существенно уменьшить скорость атомов, понижая темп-ру, также невозможно, т. к. при этом падает интенсивность пучка. Увеличение размеров резонатора затруднено и тем, что он должен располагаться в весьма однородном по величине и направлению магнитном поле H. Последнее необходимо потому, что используемые энергетич. переходы в атомах Cs обусловлены изменением ориентации магнитного момента ядра атома Cs относительно магнитного момента его электронной оболочки (см. Электронный парамагнитный резонанс). Переходы такого типа не могут наблюдаться вне магнитного поля, причём частота, соответствующая таким переходам, зависит (хотя и слабо) от величины этого поля. Создавать такое поле в большом объёме затруднительно.

Получение узкой спектральной линии достигается применением резонатора П-образной формы (рис. 3). В этом резонаторе пучок пролетает через отверстие вблизи его концов и только там взаимодействует с высокочастотным электромагнитным полем. Поэтому только в двух этих небольших областях необходимы однородность и стабильность магнитного поля H. При этом перед вторым влётом в резонатор атомы "сохраняют" результат первого взаимодействия с полем. В случае П-образного резонатора спектральная линия приобретает более сложную форму (рис. 2,6), отражающую и время пролёта в электромагнитном поле внутри резонатора (широкий пьедестал), и полное время пролёта между обоими концами резонатора (узкий центральный пик). Именно узкий центральный пик служит для фиксации частоты.

Рис. 3. Схема атомнолучевой трубки с П-образным резонатором (обозначения те же, что и на рис. 1).

В К. с. ч. с пучком атомов Cs погрешность в значении частоты v0 имеет место лишь в 13-м знаке для уникальных устройств (эталонов частоты) и в 12-м знаке для серийных приборов высокой точности (вторичных эталонов или стандартов частоты).

В состав К. с. ч. с пучком атомов Cs наряду с атомнолучевой трубкой и кварцевым генератором входят спец. радиосхемы, позволяющие с высокой точностью сравнивать измеряемую частоту внешних генераторов с частотой, определяемой К. с. ч. Кроме того, обычно цезиевый стандарт дополняют устройствами, вырабатывающими набор "целых" стандартных частот, стабильность к-рых равна стабильности эталона. Иногда эти системы вырабатывают и сигналы точного времени. В таких случаях К. с. ч. превращается в квантовые часы.

Уникальные лабораторные образцы К. с. ч. на пучках атомов Cs, входящие в состав нац. эталонов частоты и времени, обеспечивают воспроизведение длительности секунды, а следовательно всей системы измерения частоты и времени с относительной погрешностью, меньшей чем 10-11. Эта относительная погрешность практически не превышает 10-12, но для фиксации этого значения междунар. соглашением необходимо проведение длительных наблюдений. Существенным преимуществом К. с. ч. на пучках атомов цезия является то, что их пром. конструкции обеспечивают воспроизведение номинального значения частоты (времени) с погрешностью 10-11, т. е. не уступают по точности эталону. Даже малогабаритные приборы этого типа, пригодные для применения в условиях обычных лабораторий и на подвижных объектах, работают с погрешностью не более 10-10, а нек-рые образцы и 10-11.

Наиболее важным активным К. с. ч. является водородный квантовый генератор (рис. 4). В водородном генераторе пучок атомов водорода выходит из источника 1, где при низком давлении под влиянием электрич. разряда молекулы водорода расщепляются на атомы. Размеры каналов, сквозь к-рые атомы вылетают из источника 1 в вакуумную камеру, меньше, чем расстояние, пролетаемое атомами водорода между их столкновениями. При этом условии атомы водорода вылетают из источника в виде узкого лучка. Этот пучок проходит между полюсными наконечниками многополюсного магнита 2. Действие поля, создаваемого таким магнитом, таково, что оно фокусирует вблизи оси пучка атомы, находящиеся в возбуждённом состоянии, и разбрасывает в стороны атомы, к-рые находятся в основном (невозбуждённом) состоянии.

Рис. 4. Устройство водородного генератора: / - источник атомного пучка; 2 - сортирующая система (многополюсный магнит); 3 - резонатор; 4 - накопительная колба.

Возбуждённые атомы пролетают через маленькое отверстие в кварцевую колбу 4, находящуюся внутри объёмного резонатора 3, настроенного на частоту, соответствующую переходу атомов водорода из возбуждённого состояния в основное. Под действием электромагнитного поля атомы водорода излучают, переходя в основное состояние. Фотоны, излучаемые атомами водорода в течение сравнительно большого времени, определяемого добротностью резонатора, остаются внутри него, вызывая снова вынужденное испускание таких же фотонов атомами водорода, влетающими позже. T. о., резонатор создаёт обратную связь, необходимую для самовозбуждения генератора (см. Генерирование электрических колебаний). Однако достижимая интенсивность пучков атомов водорода всё же недостаточна для того, чтобы обеспечить самовозбуждение такого генератора, если используется обычный объёмный резонатор. Поэтому в резонатор помещают кварцевую колбу 4, стенки к-рой покрыты изнутри тонким слоем фторопласта (тефлона). Возбуждённые атомы водорода могут удариться о плёнку тефлона более десяти тысяч раз, не потеряв при этом свою избыточную энергию. Благодаря этому в колбе скапливается значит, число возбуждённых атомов водорода и среднее время пребывания каждого из них в резонаторе увеличивается примерно до 1 сек. Этого достаточно для того, чтобы условия самовозбуждения были выполнены и водородный генератор начал работать, излучая электромагнитные волны с чрезвычайно стабильной частотой.

Колба, размеры к-рой выбираются меньшими, чем генерируемая длина волны, играет ещё одну, чрезвычайно важную роль. Хаотичное движение атомов водорода внутри колбы должно было бы привести к уширению спектральной линии вследствие эффекта Доплера (см.  Доплера эффект). Однако если движение атомов ограничено объёмом, размеры к-рого меньше длины волны, то спектральная линия приобретает вид узкого пика, возвышающегося над широким низким пьедесталом. В результате этого в водородном генераторе, генерирующем излучение с длиной волны  = 21 см, ширина спектральной линии составляет всего 1 гц.

Именно чрезвычайно малая ширина спектральной линии обеспечивает малую погрешность частоты водородного генератора, также лежащую в пределах 13-го знака. Погрешность обусловлена взаимодействием атомов водорода с фторпла-стовым покрытием колбы. Значение этой частоты, измеренное при помощи К. с. ч. на пучке атомов Cs (см. выше), равно 1.420.405.751,7860 + 0,0046 гц. Мощность водородного генератора чрезвычайно мала (~10-12вт). Поэтому К. с. ч. на основе водородного генератора включает в себя, помимо схем сравнения и формирования сетки стандартных частот, чрезвычайно чувствительный приёмник.

Оба описанных К. с. ч. работают в диапазоне сверхвысоких радиочастот (СВЧ). Известен ряд др. атомов и молекул, спектральные линии к-рых позволяют создавать активные и пассивные К. с. ч. радиодиапазона. Однако они пока не нашли практич. применения. Лишь К. с. ч. на атомах рубидия, основанные на методе оптической накачки, широко применяются в качестве вторичного стандарта частоты в лабораторной практике, а также в системах радионавигации и в квантовых часах.

К. с. ч. оптич. диапазона представляют собой лазеры, в к-рых приняты спец. меры для стабилизации частоты их излучения. В оптич.диапазоне доплеровское уширение спектральных линий очень велико и из-за малой длины световых волн подавить его так, как это сделано в водородном генераторе, не удаётся. Создать же эффективный лазер на пучках атомов или молекул пока также не удаётся. T. к. в пределах доплеровской ширины спектральной линии помещается неск. относительно узких резонансных линий оптич. резонатора, то частота генерации подавляющего большинства лазеров определяется не столько частотой используемой спектральной линии, сколько размерами оптич. резонатора, определяющими его резонансные частоты. Но эти частоты не остаются постоянными, а изменяются под влиянием изменений темп-ры, давления, под действием вибраций, старения и т. п.

Наименьшая относительная погрешность частоты у оптич. К. с. ч.(~ 10-13) достигнута с помощью гелий-неонового лазера, генерирующего на волне 3,39 мкм (см. Газовый лазер). Внутрь резонатора лазера помещена трубка, наполненная метаном при низком давлении. Метано-вая ячейка деформирует форму спектральной линии лазера, образуя на ней чрезвычайно узкий и стабильный по частоте резонансный пик. Именно на вершине этого пика происходит самовозбуждение лазера, а частота его излучения определяется гл. обр. положением вершины пика. Для повышения максимальной стабильности вся конструкция помещается в термостат, стабилизируются источники питания, длина резонатора и т. п.

К. с. ч. оптич. диапазона пока ещё не связаны (в метрологич. смысле) с К. с. ч. радиодиапазона, а следовательно, с единицей частоты (гц) и единицей времени (сек). Непосредственное измерение частоты (сравнение с эталоном) возможно только в длинноволновом участке инфракрасного диапазона (3,39 мкм и длиннее).

Лит.: Квантовая электроника, Маленькая энциклопедия, M., 1969, с. 35; Григорьянц В. В., Ж а б о т и н-ский M. E., Золин В. Ф., Квантовые стандарты частоты, M., 1968, с. 164, 194; Басов H. Г., Беленов Э. M., Сверхузкие спектральные линии и квантовые стан" дарты частоты, "Природа", 1972, № 12.

M. E. Жаботинский.

--------------------------------------------------------------

Служба времени,
совокупность специализированных лабораторий н.-и. ин-тов, обсерваторий и др. учреждений (или одна из них), осуществляющих определение и хранение времени и передачу информации о нём заинтересованным потребителям.

В СССР функционирует Гос. служба времени и частоты, обеспечивающая возможность производить измерения времени и частот в единых узаконенных в стране единицах и шкалах атомного и всемирного времени. Деятельностью С. в. различных министерств и ведомств, входящих в состав Гос. службы времени и частоты, руководит Междуведомственная комиссия единой службы времени при Госстандарте СССР. Хранение атомного времени С. в. осуществляют с помощью атомных часов, регулярно сравниваемых по радио, телевидению и с помощью перевозимых часов с Гос. эталоном времени и частоты СССР, благодаря чему расхождения шкал С. в. со шкалой Гос. эталона лежат в пределах мкс или долей мкс (см. Частоты стандарт). Определения всемирного времени выполняются посредством астрономич. наблюдений (см. Время). Информация о точном времени и образцовых частотах передаётся потребителям посредством сигналов времени и образцовых частот, публикации бюллетеней, содержащих сведения об уклонениях времени передач сигналов от шкалы Гос. эталона и образцовых частот от номинальных значений, а также разности между всемирным и атомным временем. Данные, публикуемые в бюллетенях, вычисляются Главным метрологическим центром Гос. службы времени и частоты СССР по результатам контрольных приёмов сигналов и астрономич. наблюдениям всех С. в. СССР и С. в. ряда социалистич. стран. Работу С. в. в междунар. масштабе объединяет Междунар. бюро времени в Париже, обрабатывающее наблюдения и публикующее информацию по данным С. в. всех сотрудничающих с ним стран.

Лит.: Б а к у л и н П. И., Блинов Н. С., Служба точного времени, М., 1968; Павлов Н. Н., Служба времени, в кн.: Астрономия в СССР за сорок лет. 1917-1957, М., I960; Белоцерковский Д. Ю., Палий Г. Н., Государственная служба времени и частоты СССР, "Измерительная техника", 1972, № 12.

Д. Ю. Белоцерковский.

--------------------------------------------------------------

В БСЭ 22 октября упоминается 137 раз, а 22.10  - 199 раз.

--------------------------------------------------------------

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

22 октября — 295-ый день года (296-ой в високосные годы) в григорианском календаре. До конца года остаётся 70 дней.

Праздники

    * Гондурас, День армии.
    * Маршалловы острова, День согласия.
    * Сомали, День революции.
    * Дагестан, Праздник Белых журавлей. Учреждён народным поэтом Дагестана Расулом Гамзатовым как праздник поэзии и как день памяти о павших на полях сражений во всех войнах.

    * Православный праздник — память апостола Иакова Алфеева, одного из 12 апостолов, за веру Христову распятого на кресте.

Именины

    * Православные: Абрам (Авраам, Авраамий), Андрон (Андроник), Афанасий, Максим, Пётр, Яков (Иаков).
    * Католические: Саломея, Марк, Филипп.

События

    * 4004 г. д. н. э. — Акт Творения (сотворения мира Богом), согласно заявлению, сделанному ирландским архиепископом Джеймсом Ашшером (James Ussher) в 1650 году на основании изучения Ветхого Завета.
    * 1612 — Минин и Пожарский изгнали из Москвы поляков.
    * 1618 — Королевский суд Англии приговорил полководца, философа, ученого Уолтера Рэли (Walter Raleigh) к казни за вольнодумство.
    * 1702 — Русские войска во главе с Петром I взяли штурмом крепость Нотебург.
    * 1721 — Пётр I принял титул Императора Всероссийского.
    * 1797 — Знаменитый воздухоплаватель Андрэ Жак Гарнерен (André-Jacques Garnerin) совершил первый в истории прыжок с парашютом с летательного аппарата — воздушного шара (прыжок совершён с высоты 1000 м над одним из парков Парижа).
    * 1812 — Началось Вяземское сражение Отечественной войны 1812 года.
    * 1842 — Ювелир Густав Фаберже (Gustav Fabergé) открыл в Санкт-Петербурге ювелирную мастерскую.
    * 1844 — Второе пришествие Христа и наступление тысячелетнего царства божия, по мнению членов секты, основанной бывшим офицером армии США баптистом Уильямом Миллером (William Miller).
    * 1878 — В Англии прошел первый матч по регби с искусственным освещением.
    * 1878 — Разгром центра «Земли и Воли».
    * 1883 — В Нью-Йорке открылась «Метрополитен-Опера». В первый вечер звучала опера Гуно (Charles François Gounod) «Фауст».
    * 1904 — Русская эскадра, направлявшаяся из Балтийского моря на Дальний Восток, потопила два английских рыболовных судна в Северном море.
    * 1905 — Венчание Евгения Вахтангова и Надежды Байцуровой в церкви Бориса и Глеба на Арбатской площади в Москве.
    * 1909 — Впервые женщина — француженка Элиза Дерош (Elise Roche) — совершила одиночный полёт на самолёте.
    * 1918 — В Союз советских журналистов поступило заявление: «Прошу зачислить меня в члены профессионального Союза советских журналистов. Вл. Ульянов (Ленин)». Просьбу удовлетворили.
    * 1919 — Красная армия под Петроградом нанесла поражение белогвардейским формированиям.
    * 1922 — ВСНХ организовал при ЦАГИ комиссию по постройке металлических самолетов — официальная дата основания старейшего в России и в мире авиационного конструкторского бюро А. Н. Туполева (ныне ОАО «Туполев»).
    * 1922 — Последний солдат армии интервентов покинул Владивосток.
    * 1928 — В газете «Красные озера» опубликована заметка «Вызов — заём»: «Моторист мехотдела Рыбин Ф. Г., получающий 70 рублей в месяц, подписался на заём на 300 рублей и вызывает сделать то же самое секретаря партячейки т. Кузнецова, члена фабкома Полякова и электромонтёра Хорикова».
    * 1935 — В Малом оперном театре в Ленинграде состоялась премьера оперы И. Дзержинского «Тихий Дон».
    * 1936 — Канада подписала торговый договор с фашистской Германией.
    * 1936 — Первый полет британской скоростной летающей лодки «Shorts S-23 Empire». Этот четырехмоторный гидроплан мог развивавать скорость 322 км/ч.
    * 1938 — Американский изобретатель Честер Карлсон (Chester Floyd Carlson) продемонстрировал свой аппарат для получения копий бумажных документов.
    * 1941 — Государственный комитет обороны СССР принял постановление о создании городских комитетов обороны в Севастополе, Сталинграде, Туле, Ростове, Курске — всего в 46 городах.
    * 1942 — Советские войска уничтожили немецко-финский десант, пытавшийся захватить остров Сухо и прервать Ладожскую коммуникацию, по которой шло снабжение Ленинграда.
    * 1943 — Южнее и юго-восточнее города Кременчуг наши войска овладели районным центром Днепропетровской области городом Верхнеднепровск, а также заняли более 50 других населённых пунктов.
    * 1944 — Войска Карельского фронта вышли на государственную границу СССР c Норвегией.
    * 1945 — Свадьба вице-президента Аргентины генерала Хуана Доминго Перона (Juan Domingo Perón Sosa) и актрисы Евы Марии Дуарте (María Eva Duarte de Perón).
    * 1952 — Впервые полностью напечатана еврейская Тора на английском языке.
    * 1955 — Извержение вулкана Безымянный на Камчатке.
    * 1960 — Будущий чемпион планеты по боксу Мухаммед Али (настоящее имя Кассиус Клей) (Muhammad Ali — Cassius Marcellus Clay Jr.) выиграл свой первый бой на профессиональной арене.
    * 1962 — Президент США Джон Кеннеди (John Fitzgerald Kennedy) выступил с заявлением об объявлении воздушной и морской блокады Кубы, на которой были обнаружены советские ракеты.
    * 1962 — В разгар Карибского кризиса арестован полковник ГРУ, двойной агент, Олег Пеньковский.
    * 1964 — Французский философ и писатель Жан-Поль Сартр (Jean-Paul Charles Aymard Sartre) отказался от Нобелевской премии.
    * 1964 — В США на экраны вышел фильм «Моя прекрасная леди» с Одри Хепбёрн (Audrey Hepburn) в главной роли.
    * 1965 — На экраны Италии и Франции одновременно вышел новый фильм Федерико Феллини (Federico Fellini) «Джульетта и духи», ставший первой цветной лентой мастера.
    * 1966 — СССР запустил спутник «Луна-12».
    * 1968 — Завершён полёт американского космического корабля «Аполлон-7». Это был первый пилотируемый полёт кораблей данной серии.
    * 1969 — Вышел альбом «Led Zeppelin» «Led Zeppelin II», который станет первым и в Великобритании, и в США, а группа в следующем году будет названа лучшим коллективом года, прервав многолетнюю гегемонию «Битлз».
    * 1970 — Вышел фильм Бернардо Бертолуччи (Bernardo Bertolucci) «Конформист» по роману Альберто Моравиа (Alberto Moravia) с Жаном-Луи Трентиньяном (Jean-Louis Trintignant) и Стефанией Сандрелли (Stefania Sandrelli) в главных ролях.
    * 1975 — Советская космическая станция «Венера-9» совершила посадку на поверхность Венеры.
    * 1977 — В центре Киева открыт монумент Великой Октябрьской Революции (демонтирован после 1991 года).
    * 1977 — В свой первый рейс отправился атомный ледокол «Сибирь».
    * 1980 — Папа римский отменил вердикт 1633 года, осуждающий Галилея (Galileo Galilei).
    * 1982 — На экранах США появился фильм «Первая кровь» с Сильвестром Сталлоне (Sylvester Enzio Stallone) в роли ветерана вьетнамской войны по прозвищу Рэмбо.
    * 1987 — Иосифу Бродскому присудили Нобелевскую премию по литературе.
    * 1990 — Принят закон о суверенитете Киргизии.
    * 1991 — Приднестровье объявило о своем членстве в обновленном Союзе независимых государств.
    * 1993 — В последний раз на сцену Малого театра вышла 93-летняя актриса Елена Николаевна Гоголева.
    * 1993 — Космонавт Александр Серебров установил рекорд, в девятый раз выйдя в открытый космос.
    * 2000 — Движение Талибан запретили населению Афганистана заниматься спортом по вечерам. То есть индивидуально, запершись в комнате или личном спортзале, конечно, можно. А сыграть вечерком в футбол, баскетбол и другие командные игры нельзя — верующие отвлекаются от молитвы.
    * 2002 — Испанское правительство решило во время предстоящего визита в Мадрид президента Ирана Мохаммеда Хатами (Mohammad Khatami — سید محمد خاتمی) исключить из программы его пребывания положенный по протоколу парадный ужин, потому как иранцы отказываются сесть за стол, на который подают вино.
    * 2002 — Главный редактор «ТВС» и акционер компании «Шестой телеканал» Евгений Киселев подтвердил информацию о том, что кандидатура Альфреда Коха была предложена в качестве нового гендиректора ТВС. «В случае, если гендиректором ТВС станет все-таки Кох, мы собираем вещи и уходим. Если у акционеров нет понятий о чести и достоинстве, это не наша проблема», — сказал Евгений Киселев в интервью газете Известия.
    * 2002 — На заседании правительства Мособласти было принято единогласное решение снизить тарифы на газ для православных храмов, церквей и монастырей, расположенных на территории региона.
    * 2006 — Немецкий гонщик Михаэль Шумахер (Michael Schumacher) завершил профессиональную карьеру.

Родились

    * 1729 — Иоганн Рейнгольд Форстер (Johann Reinhold Forster) (ум. 1798), немецкий путешественник и натуралист.
    * 1785 — Дмитрий Иванович Ахшарумов (ум. 1837), военный историк, генерал-майор.
    * 1811 — Ференц Лист (Liszt Ferenc) (ум. 1886), венгерский композитор, пианист, дирижёр («Прелюды», «Фауст-симфония», «Венгерская рапсодия»).
    * 1818 — Козьма Терентьевич Солдатенков (ум. 1901), русский фабрикант, книгоиздатель, меценат, владелец художественной галереи.
    * 1836 — Владимир Александрович Обручев (ум. 1912), русский революционер, сотрудник «Современника».
    * 1844 — Сара Бернар (Sarah Bernhardt) (ум. 1923), французская актриса.
    * 1869 — Филипп Андреевич Малявин (ум. 1940), художник, яркий представитель русского импрессионизма.
    * 1870 — Иван Алексеевич Бунин (ум. 1953), русский писатель, лауреат Нобелевской премии по литературе 1933 года («Суходол», «Окаянные дни», «Жизнь Арсеньева», «Митина любовь»).
    * 1881 — Клинтон Джозеф Дэвиссон (Clinton Joseph Davisson) (ум. 1958), американский физик, лауреат Нобелевской премии 1937 года «за экспериментальное открытие дифракции электронов на кристаллах» (совместно с английским физиком Джорджем Томсоном (George Paget Thomson)).
    * 1887 — Джон Рид (John Reed) (ум. 1920), американский журналист, один из организаторов коммунистической партии США, участник Октябрьской революции («Десять дней, которые потрясли мир»).
    * 1894 — Варвара Фёдоровна Степанова (ум. 1958), живописец, дизайнер, график, художник книги. Жена А. М. Родченко.
    * 1896 — Яков Николаевич Федоренко (ум. 1947), военачальник, маршал бронетанковых войск.
    * 1898 — Анна Митрофановна Воробьёва, русская балерина.
    * 1898 — Марчел Михалович (Marcel Mihalovici) (ум. 1985), французский композитор румынского происхождения, общественный деятель.
    * 1899 — Николай Боголюбов (ум. 1980), советский актёр театра и кино, народный артист РСФСР (фильмы «Семеро смелых», «Парень из нашего города»).
    * 1900 — Эдуард Рейли Стеттиниус (Edward Reilly Stettinius, Jr.) (ум. 1949), американский государственный деятель, близкий друг президента Ф. Д. Рузвельта (Franklin Delano Roosevelt).
    * 1903 — Джордж Уоллс Бидл (George Wells Beadle) (ум. 1989), американский генетик, лауреат Нобелевской премии 1958 года «за открытия, касающиеся роли генов в специфических биохимических процессах», один из авторов фундаментальной концепции «один ген — один фермент» (каждый ген отвечает за синтез только одного фермента, влияя химическим путем на наследственность).
    * 1905 — Карл Янски (Karl Guthe Jansky) (ум. 1950), американский инженер, пионер радиоастрономии.
    * 1905 — Яков Захарович Шведов, поэт, автор слов таких популярных песен, как «Орлёнок» и «Смуглянка».
    * 1907 — Эмилия Шиндлер (Emilie Schindler) (ум. 2001), вдова Оскара Шиндлера (Oskar Schindler).
    * 1913 — Бао Дай (настоящее имя Нгуен Винь Тхиеу) (Bảo Đại — Nguyễn Vĩnh Thụy) (ум. 1997), последний император Вьетнама.
    * 1913 — Грачик Карапетович Богданян, советский скрипач, педагог.
    * 1917 — Джоан Фонтейн (настоящее имя Джоан де Бовуар Де Хэвиленд) (Joan Fontaine — Joan de Beauvoir de Havilland), американская актриса, обладательница «Оскара» («Джен Эйр», «Ребекка», «Подозрение»).
    * 1918 — Елеазар Моисеевич Мелетинский (ум. 2005), русский филолог, исследователь исторической поэтики мифа, сказки, новеллы, средневекового романа.
    * 1919 — Дорис Лессинг (Doris Lessing), английская писательница.
    * 1921 — Жорж Брассенс (Georges Brassens) (ум. 1981), французский шансонье и композитор.
    * 1922 — Тимоти Лири (Timothy Francis Leary) (ум. 1996), американский психолог.
    * 1922 — Мервин Леонард Гольдбергер (Marvin Leonard Goldberger), американский физик-теоретик, член национальной АН США.
    * 1923 — Николай Константинович Доризо, русский поэт-лирик («Пока деревья есть на свете», «Мужество жить»).
    * 1925 — Евгений Михайлович Винокуров (ум. 1993), русский поэт.
    * 1925 — Роберт Раушенберг (Robert Milton Ernest Rauschenberg), американский художник, основоположник поп-арта.
    * 1926 — Спартак Мишулин (ум. 2005), актёр Театра Сатиры и кино («Белое солнце пустыни», «Малыш и Карлсон», «Хорошо сидим»).
    * 1929 — Лев Яшин (ум. 1990), советский футбольный вратарь.
    * 1930 — Вилен Александрович Калюта (ум. 1999), кинооператор («Белая птица с черной отметиной», «Полёты во сне и наяву», «Храни меня, мой талисман», «Урга», «Утомлённые солнцем»).
    * 1930 — Антра Лиедскалныня (Antra Liedskalnina), латышская актриса.
    * 1933 — Игорь Добролюбов, кинорежиссер («Белые росы», «Эпилог»).
    * 1934 — Георгий Эмильевич Юнгвальд-Хилькевич, кинорежиссёр («Опасные гастроли», «Д’Артаньян и три мушкетера», «Ах, водевиль, водевиль…», «Узник замка Иф»).
    * 1935 — Борис Ильич Олейник (Борис Ілліч Олійник), украинский поэт, общественный деятель.
    * 1939 — Жоаким Алберту Чиссано (Joaquim Alberto Chissanó), президент Мозамбика (1986—2004 гг.).
    * 1943 — Катрин Денёв (Catherine Deneuve), французская актриса.
    * 1943 — Ян де Бонт (Jan de Bont), нидерландский кинорежиссёр («Скорость», «Смерч», «Годзилла»).
    * 1943 — Александр Абрамович Кабаков, писатель («Невозвращенец», «Сочинитель», «Последний герой»).
    * 1946 — Робертино Лоретти (Robertino Loretti), итальянский певец.
    * 1949 — Арсен Венгер (Arsène Wenger), французский футбольный тренер.
    * 1950 — Виктор Александрович Звягинцев, футболист, защитник донецкого «Шахтёра», бронзовый призер Олимпийских игр 1976 года.
    * 1952 — Джефф Голдблум (Jeffrey Lynn Goldblum), американский киноактёр («Парк Юрского периода», «День независимости»).
    * 1963 — Брайан Бойтано (Brian Boitano), американский фигурист, олимпийский чемпион 1988 года, чемпион мира 1986, 1988 годов.
    * 1964 — Дражен Петрович (Dražen Petrović) (ум. 1993), хорватский баскетболист.
    * 1966 — Валерия Голино (Valeria Golino), итальянская киноактриса («История любви», «Королевская шлюха», «Горячие головы», «Человек дождя»).
    * 1966 — Татьяна Овсиенко, эстрадная певица.
    * 1967 — Ульрика Майер (Ulrike "Ulli" Maier) (ум. 1994), австрийская горнолыжница.
    * 1968 — Андрей Николаевич Кобелев, футболист («Зенит», «Динамо» М).
    * 1970 — Абраам Олано (Abraham Olano Manzano), испанский велосипедист, победитель Вуэльты-98.
    * 1972 — Виктория Лагерстрём (швед. Victoria Lagerström), Мисс Швеция 1997 года, полуфиналистка Мисс Вселенная 1997 года.
    * 1979 — Куркин Роман Ахметович (англ. Roman Kurkin) (р. 1979),.
    * 1985 — Зак Хэнсон (англ. Zachary Walker Hanson), младший из братьев Хэнсон.

Скончались

    * 1633 — Филарет (Фёдор Никитич Романов), патриарх Русской православной церки.
    * 1725 — Алессандро Скарлатти (Alessandro Scarlatti) (р. 1660), итальянский композитор, родоначальник и крупнейший представитель неаполитанской оперной школы, написавший более 100 опер.
    * 1818 — Йоахим Генрих Кампе (Joachim Heinrich Campe) (р. 1746), немецкий педагог, издатель, писатель и филолог.
    * 1828 — Карл Макк фон Лайберих, австрийский генерал-фельдмаршал.
    * 1835 — Устим Якимович Кармалюк (Кармелюк), предводитель крестьянского движения в Подольской губернии на Правобережной Украине.
    * 1854 — Иеремиас Готтхелф (Gotthelf, Jeremias), швейцарский писатель.
    * 1859 — Луи (Людвиг) Шпор (Louis (Ludwig) Spohr) (р. 1784), немецкий композитор, скрипач-виртуоз, дирижёр и педагог, первым применивший дирижёрскую палочку.
    * 1871 — Родерик Импи Мурчисон, английский геолог, давший названия периодам ранней палеозойской эры: силур, девон и пермь, по названиям мест, где проводил свои исследования.
    * 1883 — Майн Рид (Thomas Mayne Reid) (р. 1818), английский писатель.
    * 1891 — Амвросий Оптинский (Александр Михайлович Гренков), иеромонах, старец Козельской Введенской Оптиной пустыни.
    * 1906 — Поль Сезанн, французский художник-постимпрессионист
    * 1915 — Вильгельм Виндельбанд (Wilhelm Windelband) (р. 1848), немецкий философ и историк философии.
    * 1918 — Дмитрий Дубяго (р. 1849), астроном, основатель Казанской обсерватории.
    * 1935 — Комитас (настоящее имя Согомон Геворкович Согомонян) (Կոմիտաս — Սողոմոն Գևորգի Սողոմոնյան) (р. 1869), армянский композитор-классик.
    * 1958 — Мстислав Сергеевич Пащенко (р. 1901), кинорежиссёр и художник-мультипликатор.
    * 1963 — Элвин Джеллинек (Elvin Morton Jellinek) (р. 1890), американский физиолог, первым ставший изучать природу и причины алкоголизма.
    * 1965 — Пауль Тиллих (Paul Johannes Tillich), немецко-американский протестантский теолог и философ (р. 1886).
    * 1969 — Джуди Гарленд, американская актриса.
    * 1973 — Пабло Касалс (Казальс), каталонский виолончелист, композитор и дирижёр.
    * 1975 — Арнольд Джозеф Тойнби (Arnold Joseph Toynbee) (р. 1889), английский историк и социолог.
    * 1979 — Надя Буланже (Nadia Boulanger) (р. 1887), французский дирижер и педагог.
    * 1986 — Альберт Сент-Дьёрди (Albert Szent-Györgyi) (р. 1893), американский биохимик венгерского происхождения, лауреат Нобелевской премии 1937 года по физиологии и медицине, основоположник биоэнергетики.
    * 1987 — Лино Вентура, киноактёр.
    * 1990 — Николай Николаевич Рыбников, актёр.
    * 1992 — Кливон Литтл (Cleavon Jake Little) (р. 1939), американский актер.
    * 1992 — Аркадий Иванович Чернышёв, выдающийся спортсмен и тренер.
    * 1992 — Вольф Кайзер (Wolf Kaiser) (р. 1916), немецкий актер.
    * 1994 — Ролло Мэй (Rollo May) (р. 1909), американский психолог, основатель экзистенциональной психотерапии.
    * 1995 — Кингсли Эмис (Kingsley Amis) (р. 1922), английский писатель.
    * 1995 — Мэри Уикс (Mary Wickes — Mary Isabelle Wickenhauser) (р. 1910), американская актриса.
    * 1996 — Сергей Михайлович Рытов (р. 1908), советский ученый, специалист в области радиофизики.
    * 1997 — Леонид Амальрик (р. 1905), российский аниматор.
    * 1998 — Эрик Эмблер (Eric Ambler) (р. 1909), английский писатель, автор остросюжетных произведений.
    * 1998 — Василий Дмитриевич Захарченко (р. 1915), писатель, главный редактор журнала «Техника-молодёжи», почётный гражданин города Вены.
    * 2002 — Ричард Хелмс, директор ЦРУ в 1966—1973 гг.

Приметы

В этот день Православная церковь отмечает память апостола Иакова Алфеева, одного из 12 сподвижников Иисуса.

Яков Студеный — часто в этот день идут крупа или пороша.

    Яков белую крупицу на землю посылает, тропы остужает, день карнает.

— Пословица

Яков Древопилец — пора заготовки дров на зиму.

    Осеннее полено горит жарко, вешнее и летнее ему не чета, спорины в них нет.

— Пословица

В заключение хочу проинформировать Вас о том, что 22 августа я открыл блог с одноимённым названием на subscribe.ru. Очень настоятельно рекомендую прочитать мою вводную заметку и ответить на неё в этом же блоге или на e-mail
AlexLitvinov2007@yandex.ru.

На этом пока всё.

В заключение хочу предложить новые экземпляры электронного журнала

"Информационный ветер" No 3-7.

Заказ письмом на AlexLitvinov2007@yandex.ru или в вышеуказанном
блоге.

Хочется, также, узнать Ваше личное мнение и мнение людей из Вашего круга по поводу ведения, объёма и материала данной рассылки. Что Вы хотели бы увидеть в рассылке? Что Вас не устраивает? Все материалы, пожелания, замечания, дополнения высылайте на e-mail AlexLitvinov2007@yandex.ru или в блог с одноимённым названием.

С уважением Литвинов Александр.