Рис. 1. Структурные схемы некоторых фазированных антенных решеток (ФАР) — линейной эквидистантной с симметричными вибраторами и общим зеркалом (а); линейной неэквидистантной с полноповоротными зеркальными параболическими антеннами (б); плоской с прямоугольным расположением рупорных излучателей (в); плоской с гексагональным расположением диэлектрических стержневых излучателей (г); конформной с щелевыми излучателями (д); сферической со спиральными излучателями (е); системы плоских фазированных антенных решеток (ж); В — вибраторы; Ф — линии возбуждения (фидеры); З — токопроводящее зеркало (рефлектор); А — зеркальные антенны; Р — рупоры; ВР — возбуждающие радиоволны; Э — металлический экран; Щ — щелевые излучатели; К — коническая ФАР; Ц — цилиндрическая ФАР; С — спиральные излучатели; СЭ — сферический экран; П — плоские фазированные антенные решетки (точками обозначены излучатели); L
0— расстояние между В; l
1, l
2, l
3— расстояния между А.
Фазлул Хак Абул Касем
Фазлу'л Хак,Абул Касем (1873, деревня Сатурия, округ Бакергандж, Бенгалия, – 27. 4. 1962, Дакка), политический и государственный деятель колониальной
,затем
.Адвокат. В 1918 одновременно президент Мусульманской лиги и генеральный секретарь Индийского национального конгресса. В 1924–25 министр просвещения Бенгалии. Основатель (1927) и лидер (до 1947) Крестьянской партии Бенгалии. В 1935–36 мэр Калькутты. В 1937–43 главный министр Бенгалии. В Пакистане в 1953 основал Крестьянско-рабочую партию, возглавил Объединённый фронт оппозиционных партий Восточной Бенгалии. В 1955–56 министр внутренних дел и просвещения Пакистана, в 1956–58 губернатор Восточного Пакистана.
Фазовая модуляция
Фа'зовая модуля'ция,вид
,при котором передаваемый сигнал управляет фазой несущего высокочастотного колебания. По характеристикам Ф. м. близка к
.Если модулирующий сигнал синусоидальный, то спектр и форма сигналов в случае частотной модуляции и Ф. м. полностью совпадают. Различия обнаруживаются при более сложных формах модулирующего сигнала.
Фазовая рельефография
Фа'зовая рельефогра'фия,способ записи и воспроизведения оптической информации. Носителями информации в Ф. р. служат прозрачные (за редкими исключениями) масляные, термопластические (см.
)
или гелеобразные (см.
) тонкие слои. Такой «запоминающий» слой входит в состав т. н. многослойной (обычно двух-или трёхслойной) структуры. В двухслойной структуре запоминающий слой представляет собой
из фотополупроводникового материала (см.
) в полимерном связующем и наносится на тонкий слой электропроводящего материала. В трёхслойной структуре диэлектрический запоминающий слой наносится на слой фотополупроводника, в свою очередь граничащего с проводящим слоем. Все эти слои чаще всего прозрачны (запись и воспроизведение «на просвет»), хотя существуют и структуры, в которых свет отражается либо от зеркального проводника-подложки, либо от непрозрачной поверхности запоминающего фотополупроводникового слоя. Перед записью структуру «очувствляют», равномерно заряжая запоминающую поверхность и заземляя проводник-подложку. Образуется своеобразный конденсатор, в котором заряженная запоминающая поверхность служит одной из обкладок. Воздействие светового сигнала приводит в двухслойной структуре к стеканию части поверхностного заряда на подложку (тем более полному, чем сильнее освещен данный микроучасток поверхности); в трёхслойной структуре, напротив, заряд противоположного знака проникает с подложки на граничащую с запоминающим слоем поверхность фотополупроводника. В обоих типах структур электростатические силы притяжения разноимённых зарядов деформируют поверхность мягкого запоминающего слоя (часто после его нагревания – т. н. теплового проявления), образуя рельеф, распределение глубины которого соответствует распределению потока излучения по этой поверхности (т. е. в получаемом рельефе кодируется оптическая информация). При считывании записанной информации различия толщины рельефа вызывают различные изменения
считывающей световой волны. Эти различия не воспринимаются ни глазом, ни др. приёмниками оптического излучения. Поэтому их преобразуют в изменения амплитуды световой волны (т. е. интенсивности считывающего пучка), которые регистрируются приёмниками излучения, в том числе человеческим глазом. Такое преобразование осуществляют в настоящее время (70-е гг. 20 в.) главным образом
,но в принципе это можно делать также аналогично методу фазового контраста в микроскопии [см.
,раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия)]. Структуры, применяемые в Ф. р., могут использоваться многократно – ненужную более запись можно «стереть» тепловой обработкой. Главное достоинство Ф. р. – возможность считывания информации спустя очень малые промежутки времени после записи, что позволяет применять Ф. р. для практически мгновенной передачи и преобразования изображений (например, в телевидении – с подачей их на экраны индивидуального или коллективного пользования площадью до нескольких
м
2)
.Высокая
и быстродействие, характеризующие метод Ф. р., делают его перспективным для
,для использования в электронных
(в оперативной памяти, при вводе и выводе информации), для различных видов оптической обработки изображений. См. также
,раздел Несеребряная фотография и научно-технические применения фотографии.
Лит.:Гущо Ю. П., Фазовая рельефография, М., 1974.
А. Л. Картужанский.
Фазовая скорость
Фа'зовая ско'рость,скорость перемещения фазы гармонической волны. Ф. с.
свыражается через частоту
fи длину волны (или через круговую частоту w
=2p
fи волновое число
k= 2p/l формулой
с
= fl
=w
k.Понятие Ф. с. можно применять, если гармоническая волна распространяется без изменения формы. Это условие всегда выполняется в линейных средах. При зависимости Ф. с. от частоты или, что то же, от длины волны говорят о
скорости. В отсутствии дисперсии любые волны распространяются, не меняя формы, со скоростью, равной Ф. с. При наличии дисперсии негармонические волны изменяют свою форму, и обычное понятие скорости по отношению к таким волнам делается неприменимым. В этих случаях важны понятия
и скорости фронта волны. Экспериментально Ф. с. при заданной частоте можно получить, определив длину волны из интерференционных опытов. Отношение Ф. с. в двух данных средах может быть найдено по преломлению плоской волны на плоской границе этих сред, т.к. показатель преломления равен отношению Ф. С.
М. А. Исакович.
Фазовое превращение
Фа'зовое превраще'ние,то же, что
.
Фазовое пространство
Фа'зовое простра'нствов классической механике и статистической физике, многомерное пространство всех
q
1и
p
i(
i= 1, 2,...,
N) механической системы с
Nстепенями свободы. Таким образом, Ф. п. имеет размерность 2
Nи может быть описано с помощью ортогональной системы координат с 2
Nосями соответственно числу обобщённых координат и импульсов. Состояние системы изображается в Ф. п. точкой с координатами
q
i, p
i,..., q
N, p
n,а изменение состояния системы во времени – движением точки вдоль линии, называемой фазовой траекторией. Для Ф. п. можно ввести понятие
и др. понятия геометрии многих измерений. Понятие Ф. п. – основное для классической статистической механики, изучающей
системы многих частиц. Методы Ф. п. успешно применяются также в теории нелинейных колебаний.
Фазовое равновесие
Фа'зовое равнове'сие,одновременное существование термодинамически равновесных
в многофазной системе. Простейшие примеры – равновесие жидкости со своим насыщенным паром, равновесие воды и льда при температуре плавления, расслоение смеси воды с триэтиламином на два несмешивающихся слоя (две фазы), отличающихся концентрациями. В равновесии могут находиться (в отсутствии внешнего магнитного поля) две фазы ферромагнетика с одинаковой осью намагничивания, но различным направлением намагниченности; нормальная и сверхпроводящая фазы металла во внешнем магнитном поле и т.д.
При переходе в условиях равновесия частицы из одной фазы в другую энергия системы не меняется. Другими словами, при равновесии
каждой компоненты в различных фазах одинаковы. Отсюда следует
Гиббса: в веществе, состоящем из
kкомпонент, одновременно могут существовать не более чем
k+ 2 равновесные фазы. Например, в однокомпонентном веществе число одновременно существующих фаз не превосходит трёх (см.
)
.Число термодинамических степеней свободы, т. е. переменных (физических параметров), которые можно изменять, не нарушая условий Ф. р., равно
k+ 2 – j, где j – число фаз, находящихся в равновесии. Например, в двухкомпонентной системе три фазы могут находиться в равновесии при разных температурах, но давление и концентрации компонент полностью определяются температурой.
Изменение температуры фазового перехода (кипения, плавления и др.) при бесконечно малом изменении давления определяется
.Графики, изображающие зависимость одних термодинамических переменных от других в условиях Ф. р., называются линиями (поверхностями) равновесия, а их совокупность –
.Линия Ф. р. может либо пересечься с другой линией равновесия (тройная точка), либо кончиться
.
В твёрдых телах из-за медленности процессов
,приводящих к термодинамическому равновесию, возникают неравновесные фазы, которые могут существовать наряду с равновесными. В этом случае правило фаз может не выполняться. Правило фаз не выполняется также и в том случае, когда на кривой равновесия фазы не отличаются друг от друга (см.
)
.
В массивных образцах в отсутствии дальнодействующих сил между частицами число границ между равновесными фазами минимально. Например, в случае двухфазного равновесия имеется лишь одна поверхность раздела фаз. Если хотя бы в одной из фаз существует дальнодействующее поле (электрическое или магнитное), выходящее из вещества, то энергетически более выгодны равновесные состояния с большим числом периодически расположенных фазовых границ (
ферромагнитные и сегнетоэлектрические, промежуточное состояние сверхпроводников) и таким расположением фаз, чтобы дальнодействующее поле не выходило из тела. Форма границы раздела фаз определяется условием минимальности
.Так, в двухкомпонентной смеси при условии равенства плотностей фаз граница раздела имеет сферическую форму. Огранка
определяется теми плоскостями, поверхностная энергия которых минимальна.
Лит.:Ландау Л. Д., Ахиезер А. И., Лифшиц Е. М., Курс общей физики. Механика и молекулярная физика, 2 изд., М., 1969; Френкель Я. И., Статистическая физика, М. – Л., 1948.
В. Л. Покровский.
Фазовой плоскости метод
Фа'зовой пло'скости ме'тод,графоаналитический метод исследования
,описываемых уравнениями вида:
,
,
где
хи
у– переменные состояния системы,
Р(
х, у) и
Q(
х, у)
–функции, удовлетворяющие условиям теорем существования и единственности решений,
t –время (независимая переменная). Поведение такой системы можно представить геометрически на плоскости в прямоугольных декартовых координатах. При таком представлении каждому состоянию динамической системы однозначно соответствует точка на плоскости с координатами
х, уи, наоборот, каждой точке плоскости соответствует одно, и только одно состояние исследуемой динамической системы. Плоскость
Охуназывается фазовой плоскостью. Изменение состояния системы отображается на фазовой плоскости движением точки, которую называют фазовой, изображающей или представляющей точкой. Траектория, по которой движется изображающая точка, называется фазовой траекторией; скорость и направление её движения определяются вектором фазовой скорости {
Р, Q}. Существенно, что через каждую точку фазовой плоскости проходит только одна фазовая траектория. Совокупность фазовых траекторий называется фазовым портретом системы и отображает совокупность всех возможных сочетаний системы и типы возможных движений в ней.
На фазовой плоскости обычно выделяют следующие три типа фазовых траекторий: особые точки, или положения равновесия, определяемые в результате решения системы уравнений
Р(
х, у) = 0
, Q(
х,
y) = 0;
изолированные замкнутые траектории, отвечающие периодическим движениям в системе; сепаратрисы, разделяющие фазовую плоскость на области, заполненные траекториями разных типов. Ф. п. м. состоит в построении фазового портрета системы и последующего анализа этого портрета. Метод позволяет определить число, типы и характер особых точек, изолированных замкнутых траекторий и сепаратрис и даёт возможность по виду фазовых траекторий наглядно представить всю совокупность движений, возникающих в динамической системе при всевозможных начальных условиях. Особые точки классифицируют по характеру фазовых траекторий в их окрестности: основные типы особых точек изображены на
рис. 1
. Изолированные замкнутые траектории (предельные циклы) классифицируют по характеру их устойчивости (
рис. 2
).
В сочетании с аналитическими методами Ф. п. м. позволяет получать количественные оценки решений дифференциальных уравнений, описывающих динамическую систему, например оценивать длительность перехода изображающей точки из одного состояния в другое (т. е. продолжительность переходного процесса), определять период и «амплитуду» периодического движения и т.п. Теоретические основы Ф. п. м. разработаны А.
.Ф. п. м. – один из методов качественой теории динамических систем; он широко используется в теории колебаний, теории автоматического управления, в электротехнике и механике.
Лит.:Пуанкаре А. О., О кривых, определяемых дифференциальными уравнениями, пер. с франц., М. – Л., 1947; Немыцкий В, В., Степанов В. В., Качественная теория дифференциальных уравнений, 2 изд., М. – Л., 1949; Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959; Качественная теория динамических систем второго порядка, М., 1966; Емельянов С. В., Системы автоматического управления с переменной структурой, М., 1967; Марчуков Б. А., Проектирование систем управления методами фазовой плоскости, М., 1976.
С. К. Коровин, Н. Н. Миловидов.
Рис. 1. Фазовые траектории в окрестности особых точек следующих типов: а — устойчивый узел; б — неустойчивый узел; в — устойчивый фокус; г — неустойчивый фокус; д — седло; е — центр.
Рис. 2. Фазовые траектории в окрестности различных предельных циклов, изображенных в виде замкнутых кривых; а — устойчивого; б — неустойчивого; в, г — полуустойчивых.
Фазово-контрастная микроскопия
Фа'зово-контра'стная микроскопи'я,метод микроскопического исследования, основанный на получении с помощью специальных приспособлений контрастного изображения различающихся по плотности структур бесцветных прозрачных микрообъектов, например живых микроорганизмов и тканевых культур. Подробнее см. в ст.
,раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия).
Фазовращатель
Фазовраща'тель,устройство автоматики, преобразовательной и измерительной техники, служащее для изменения фазы электромагнитных колебаний. Конструкция Ф. зависит от диапазона частот, для которого он предназначен, пределов изменения фазы и точности её установки. На низких частотах и в диапазоне радиочастот (до нескольких
Мгц) в качестве Ф. обычно применяют четырехполюсники, состоящие из сопротивлений, индуктивностей и ёмкостей. Простейший Ф. –
,состоящая из резистора и конденсатора или резистора и катушки индуктивности. Такие Ф. обычно используют для создания фиксированного фазового сдвига в пределах от 0 до 90°. Более совершенны Ф., выполненные в виде
из 3 резисторов и 1 конденсатора, которые обеспечивают регулируемый сдвиг в пределах от 0 до 180° (при мало изменяющейся величине выходного сигнала). Применяют также транзисторные (ламповые) мостовые Ф., в состав которых входит
с разделённой нагрузкой; такие Ф. дают сдвиг фазы на 180°. Фазовый сдвиг, вносимый перечисленными Ф., зависит от частоты. Этот недостаток устраняется в следящих Ф., у которых при отклонении фазового сдвига от заданного значения параметры автоматически изменяются так, чтобы это отклонение уменьшилось. Для регулирования фазы в цепях переменного тока промышленной частоты применяют вращающиеся трансформаторы, сельсины, а также трёхфазные асинхронные электродвигатели с заторможенным ротором (см.
)
.В диапазоне дециметровых и более коротких волн применяют Ф., собранные из отрезков коаксиальных линий и волноводов (см.
СВЧ). Погрешность установки фазы в электромеханических Ф. составляет 0,5–1°, в электронных 0,05–0,1°.
Лит.:Валитов Р. А., Сретенский В. Н., Радиотехнические измерения, М., 1970; Авраменко В. Л., Галямичев Ю. П., Ланнэ А. А., Электрические линии задержки и фазовращатели. (Справочник), М., 1973; Кушнир Ф. В., Радиотехнические измерения, 3 изд., М., 1975.
Фазовращатель СВЧ
Фазовраща'тель
СВЧ, фазосдвигатель СВЧ, устройство, предназначенное для изменения
электромагнитных колебаний на выходе линии передачи СВЧ (полого пли диэлектрического
,коаксиальной
,
) относительно фазы колебаний на её входе, осуществляемого посредством изменения электрической длины этой линии. (Электрическая длина линии равна 2p
l/l
b
, где
l –её геометрическая длина, l
b–длина волны в линии.) Ф. подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.
Регулируемый Ф. – участок
,вносящий фазовый сдвиг на определённой частоте (или требуемые сдвиги фаз в заданной полосе частот), который при необходимости можно регулировать по величине. Различают Ф. с механическим (или электромеханическим) управлением фазовым сдвигом и Ф. с электрическим управлением. К первым относятся: раздвижная секция коаксиальной линии, регулируемая посредством изменения
l; волноводный диэлектрический Ф. – отрезок волновода, содержащий перемещаемую пластину из
,управление сдвигом фаз в котором основано на изменении фазовой скорости волны и l
b
при изменении положения пластины в волноводе; сжимная секция – отрезок прямоугольного волновода, узкие стенки которого снабжены упругими подвесками, позволяющими изменять ширину волновода (и тем самым l
b
); мостовой Ф. – многоплечее устройство СВЧ (коаксиальное или волноводное), снабженное двумя согласованно изменяемыми по длине короткозамкнутыми
и являющееся, по существу,
.Ко вторым относятся Ф. с полупроводниковыми элементами (такими, как
с р – i – n-cтруктурой; варакторы, или
)
,с ферритовыми устройствами; с сегнетоэлектриком; плазменные. Наиболее перспективны Ф. на
р – i – n-диодах, используемых в качестве коммутационных элементов. Диоды позволяют изменять фазовый сдвиг ступенчато, посредством либо прямого изменения
l,либо подключения к линии (через диоды) набора шлейфов. Распространены также ферритовые Ф., работа которых основана на взаимодействии электромагнитной волны с нескомпенсированными магнитными моментами подрешёток
.Ферритовые Ф. бывают взаимные, обеспечивающие одинаковый сдвиг для обоих направлений распространения волны, и невзаимные (частный случай последних –
)
.
Нерегулируемый Ф. реализуют в виде калиброванного по фазе отрезка фидера, фазовый сдвиг в котором достигается подбором значения его длины, размеров поперечного сечения (при использовании волновода) либо эффективной диэлектрической проницаемости.
Ф. используют в различных устройствах
,например в системах с большим числом потребителей – для обеспечения требуемого распределения начальных фаз поступающих к ним сигналов, в фидерах радиосистем – для выравнивания электрических длин фидеров, в
и др. когерентных радиосистемах.
Лит.:СВЧ устройства на полупроводниковых диодах, М., 1969; Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, М., 1970; Вова Н. Т., Стукало Н. А., Храмов В. А., Управляющие устройства СВЧ, К., 1973.
Р. И. Перец.
Фазовый контраст
Фа'зовый контра'ст,метод получения изображений микроскопических объектов, у элементов структуры которых
и способность поглощать оптическое излучение разнятся настолько мало, что эти элементы неразличимы при иных методах наблюдения и получения изображений в микроскопе. В то же время сдвиги
световых волн, вносимые такими элементами, могут заметно отличаться один от другого, образуя т. н. «фазовый рельеф», на который не реагируют ни глаз, ни фоточувствительный слой. Метод Ф. к. состоит в преобразовании (с помощью вспомогательного оптического устройства) «фазового рельефа» в изменения интенсивностей (амплитуд) световых волн – в т. н. «амплитудный рельеф», который и регистрируется фотоприёмником. Метод Ф. к. разработан Ф.
в 1935. Подробнее см.
,раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия), а также лит. к этой статье.
Фазовый объём
Фа'зовый объём,объём в
.Для механической системы с
Nстепенями свободы элементарный Ф. о. равен
dpdq = dp
1dq
1... dp
Ndq
N,где
q
1,..., q
N–
,а
p
1,...,
p
N–
системы. Ф. о. конечной фазовой области
Gравен
2N-mepному интегралу т
Gdpdq.Если система описывается уравнениями Гамильтона (см.
)
,то при движении системы её Ф. о. остаётся неизменным (
)
,это позволяет ввести нормированные
в фазовом пространстве.
Фазовый переход
Фа'зовый перехо'д,фазовое превращение, в широком смысле – переход вещества из одной
в другую при изменении внешних условий – температуры, давления, магнитного и электрического полей и т.д.; в узком смысле – скачкообразное изменение физических свойств при непрерывном изменении внешних параметров. Различие двух трактовок термина «Ф. п.» видно из следующего примера. В узком смысле переход вещества из газовой фазы в плазменную (см.
)
не является Ф. п., так как
газа происходит постепенно, но в широком смысле это – Ф. п. В данной статье термин «Ф. п.» рассматривается в узком смысле.
Значение температуры, давления или какой-либо другой физической величины, при котором происходит Ф. п., называют точкой перехода.
Различают Ф. п. двух родов. При Ф. п. первого рода скачком меняются такие термодинамические характеристики вещества, как плотность, концентрация компонент; в единице массы выделяется или поглощается вполне определённое количество теплоты, носящее название теплоты перехода. При Ф. п. второго рода некоторая физическая величина, равная нулю с одной стороны от точки перехода, постепенно растет (от нуля) при удалении от точки перехода в другую сторону. При этом плотность и концентрации изменяются непрерывно, теплота не выделяется и не поглощается.
Ф. п. – широко распространённое в природе явление. К Ф. п. 1 рода относятся: испарение и конденсация, плавление и затвердевание, сублимация и конденсация в твёрдую фазу, некоторые структурные переходы в твёрдых телах, например образование
в сплаве железо – углерод. В
с одной осью намагничивания магнитных подрешёток Ф. п. 1 рода происходит во внешнем магнитном поле, направленном вдоль оси. При определённом значении поля моменты магнитных подрешёток поворачиваются перпендикулярно направлению поля (происходит «опрокидывание» подрешёток). В чистых сверхпроводниках магнитное поле вызывает Ф. п. 1 рода из сверхпроводящего в нормальное состояние (см.
)
.
При
температуры и фиксированном объёме термодинамически равновесной является фаза с наинизшим значением энергии. Ф. п. 1 рода в этом случае происходит при тех значениях давления и внешних полей, при которых энергии двух разных фаз сравниваются. Если зафиксировать не объём тела
V,а давление
р,то в состоянии термодинамического равновесия минимальной является энергия Гиббса Ф (или G), а в точке перехода в фазовом равновесии находятся фазы с одинаковыми значениями Ф (см.
)
.
Многие вещества при малых давлениях кристаллизуются в неплотноупакованные структуры. Например, кристаллический
состоит из молекул, находящихся на сравнительно больших расстояниях друг от друга; структура
представляет собой ряд далеко отстоящих слоев атомов углерода. При достаточно высоких давлениях таким рыхлым структурам соответствуют большие значения энергии Гиббса. Меньшим значениям Ф в этих условиях отвечают равновесные плотноупакованные фазы. Поэтому при больших давлениях графит переходит в
,а молекулярный кристаллический водород должен перейти в атомарный (металлический).
3He и
4He при нормальном давлении остаются жидкими вплоть до самых низких из достигнутых температур (
Т~ 0,001 К). Причина этого – в слабом взаимодействии частиц и большой амплитуде их колебаний при температурах, близких к абсолютному нулю (т. н. нулевых колебаний, см.
)
.Однако повышение давления (до 20
атмпри Т»0 К) приводит к затвердеванию жидкого гелия. При отличных от нуля температурах и заданных давлении и температуре равновесной по-прежнему является фаза с минимальной энергией Гиббса (минимальная энергия, из которой вычтена работа сил давления и сообщенное системе количество теплоты).
Для Ф. п. 1 рода характерно существование области метастабильного равновесия вблизи кривой Ф. п. 1 рода (например, жидкость можно нагреть до температуры выше точки кипения или переохладить ниже точки замерзания).
существуют достаточно долго по той причине, что образование новой фазы с меньшим значением Ф (термодинамически более выгодной) начинается с возникновения зародышей этой фазы. Выигрыш в величине Ф при образовании зародыша пропорционален его объёму, а проигрыш – площади поверхности (значению
)
.Возникшие маленькие зародыши увеличивают Ф, и поэтому с подавляющей вероятностью они будут уменьшаться и исчезнут. Однако зародыши, достигшие некоторого критического размера, растут, и всё вещество переходит в новую фазу. Образование зародыша критического размера – очень маловероятный процесс и происходит достаточно редко. Вероятность образования зародышей критического размера увеличивается, если в веществе имеются чужеродные включения макроскопических размеров (например, пылинки в жидкости). Вблизи
разница между равновесными фазами и поверхностная энергия уменьшаются, легко образуются зародыши больших размеров и причудливой формы, что отражается на свойствах вещества (см.
)
.
Примеры Ф. п. II рода – появление (ниже определённой в каждом случае температуры) магнитного момента у магнетика при переходе парамагнетик – ферромагнетик, антиферромагнитного упорядочения при переходе парамагнетик –
,возникновение сверхпроводимости в металлах и сплавах, возникновение сверхтекучести в
3He и
4He, упорядочение сплавов, появление самопроизвольной (спонтанной) поляризации вещества при переходе параэлектрик –
и т.д.
Л. Д.
(1937) предложил общую трактовку всех Ф. п. II рода, как точек изменения симметрии: выше точки перехода система обладает более высокой симметрией, чем ниже точки перехода. Например, в магнетике выше точки перехода направления элементарных магнитных моментов (
) частиц распределены хаотически. Поэтому одновременный поворот всех спинов не меняет физических свойств системы. Ниже точки перехода спины имеют преимущественную ориентацию. Одновременный их поворот изменяет направление магнитного момента системы. Другой пример: в двухкомпонентном сплаве, атомы которого
Аи
Врасположены в узлах простой кубической
,неупорядоченное состояние характеризуется хаотическим распределением атомов
А и Впо узлам решётки, так что сдвиг решётки на один период не меняет её свойств. Ниже точки перехода атомы сплава располагаются упорядоченно:
... ABAB...Сдвиг такой решётки на период приводит к замене всех атомов
Ана
Вили наоборот. В результате установления порядка в расположении атомов симметрия решётки уменьшается.
Сама симметрия появляется и исчезает скачком. Однако величина, характеризующая асимметрию (параметр порядка), может изменяться непрерывно. При Ф. п. II рода параметр порядка равен нулю выше точки перехода и в самой точке перехода. Подобным образом ведёт себя, например, магнитный момент ферромагнетика, электрическая поляризация сегнетоэлектрика, плотность сверхтекучей компоненты в жидком
4He, вероятность обнаружения атома
Ав соответствующем узле кристаллической решётки двухкомпонентного сплава и т.д.
Для Ф. п. II рода характерно отсутствие скачков плотности, концентрации, теплоты перехода. Но точно такая же картина наблюдается и в критической точке на кривой Ф. п. I рода (см.