Индукция (в физике)

Инду'кцияэлектрическая и магнитная, физические величины, характеризующие (наряду с напряжённостями электрического и магнитного полей) электромагнитное поле. В вакууме эти характеристики совпадают с соответствующими напряжённостями, если пользоваться СГС системой единиц (Гаусса); в Международной системе единиц (СИ) они различаются постоянными множителями.

  Вектор электрической индукции D(называемый также электрическим смещением) является суммой двух векторов различной природы: напряжённости электрического поля Е-главной характеристики этого поля - и поляризации Р , которая определяет электрическое состояние вещества в этом поле. В системе Гаусса:

D = E + 4p P             (1)

(4p - постоянный коэффициент); в системе СИ

D = e ₀ E + P,               (1ў)

где e ₀- размерная константа, называемая электрической постоянной или диэлектрической проницаемостью вакуума. Вектор поляризации Р представляет собой электрический дипольный момент единицы объёма вещества в поле Е , т. е. сумму электрических дипольных моментов p _i , отдельных молекул внутри малого объёма D V, деленную на величину этого объёма:

 В изотропном веществе, не обладающем сегнетоэлектрическими свойствами (см. Сегнетоэлектричество ), при слабых полях вектор поляризации прямо пропорционален напряжённости поля. В системе Гаусса

P = c _е Е ,                       (3)

где c _e - безразмерная величина, называемая коэффициентом поляризации или диэлектрической восприимчивостью. Именно она характеризует электрические свойства вещества. Для сегнетоэлектриков c _e зависит от Е , так что связь Р и Е становится нелинейной.

  Подставляя выражение (3) в (1), получим:

D = (1 + 4pc _е ) Е = e Е.            (4)

Величина

e = 1 + 4pc _e ,               (5)

также характеризующая электрические свойства вещества, называется диэлектрической проницаемостью . В системе СИ

Р = c _e e ₀ E                   (3ў)

и, соответственно,

D = e ₀e Е ,                     (4’)

e = 1 + c _e.                     (5’)

  Смысл введения вектора электрической И. состоит в том, что поток вектора D через любую замкнутую поверхность определяется только свободными зарядами, а не всеми зарядами внутри объёма, ограниченного данной поверхностью, подобно потоку вектора Е . Это позволяет не рассматривать связанные (поляризационные) заряды и упрощает решение многих задач.

  Вектор магнитной индукции В -основная характеристика магнитного поля, представляющая собой среднее значение суммарной напряжённости микроскопических магнитных полей, созданных отдельными электронами и др. элементарными частицами. Вектор же напряжённости магнитного поля Н является разностью двух векторов различной природы: вектора В и вектора намагниченности I . В системе Гаусса

Н = В - 4p I,

Или

(6)

В = Н + 4p I.

 Намагниченность представляет собой магнитный момент единицы объёма и характеризует магнитное состояние вещества. В изотропной среде при слабых полях намагниченность прямо пропорциональна Н :

I = c _m H ,                                   (7)

где c _m - магнитная восприимчивость , характеризующая магнитные свойства вещества. Для ферромагнетиков c _m зависит от Н . Подставляя (7) в (6), получим связь между В и Н :

В = (1 + 4pc _m ) H = m Н            (8)

Величина

m = 1 + 4pc _m ,                          (9)

также характеризующая магнитные свойства вещества, называется магнитной проницаемостью .

  В системе СИ эти формулы записываются следующим образом:

В = m ₀ H + I ,                             (6')

I =m ₀c _m H ,                               (7')

В = m ₀m Н ,                                (8')

m = 1 + c _m                                 (9')

  Константа m ₀называется магнитной постоянной или магнитной проницаемостью вакуума. Вектор Н вводится в теорию электромагнитного поля в связи с тем, что циркуляция вектора Н вдоль замкнутого контура, в отличие от циркуляции вектора В , определяется движением только свободных зарядов.

  Лит.:Калашников С. Г., Электричество, М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 5 и 11; Фриш С. Э. и Тиморева А. В., Курс общей физики, т. 2, М., 1953, гл. 15, 18.

  Г. Я. Мякишев.

Индукция (в физиологии)

Инду'кция(от лат. inductio - наведение, побуждение) в физиологии, динамическое взаимодействие нервных процессов - возбуждения и торможения , выражающееся в том, что торможение в группе нервных клеток вызывает (индуцирует) возбуждение (положительная И.), и наоборот, первично вызванный процесс возбуждения индуцирует торможение (отрицательная И.). Как положительная, так и отрицательная И. могут иметь две формы: 1) одновременную (симультанную) - возбуждение в одном участке индуцирует и усиливает одновременное торможение в окружающих участках, а очаг торможения индуцирует процесс возбуждения; 2) последовательную (сукцессивную), при которой смена отношений протекает во времени - возбуждение в пункте его развития сменяется торможением после прекращения действия раздражителя, и наоборот. Степень выраженности и длительность И. зависят от силы возбуждения или торможения, от расстояния фокуса первичной активности до индуцируемого пункта и других условий. Явление И. характерно для всех отделов нервной системы. Оно ограничивает распространение ( иррадиацию ) нервных процессов и способствует их концентрации. Пример отрицательной И.: сильное раздражение слухового центра (резкий звонок) вызывает торможение в других нервных центрах, например в пищевом, что выражается в прекращении слюноотделения.

  И. В. Орлов.

  В эмбриологии - воздействие одних частей развивающегося зародыша ( индукторов ) на другие его части (реагирующую систему), осуществляющееся при их контакте и определяющее направление развития реагирующей системы, подобное направлению дифференцировки индуктора (гомотипическая И.) или отличное от него (гетеротипическая И.). И. была открыта в 1901 немецким эмбриологом Х. Шпеманом при изучении образования линзы (хрусталика) глаза из эктодермы у зародышей земноводных. При удалении зачатка глаза линза не возникала. Зачаток глаза, пересаженный на бок зародыша, вызывал образование линзы из эктодермы, которая в норме должна была дифференцироваться в эпидермис кожи (рис.). Позже Шпеман обнаружил индуцирующее влияние хордомезодермы на образование из эктодермы гаструлы зачатка центральной нервной системы - нервной пластинки; он назвал это явление первичной эмбриональной И., а индуктор - хордомезодерму - организатором. Дальнейшие исследования с удалением частей развивающегося организма и их культивированием по отдельности или в комбинации и пересадкой в чуждое им место зародыша показали, что явление И. широко распространено у всех хордовых и многих беспозвоночных животных. Осуществление И. возможно лишь при условии, что клетки реагирующей системы компетентны (см. Компетенция ) к данному воздействию, т. е. способны воспринимать индуцирующий стимул и отвечать на него образованием соответствующих структур.

  В процессе развития осуществляется цепь индукционных влияний: клетки реагирующей системы, получившие стимул к дифференцировке , в свою очередь часто становятся индукторами для других реагирующих систем; индукционные влияния необходимы и для дальнейшей дифференцировки реагирующей системы в заданном направлении. Во многих случаях установлено, что в процессе И. не только индуктор влияет на дифференцировку реагирующей системы, но и реагирующая система оказывает на индуктор воздействие, необходимое как для его собственной дифференцировки, так и для осуществления им индуцирующего влияния, т. е. что И. - взаимодействие групп клеток развивающегося зародыша между собой. Для ряда органогенезов показано, что в процессе И. из клеток индуктора в клетки реагирующей системы переходят вещества (индуцирующие агенты), которые участвуют в активации синтеза специфических информационных РНК, необходимых для синтеза соответствующих структурных белков в ядрах клеток реагирующей системы.

  Термином «И.» обозначают также более широкий круг явлений в индивидуальном развитии животных и растительных организмов: например, И. дифференцировки вторичных половых признаков половыми гормонами, И. линьки у личинок насекомых гормоном экдизоном, И. дифференцировки и роста растений фитогормонами , светом, температурой и др. факторами.

  Г. М. Игнатьева.

Образование линзы глаза в чуждом ему месте у зародыша обыкновенного тритона, которому был пересажен зачаток глаза альпийского тритона: 1 - индуцированная линза; 2 - пересаженный глаз; 3 - спинной мозг; 4 - хорда; 5 - почечные канальцы зародыша-реципиента.

Индукция взаимная

Инду'кция взаи'мная,явление, в котором обнаруживается магнитная связь двух (или более) электрических цепей. Благодаря этой связи возникает эдс индукции в одном из контуров при изменении тока в другом. Количественной характеристикой магнитной связи электрических цепей является индуктивность взаимная.И. в. лежит в основе действия трансформаторов .

  Лит.:Калашников С. Г., Электричество, М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 10.

Индукция химическая

Инду'кция хими'ческая,совместное протекание двух химических реакций, из которых одна обусловливает или ускоряет вторую; см. Сопряжённые реакции .

Индукция электромагнитная

Инду'кция электромагни'тная,возникновение электродвижущей силы (эдс индукции) в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле или движущемся в постоянном магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой эдс, называется индукционным током. И. э. была открыта М. Фарадеем в 1831. Согласно закону Фарадея, эдс индукции E _iв контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока (потока вектора магнитной индукции) Ф через поверхность S ,ограниченную этим контуром:

Здесь DФ - изменение магнитного потока через контур за время D t; коэффициент пропорциональности kв системе СИ равен k= 1, а в системе СГС (Гаусса) k= 1/ c, c- скорость света в вакууме. Знак минус определяет направление индукционного тока в соответствии с Ленца правилом : индукционный ток имеет такое направление, что создаваемый им поток магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока Ф, которое вызывает появление индукционного тока.

  В постоянном магнитном поле эдс индукции возникает лишь при таком движении контура, при котором магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, изменяется во времени (т. е. контур при своём движении должен пересекать линии магнитной индукции; при движении вдоль линий поток Ф меняться не будет и эдс не возникнет). В этом случае эдс индукции равна работе магнитной части Лоренца силы по перемещению единичного заряда вдоль замкнутого контура. Если же неподвижный проводник находится в переменном магнитном поле, то эдс индукции равна работе по перемещению единичного заряда вдоль замкнутого контура, совершаемой силами вихревого электрического поля, которое, согласно Максвелла уравнениям , порождается в пространстве при изменении магнитного поля со временем. В системе отсчёта, относительно которой контур покоится, именно это вихревое электрическое поле вызывает движение заряженных частиц, т. е. появление индукционного тока. И. э. лежит в основе работы генераторов электрического тока, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую; на этом же явлении основано действие трансформаторов и т. д.

  Лит.:Калашников С. Г., Электричество, М., 1970 (Общин курс физики, т. 2), гл. 9.

  Г. Я. Мякишев.

Индукция электростатическая

Инду'кция электростати'ческая,наведение в проводниках или диэлектриках электрических зарядов в постоянном электрическом поле.

  В проводниках подвижные заряженные частицы - электроны - перемещаются под действием внешнего электрического поля. Перемещение происходит до тех пор, пока заряд не перераспределится так, что созданное им электрическое поле внутри проводника полностью скомпенсирует внешнее поле и суммарное электрическое поле внутри проводника станет равным нулю. (Если бы этого не произошло, то внутри проводника, помещенного в постоянное электрическое поле, неограниченно долго существовал бы электрический ток, что противоречило бы закону сохранения энергии.) В результате на отдельных участках поверхности проводника (в целом нейтрального) образуются равные по величине наведённые (индуцированные) заряды противоположного знака.

  В диэлектриках, помещенных в постоянное электрическое поле, происходит поляризация, которая состоит либо в небольшом смещении положительных и отрицательных зарядов внутри молекул в противоположные стороны, что приводит к образованию электрических диполей (с электрическим моментом, пропорциональным внешнему полю), либо в частичной ориентации молекул, обладающих электрическим моментом, в направлении поля. В том и другом случае электрический дипольный момент единицы объёма диэлектрика становится отличным от нуля. На поверхности диэлектрика появляются связанные заряды. Если поляризация неоднородная, то связанные заряды появляются и внутри диэлектрика. Поляризованный диэлектрик порождает электростатическое поле, добавляющееся к внешнему полю. (См. Диэлектрики .)

  Г. Я. Мякишев.

Индульгенция

Индульге'нция(от лат. indulgentia - снисходительность, милость), в католической церкви полное или частичное прощение «грехов», даваемое верующему церковью (обладающей, по учению католицизма, запасом «божественной благодати» в силу заслуг Христа и святых), а также свидетельство, выданное церковью по случаю «отпущения грехов». С 12-13 вв. католическая церковь начала в широких масштабах торговлю И., принявшую характер беззастенчивой наживы, что вызвало впоследствии бурный протест гуманистов; отмена торговли И. была одним из основных требований Реформации. Продажа И. папством не прекращена полностью и в настоящее время.

  Лит.:Лозинский С. Г., Папский «департамент покаянных дел», в кн.: Вопросы истории религии и атеизма, сб. 2, М. ,1954; Папские таксы отпущения грехов, подготовил к печати Б. Я. Рамм, там же.

Индур

И'ндур,город в Индии; см. Индаур .

Индустриализация

Индустриализа'ция(от лат. industria - усердие, деятельность), процесс создания крупного машинного производства во всех отраслях народного хозяйства и особенно в промышленности. И. обеспечивает преобладание в экономике страны производства промышленной продукции, превращение аграрной или аграрно-индустриальной страны в индустриально-аграрную или индустриальную. Характер, темпы, источники средств, цели и социальные последствия И. определяются господствующими в данной стране производственными отношениями.

  Капиталистическая И. - создание крупного машинного производства в условиях господства капиталистических производственных отношений, формирование материально-технической базы капиталистических стран. Предпосылки капиталистической И. связаны с так называемым первоначальным накоплением капитала , насильственной экспроприацией непосредственных производителей, усилением эксплуатации трудящихся и образованием резервов свободной рабочей силы. Однако реальные условия для капиталистической И. сложились по мере развёртывания промышленного переворота , происходившего в последней трети 18 в. и 1-й четверти 19 в. в Великобритании, а затем в других странах Европы и в США. В ходе промышленного переворота возникла промышленность фабрично-заводского типа, вытесняющая мелкое товарное производство и мануфактуру.

  Капиталистическая И., как показала история ряда стран, носит противоречивый и обычно длительный характер. Развитие отдельных отраслей промышленного производства происходит неравномерно и периодически прерывается экономическими кризисами. Сроки и темпы осуществления И. в разных странах различны. Лишь в Великобритании промышленный переворот и капиталистическая И. по времени примерно совпали. К середине 19 в. она уже превратилась в индустриально развитую страну («фабрику мира»), снабжавшую другие страны товарами промышленного производства. В Германии, Франции, США И. затянулась на десятилетия. Германия превратилась в индустриально-аграрную страну в конце 19 в., Франция - в начале 20-х гг. 20 в. В России И. началась в последние десятилетия 19 в., но так и не завершилась в условиях буржуазно-помещичьего строя.

  Темпы И. при капитализме обусловливаются величиной накопленного капитала, наличием свободной армии труда, емкостью внутреннего рынка, уровнем технического прогресса и т. п. Источниками средств для осуществления И. в условиях капитализма являются: эксплуатация трудящихся данной страны и колониальных народов, ограбление других стран в результате военных захватов и взимания контрибуций, внутренние и внешние займы. Примером накопления средств для И. за счёт беспощадной эксплуатации трудящихся своей страны и колониальных народов является история создания крупной промышленности в Великобритании.

  Капиталистическая И. начинается, как правило, с лёгкой промышленности, так как здесь капиталовложений требуется меньше, чем в отраслях тяжёлой промышленности, капитал оборачивается быстрей и в результате этого приносит большую прибыль. Лишь по истечении известного времени, при достижении необходимого уровня производительных сил на базе новых открытий и изобретений, когда назревает необходимость в большом количестве металла, топлива и др. продукции отраслей тяжелой промышленности и накоплен капитал, начинается перелив средств из лёгкой в тяжёлую индустрию. Так, в Великобритании, где И. началась с хлопчатобумажной промышленности, вплоть до 70-х гг. 19 в. в совокупной продукции промышленности преобладали товары лёгкой промышленности. В Германии, начавшей И. после Революции 1848-1849, на протяжении десятилетий наблюдалось быстрое развитие лишь отраслей лёгкой промышленности и только после франко-прусской войны 1870-71, принесшей Пруссии огромную контрибуцию, произошло заметное переливание капитала в отрасли, производящие средства производства. Преобладание лёгкой промышленности на первом этапе И. наблюдалось и в США в 1-й половине 19 в., в России вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции 1917, в Японии в начале 20 в. и т. д.

  Вторая половина 19 в. ознаменовалась значительным ростом крупного машинного производства во многих странах. Быстро создавалась основа И. - производство средств производства, занявшее ведущее положение по отношению к производству предметов потребления, что было необходимым условием расширенного воспроизводства.

  Капиталистическая И. осуществляется в интересах буржуазии; она ведёт к усилению экономического и политического господства капитала над наёмным трудом, к росту безработицы, усилению эксплуатации трудящихся; обостряет все противоречия капитализма. Это особенно сильно проявляется со вступлением капитализма в его высшую и последнюю стадию - империализм . Усиление неравномерности развития отдельных стран и отраслей производства, задержка экономического развития колониальных и зависимых стран империалистическими державами, милитаризация экономики, рост эксплуатации рабочих и всех трудящихся - таковы наиболее важные социальные последствия капиталистической И. при империализме. Вместе с тем развитие крупного промышленного производства означает быстрый рост пролетариата и сосредоточение его в городах и промышленных районах. Концентрация пролетариата создаёт предпосылки для роста его самосознания и организованности, формирования пролетариата как класса, появления его политических партий.

  И. ведёт к повышению производительности общественного труда, темпов роста производства во всех отраслях хозяйства, увеличению производительных сил общества.

  С 50-х гг. 20 в. развернулась современная научно-техническая революция, благоприятно сказавшаяся на дальнейшем ходе индустриального развития многих капиталистических стран. Однако в условиях капитализма использование результатов научно-технической революции ограничено. Они могут быть поставлены на службу производству лишь в той мере, в какой обеспечивают извлечение наибольшей прибыли владельцам средств производства.