Гамильтон (река на п-ве Лабрадор)
Га'мильтон(Hamilton), река на полуострове Лабрадор в Канаде. В 1967 переименована в Черчилл.
Гамильтон Уильям Роуан
Га'мильтон(Hamilton) Уильям Роуан (4.8.1805, Дублин, - 2.9.1865, Дансинк, близ Дублина), ирландский математик. Член Ирландской АН, с 1827 - профессор астрономии в Дублинском университете и директор университетской астрономической обсерватории. В 1833-35 в «Трудах» Ирландской АН опубликовал работу, в которой почти одновременно с Г. Грасманом дал точное формальное изложение теории комплексных чисел, построил своеобразную, систему чисел, т. н. кватернионов.Это учение было одним из источников развития векторного исчисления. В механике Г. применил вариационный метод (т. н. принцип наименьшего действия).
Соч.: The mathematical papers, v.. 1- 2, Camb., 1931-40.
Лит.:Graves R. P., Life of sir W. R. Hamilton, v. 1-3, Dublin, 1882-91.
Гамильтона оператор
Гамильто'на опера'тор,набла оператор, С-оператор, дифференциальный оператор вида
где i, j, k -координатные орты. Введён У. Р. Гамильтоном (1853). Если Г. о. применить к скалярной функции j(x, у, z),понимая Сjкак произведение вектора на скаляр, то получится градиент функции j(x, у, z):
если применить Г. о. к векторной функции r (x, у, z),понимая Dr как скалярное произведение векторов, то получится дивергенция вектора r:
( u, vи w -координаты вектора r) .Скалярное произведение Г. о. самого на себя даёт Лапласа оператор.
Гамио Мануэль
Га'мио(Garnio) Мануэль (2.3.1883, Мехико, - 16.7.1960, там же), мексиканский археолог и этнограф. С 1943 директор Межамериканского индейского института в Мехико. Изучал культуры доколумбовой Америки, историю и современное положение индейцев (главным образом Мексики), вопросы мексиканской эмиграции в США. Решение проблемы индейского населения Мексики Г. видел в т. н. «интеграции» (слиянии) сохранившихся индейских народов с испаноязычным большинством населения.
Лит.:Estudios antropologicos, publicados en homenaje al М. Garnio, Мех., 1956 (библ.).
Гамлет
Га'млет(Hamlet), герой одноимённой трагедии У. Шекспира (1601, опубликована 1603). Шекспир изобразил Г. мыслителем, подвергающим сомнению традиционные воззрения. И. В. Гёте видел в Г. человека мысли, а не дела, которому не по силам возложенная на него задача мести. В трактовке немецких романтиков (А. Шлегель) образ Г. приобрёл нарицательное значение («гамлетизм») для характеристики разочарования, пессимизма, горьких размышлений о противоречивости бытия. В. Г. Белинский, напротив, видел в Г. страстного обличителя зла, сильного даже в своей гибели. И. С. Тургенев в речи «Гамлет и Дон Кихот» (1860) подчёркивал влечение Г. к самоанализу, его скептицизм. Советское шекспироведение и театр раскрывают в образе Г. трагедию утратившего иллюзии гуманиста перед лицом торжествующего зла. Образ Г. не раз привлекал внимание художников (Э. Делакруа), композиторов (П. И. Чайковский), поэтов (А. А. Блок, Б. Л. Пастернак).
Лит.:Фишер К., «Гамлет» Шекспира, М., 1905: Верцман Н., «Гамлет» Шекспира, М., 1964: Weitz М., Hamlet and the philosophy of literary criticism, Chi. - L., 1965.
М. А. Гольдман.
«Гамлет, Горацио и могильщики». Рис. Э. Делакруа. 1839.
Гамма (единица массы)
Га'мма,1) внесистемная единица массы, применяемая иногда для измерений малых масс. 1 гамма = 10 -6г.Вместо наименования «Г.» чаще применяют наименование «микрограмм» ( мкг,mg). 2) Наименование стотысячной доли эрстеда (единицы напряжённости магнитного поля в СГС системе единиц ) ,применяемое преимущественно при измерениях земного магнетизма и космических магнитных полей. Обозначается g.
Гамма (звукоряд)
Га'мма(от назв. греч. буквы Г, обозначавшей крайний нижний тон средневекового музыкального звукоряда, а затем и весь звукоряд), звукоряд, т. е. последовательность звуков (ступеней) лада, расположенных начиная от основного тона в восходящем или нисходящем порядке. Г. строится в пределах одной октавы, но может быть продолжена вверх и вниз в соседние октавы. Г. обозначает состав лада и звуковысотные соотношения его ступеней. Различают семиступенные Г. диатонических ладов, пятиступенные Г. ангемитонных (бесполутоновых) ладов, двенадцатизвучную хроматическую Г. Исполнение различных Г. и их комбинаций служит средством развития техники игры на музыкальных инструментах, а также пения.
В. А. Вахромеев.
Гамма красочная
Га'мма кра'сочная,гамма цветовая, в изобразительном и декоративном искусствах ряд гармонически взаимосвязанных оттенков цвета (с одним доминирующим), используемых при создании художественных произв. Как правило, этот термин сопровождается обычными для цвета определениями (так, Г. к. называют тёплой, горячей, холодной, светлой и т. д.).
Гамма-аминомасляная кислота
Га'мма-аминома'сляная кислота', NH 2CH 2CH 2CH 2COOH, образуется путём декарбоксилирования (под действием фермента декарбоксилазы) глутаминовой кислоты.Обмен Г.-а. к. в организме приводит к образованию янтарной кислоты, включающейся в трикарбоновых кислот цикл.Г.-а. к. найдена во многих растениях в свободном виде. У высших млекопитающих Г.-а. к. обнаружена лишь в мозге, где её содержание достигает 100 мг%.Предполагают, что Г.-а. к. оказывает тормозящее действие на нервную активность, что, по-видимому, связано с влиянием на проницаемость биологических мембран.
Гамма-астрономия
Га'мма-астроно'мия,раздел наблюдательной внеатмосферной астрономии, связанный с исследованиями небесных тел, испускающих гамма-излучение.Начало Г.-а. было положено в апреле 1961, когда аппаратура, установленная на американском искусственном спутнике Земли «Эксплорер-11», зарегистрировала гамма-излучение, идущее от центра Галактики. Г.-а. непосредственно примыкает к рентгеновской астрономии,и граница между ними весьма условна. Обычно принято к Г.-а. относить исследования в спектральной области, в которой энергия квантов превышает 30 кэв
(что соответствует длинам волн короче 0,3
). Земная атмосфера полностью непрозрачна для этого излучения вплоть до высот 30-40
км(см.
рис.
).
Поэтому аппаратура для наблюдений гамма-излучений небесных объектов (гамма-телескопы) устанавливается, как правило, на искусственных, спутниках Земли, а при исследованиях жёсткого излучения с энергией около 100 кэвиспользуются высотные аэростаты, способные поднять аппаратуру до 40 км.Наблюдаемые потоки гамма-излучения крайне малы, что требует многочасовых наблюдений. В качестве приёмников излучения применяются сцинтилляционные счётчики,иногда в комбинации с Гейгера - Мюллера счётчиками,площадью до 100 см 2.Разрабатываются приборы с кристаллическим детектором площадью 10 3-10 4 см 2.
Исследования в области Г.-а. позволили обнаружить вплоть до 100 Мэвравномерный (изотропный) космический фон. Обнаружено также излучение, приходящее от центра Галактики и от 2 дискретных источников излучения: Крабовидной туманности (спектр измерен до 0,5 Мэв) и источника в созвездии Скорпиона (до 50 Мэв) .Источник в Крабовидной туманности является остатком сверхновой звезды, вспыхнувшей в 1054, а источник в Скорпионе - остатком вспышки новой звезды. Природа изотропного фона, а также излучения от центра Галактики полностью ещё не выяснена. Ведутся поиски аннигиляционного излучения с энергией 511 кэв,которое возникает при аннигиляции пары электрон-позитрон (см. Аннигиляция и рождение пар ) .Обнаружение такого излучения может явиться указанием на существование во Вселенной антивещества. Можно предполагать, что наблюдения с гамма-телескопами большой площади позволят продолжить исследования спектра дискретных источников рентгеновского излучения в область больше 10 кэв.Исследования в области Г.-а. важны для космологии (наблюдения горячего межгалактического газа), для выяснения природы активности ядер сейфертовских галактик, квазаров, нейтронных звёзд, дискретных источников галактического и внегалактического рентгеновского и гамма-излучения. Работы по Г.-а. ведутся в СССР, США, а также в Японии.
В. Г. Курт.
Пропускание земной атмосферы в области рентгеновского и гамма-излучения. По оси ординат отложена высота, до которой проникает половина падающего излучения.
Гамма-глобулины
Га'мма-глобули'ны,фракция глобулинов кровяной плазмы, содержащая большинство антител.По сравнению с др. белковыми фракциями крови Г.-г. обладают наименьшей электрофоретической подвижностью. Получают Г.-г. из донорской или плацентарной крови. Т. н. специфические Г.-г. с особенно высоким содержанием антител против определенных возбудителей выделяют из сывороток человека или животных, иммунизированных соответствующими антигенами. Например, противококлюшный Г.-г. изготовляют из сыворотки людей, гипериммунизированных коклюшной вакциной; антирабические Г.-г.-из сыворотки лошадей, гипериммунизированных против бешенства. Концентрированные растворы Г.-г. содержат антител значительно больше, чем исходные сыворотки. В СССР Г.-г. выпускают в виде 10%-ного раствора (вводят внутримышечно). Применяют Г.-г. для профилактики и лечения инфекционных заболеваний главным образом у детей (корь, коклюш, полиомиелит, эпидемический гепатит и др.). Г.-г. обладает также некоторым неспецифическим (стимулирующим) действием, поэтому его назначают детям с хроническими воспалительными процессами, упадком питания и т. п. См. также Иммуноглобулины.
Гамма-дефектоскопия
Га'мма-дефектоскопи'я,метод обнаружения внутренних дефектов в изделиях при просвечивании их гамма-лучами; см. Дефектоскопия.
Гамма-излучение
Га'мма-излуче'ние,коротковолновое электромагнитное излучение. На шкале электромагнитных волн оно граничит с жёстким рентгеновским излучением, занимая область более высоких частот. Г.-и. обладает чрезвычайно малой длиной волны ( lЈ 10 -8 см) и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными свойствами, т. е. ведёт себя подобно потоку частиц - гамма-квантов, или фотонов,с энергией hv( v- частота излучения, h - Планка постоянная) .
Г.-и. возникает при распадах радиоактивных ядер, элементарных частиц, при аннигиляции пар частица-античастица, а также при прохождении быстрых заряженных частиц через вещество.
Г.-и., сопровождающее распад радиоактивных ядер, испускается при переходах ядра из более возбуждённого энергетического состояния в менее возбуждённое или в основное. Энергия g-кванта равна разности энергий DEсостоянии, между которыми происходит переход ( рис. 1 ). Испускание ядром g-кванта не влечёт за собой изменения атомного номера или массового числа,в отличие от др. видов радиоактивных превращений (см. Альфа-распад, Бета-распад) .Ширина линий Г.-и. обычно чрезвычайно мала (~10 -2 эв). Поскольку расстояние между уровнями (от нескольких кэвдо нескольких Мэв) во много раз больше ширины линий, спектр Г.-и. является линейчатым, т. е. состоит из ряда дискретных линий. Изучение спектров Г.-и. позволяет установить энергии возбуждённых состояний ядер (см. Ядерная спектроскопия, Ядро атомное) .
Гамма-кванты с большими энергиями испускаются при распадах некоторых элементарных частиц. Так, при распаде покоящегося p°-мезона возникает Г.-и. с энергией ~70 Мэв.Г.-и. от распада элементарных частиц также образует линейчатый спектр. Однако испытывающие распад элементарные частицы часто движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью света с. Вследствие этого возникает доплеровское уширение линии (см. Доплера эффект ) и спектр Г.-и. оказывается размытым в широком интервале энергии (см. Элементарные частицы ) .
Г.-и., образующееся при прохождении быстрых заряженных частиц через вещество, вызывается их торможением в кулоновском поле атомных ядер вещества. Тормозное Г.-и., так же как и тормозное рентгеновское излучение, характеризуется сплошным спектром, верхняя граница которого совпадает с энергией заряженной частицы, например электрона. В ускорителях заряженных частиц получают тормозное Г.-и. с максимальной энергией до нескольких десятков Гэв(см. Тормозное излучение ) .
В межзвёздном пространстве Г.-и. может возникать в результате соударений квантов более мягкого длинноволнового электромагнитного излучения, например света, с электронами, ускоренными магнитными полями космических объектов. При этом быстрый электрон передаёт свою энергию электромагнитному излучению и видимый свет превращается в более жёсткое Г.-и. (см. Гамма-астрономия ) .
Аналогичное явление может иметь место в земных условиях при столкновении электронов большой энергии, получаемых на ускорителях, с фотонами видимого света в интенсивных пучках света, создаваемых лазерами.Электрон передаёт энергию световому фотону, который превращается в g-квант. Т. о., можно на практике превращать отдельные фотоны света в кванты Г.-и. высокой энергии.
Г.-и. обладает большой проникающей способностью, т. е. может проникать сквозь большие толщи вещества без заметного ослабления. Основные процессы, происходящие при взаимодействии Г.-и. с веществом, - фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект), комптоновское рассеяние (комптон-эффект) и образование пар электрон-позитрон. При фотоэффекте происходит поглощение g-кванта одним из электронов атома, причём энергия g-кванта преобразуется (за вычетом энергии связи электрона в атоме) в кинетическую энергию электрона, вылетающего за пределы атома. Вероятность фотоэффекта прямо пропорциональна 5-й степени атомного номера элемента и обратно пропорциональна 3-й степени энергии Г.-и. (см. Фотоэффект ) .Т. о., фотоэффект преобладает в области малых энергий g-квантов (Ј 100 кэв) на тяжёлых элементах (Pb, U).
При комптон-эффекте происходит рассеяние g-кванта на одном из электронов, слабо связанных в атоме, В отличие от фотоэффекта, при комптон-эффекте g-квант не исчезает, а лишь изменяет энергию (длину волны) и направление распространения. Узкий пучок гамма-лучей в результате комптон-эффекта становится более широким, а само излучение - более мягким (длинноволновым). Интенсивность комптоновского рассеяния пропорциональна числу электронов в 1 см 3вещества, и поэтому вероятность этого процесса пропорциональна атомному номеру вещества. Комптон-эффект становится заметным в веществах с малым атомным номером и при энергиях Г.-и., превышающих энергию связи электронов в атомах. Так, в случае Pb вероятность комптоновского рассеяния сравнима с вероятностью фотоэлектрического поглощения при энергии ~ 0,5 Мэв.В случае Al комптон-эффект преобладает при гораздо меньших энергиях.
Если энергия g-кванта превышает 1,02 Мэв,становится возможным процесс образования электрон-позитронных пар в электрическом поле ядер. Вероятность образования пар пропорциональна квадрату атомного номера и увеличивается с ростом hv.Поэтому при hv~ 10 Мэвосновным процессом в любом веществе оказывается образование пар ( рис. 2 ). Обратный процесс аннигиляции электрон-позитронной пары является источником Г.-и. (см. Аннигиляция и рождение пар ) .
Для характеристики ослабления Г.-и. в веществе обычно пользуются коэффициент поглощения, который показывает, на какой толщине хпоглотителя интенсивность I 0падающего пучка Г.-и. ослабляется в ераз:
Здесь m 0- линейный коэффициент поглощения Г.-и. в см -1 .Иногда вводят массовый коэффициент поглощения, равный отношению m 0к плотности поглотителя. В этих случаях толщину измеряют в г/см 2.
Экспоненциальный закон ослабления Г.-и. справедлив для узкого направленного пучка гамма-лучей, когда любой процесс, как поглощения, так и рассеяния, выводит Г.-и. из состава первичного пучка. Однако при высоких энергиях ( hv >10 Мэв) процесс прохождения Г.-и. через вещество значительно усложняется. Вторичные электроны и позитроны обладают большой энергией и поэтому могут, в свою очередь, создавать Г.-и. благодаря процессам торможения и аннигиляции. Т. о. в веществе возникает ряд чередующихся поколений вторичного Г.-и., электронов и позитронов, т. е. происходит развитие каскадного ливня. Число вторичных частиц в таком ливне сначала возрастает с толщиной, достигая максимума. Однако затем процессы поглощения начинают преобладать над процессами размножения частиц и ливень затухает. Способность Г.-и. развивать ливни зависит от соотношения между его энергией и т. н. критической энергией, после которой ливень в данном веществе практически теряет способность развиваться. Эта энергия Е кртем выше, чем легче вещество. Так, для воздуха Екр= 50 Мэв,а для свинца Екр= 5 Мэв.
Для измерения энергии Г.-и. в экспериментальной физике применяются гамма-спектрометры различных типов, основанные большей частью на измерении энергии вторичных электронов. Основные типы спектрометров Г.-и.: магнитные, сцинтилляционные, полупроводниковые, кристалл-дифракционные, (см Гамма-спектрометр, Сцинтилляционный спектрометр, Полупроводниковый спектрометр) .
Изучение спектров ядерных Г.-и. даёт важную информацию о структуре ядер. Наблюдение эффектов, связанных с влиянием внешней среды на свойства ядерного Г.-и., используется для изучения свойств твёрдых тел (см. Мёссбауэра эффект , Ориентированные ядра ). Г.-и. находит применение в технике, например для обнаружения дефектов в металлических деталях (гамма-дефектоскопия, см. Дефектоскопия ) .В радиационной химии Г.-и. применяется для инициирования химических превращений, например процессов полимеризации. Г.-и. используется в пищевой промышленности для стерилизации продуктов питания. Основными источниками Г.-и. служат естественные и искусственные радиоактивные изотопы, например 226Ra, 60Co и 137Cs, а также электронные ускорители.
Е. М. Лейкин.
Действие на организм Г.-и. подобно действию др. видов ионизирующих излучений.Г.-и. может вызывать лучевое поражение организма, вплоть до его гибели. Характер влияния Г.-и. зависит от энергии g-квантов и пространственных особенностей облучения (например, внешнее или внутреннее). Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) Г.-и. (эффективность жёсткого рентгеновского излучения принимается за 1) составляет 0,7-0,9. В производств. условиях (хроническое воздействие в малых дозах) ОБЭ Г.-и. принята равной 1.
Г.-и. используется в медицине для лечения опухолей (см. Лучевая терапия ) ,для стерилизации помещений, аппаратуры и лекарственных препаратов (см. Гамма-установка ) .Г.-и. применяют также для получения мутаций с последующим отбором хозяйственно-полезных форм. Так выводят высокопродуктивные сорта микроорганизмов (например, для получения антибиотиков ) и растений. См. также Биологическое действие ионизирующих излучений.
Лит.:Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, пер. с англ., под ред. К. Зигбана, в, 1, М., 1969; Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ., т. 1, М., 1955: Гамма-лучи, М. - Л., 1961; Глесстон С., Атом. Атомное ядро. Атомная энергия, пер. с англ., М., 1961.
Рис. 2. Зависимость коэффициента поглощения гамма-излучения в свинце от энергии g-квантов Е.
Рис.1 к ст. Гамма-излучение.
Гамма-метод
Га'мма-ме'тод,геофизический метод разведки полезных ископаемых по радиоактивному излучению горных пород. См. Радиометрическая разведка.
Гамма-спектрометр
Га'мма-спектро'метр,прибор для измерения спектра гамма-излучения.В большинстве Г.-с. энергия и интенсивность потока - g-квантов определяются не непосредственно, а измерением энергии и интенсивности потока вторичных заряженных частиц, возникающих в результате взаимодействия g-излучения с веществом. Исключение составляет кристалл-дифракционный Г.-с., непосредственно измеряющий длину волны - g-излучения (см. ниже).
Основными характеристиками Г.-с. являются эффективность и разрешающая способность. Эффективность определяется вероятностью образования вторичной частицы и вероятностью её регистрации. Разрешающая способность Г.-с. характеризует возможность разделения двух гамма-линий, близких по энергии. Мерой разрешающей способности обычно служит относительная ширина линии, получаемой при измерении монохроматического g-излучения; количественно она определяется отношением DE/E, где E -энергия вторичной частицы, DE- ширина линии на половине её высоты (в энергетических единицах) (см. Ширина спектральных линий ) .
В магнитных Г.-с. вторичные частицы возникают при поглощении g-квантов в т. н. радиаторе; их энергия измеряется так же, как и в магнитном бета-спектрометре ( рис. 1 ).
Величина магнитного поля Нв спектрометре и радиус rкривизны траектории электронов определяют энергию e электронов, регистрируемых детектором. Если радиатор изготовлен из вещества с малым атомным номером, то вторичные электроны образуются в основном в результате комптон-эффекта,если радиатор изготовлен из тяжёлого вещества (свинец, уран), а энергия g-квантов невелика, то вторичные электроны будут возникать главным образом вследствие фотоэффекта.При энергиях hv³ 1,02 Мэвстановится возможным образование гамма-квантами электронно-позитронных пар. На рис. 2 изображен магнитный парный Г.-с. Образование пар происходит в тонком радиаторе, расположенном в вакуумной камере. Измерение суммарной энергии электрона и позитрона позволяет определить энергию - g-кванта. Магнитные Г.-с. обладают высокой разрешающей способностью (обычно порядка 1% или долей %), однако эффективность таких Г.-с. невелика, что приводит к необходимости применять источники g-излучения высокой активности.
В сцинтилляционных Г.-с. вторичные электроны возникают при взаимодействии g-квантов со сцинтиллятором (веществом, в котором вторичные электроны возбуждают флюоресценцию). Световая вспышка преобразуется в электрический импульс с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ, рис. 3 ), причём величина сигнала, создаваемого ФЭУ, пропорциональна энергии электрона и, следовательно, связана с энергией g-кванта. Для измерения распределении сигналов по амплитуде используются специальные электронные устройства - амплитудные анализаторы (см. Ядерная электроника ).
Эффективность сцинтилляционного Г.-с. зависит от размеров сцинтиллятора и при не очень большой энергии может быть близка к 100%. Однако его разрешающая способность невысокая. Для g-квантов с энергией 662 кэв DE/E³ 6% и уменьшается с увеличением энергии Eпримерно как E -1/2(подробнее см. Сцинтилляционный спектрометр ).
Действие полупроводниковых Г.-с. основано на образовании g-излучением в объёме полупроводникового кристалла (обычно Ge с примесью Li) электронно-дырочных пар. Возникающий при этом заряд собирается на электродах и регистрируется в виде электрического сигнала, величина которого определяется энергией g-квантов ( рис. 4 ). Полупроводниковые Г.-с. обладают весьма высокой разрешающей способностью, что обусловлено малой энергией, расходуемой на образование одной электронно-дырочной пары. Для hv= 662 кэв DE/E~ 0,5%. Эффективность полупроводниковых Г.-с. обычно ниже, чем сцинтилляционных Г.-с., т. к. g-излучение в Ge поглощается слабее, чем, например, в сцинтилляционном кристалле NaJ. Кроме того, размеры используемых полупроводниковых детекторов пока ещё невелики. К недостаткам полупроводниковых Г.-с. следует отнести также необходимость их охлаждения до температур, близких к температуре жидкого азота (подробнее см. Полупроводниковый спектрометр ).
Наивысшую точность измерения энергии g-квантов обеспечивают кристалл-дифракционные Г.-с., в которых непосредственно измеряется длина волны g-излучения. Такой Г.-с. аналогичен приборам для наблюдения дифракции рентгеновских лучей. Излучение, проходя через кристалл кварца или кальцита, отражается плоскостями кристалла в зависимости от его длины волны под тем или иным углом и регистрируется фотоэмульсией или счётчиком фотонов. Недостаток таких Г.-с. - низкая эффективность.