Техника - молодёжи 1969-12, страница 5

ВРЕМЯ ИСКАТЬ И УДИВЛЯТЬСЯ

странстве скоростей. Толщина пластинки вновь сыграет роль эталонного размера. С помощью магнитного поля мы подгоняем электронный «виток» к эталону и затем вычисляем размер Ферми-поверхности. Магия эксперимента и теории превращает «размерный эффект» в тонкий инструмент для всестороннего обмера исследуемой фигуры, какой бы замысловатой она ни была. Ученым приходится решать задачи, словно взятые из «начертательной геометрии». По нескольким проекциям они воссоздают трехмерный вид неизвестного объекта.

Наклоним магнитное поле к поверхности образца. Если раньше в «игре» участвовали только электроны, двигавшиеся параллельно поверхности пластинки, то теперь это ограничение снимается. Электроны, скорость которых почти совпадает с направлением наклонного поля, устремятся из скин-слоя по спирали в глубь образца. Достигая противоположного скин-слоя, они снова участвуют в поверхностном электрическом токе, если на толщине пластинки уложится целое число витков. На кривой проводимости снова улавливаются знакомые «всплески». Сигнал будет тем сильнее, чем больше электронов вовлечено в «эффект». А их число пропорционально доле Ферми-поверхности, оказавшейся в непосредственной близости к направлению поля. Эта «окрестность» будет большей или меньшей площади в зависимости от искривленности данного участка поверхности. Между интенсивностью «всплеска» и местной кривизной Ферми-поверхиости протягивается ощутимая цепочка связи. Можно детально прощупать отдельные области исследуемой фигуры и дать более подробное ее описание.

Прежде чем «эффект Гантмахера» был получен в кристаллах, пришлось преодолеть немало трудностей. Нужно было уберечь электроны от напрасных столкновений. Иначе вместо ясного контура орбиты получишь замысловатую кривую «броуновского движения». Только в особо чистых, бездефектных образцах удалось обеспечить «зеленую улицу» от одной поверхности до другой. При температуре жидкого гелия (то есть всего 3—4 выше абсолютного нуля) свободный пробег электронов достигал 1—3 мм. Этого вполне достаточно, чтобы исследовать металлические пластинки, толщиною меньше миллиметра.

«Эффект Гантмахера», как и магиитоакустический метод, позволяет определить характерные размеры Ферми-поверх-ности. Но при магнитоакустическом методе данные, сигнализирующие о различных размерах, накладываются друг на друга, создавая на экране осциллографа порою немыслимое переплетение синусоидальных кривых. Справиться с этим «шифром» под силу только вычислительной машине. Произведя сложный Фурье-анализ, ЭВМ разлагает экспериментальные результаты на составные части. Метод Гантмахера позволяет обойтись без автоматического посредника. Экспериментатор получает индивидуальные «всплески» от каждого характерного размера Ферми-поверхности (рис. 2).

«Размерный эффект» позволил проникнуть в сокровенные тайны «металличности» веществ и стал одним из классических методов физики металлов. Работа доктора фиэико-ма-тематических наук Всеволода Гантмахера была заслуженно отмечена премией Ленинского комсомола.

1. ШКАТУЛКА МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВОЛШЕБСТВ

Она способна дать на экране движущуюся, непрерывно меняющуюся последовательность самых невероятных, ни на что не похожих форм и красок. Техника получения изображений тоже совершенно необычна. Основной материал — жидкости и легкоплавкие кристаллические вещества. Средства — вибратор , поляризатор и микроскоп. Вибрацию в жидкости, процессы плавления и разрушения кристаллической решетки делают видимыми, поляризационная оптика увеличивает картину с помощью микроскопа, а затем ее проецируют на ЭК" ран. Для выделения сложных эффектов можно применить, как и в калейдоскопе, зеркала. Этим способом получено изображение на 2-й стр. обложки.

2. ДРАГОЦЕННОСТИ -ПРИГОРШНЯМИ

Красивые, сложно организованные микроскопические морские водоросли — диатомеи — благодаря своему тонкому строению хорошо подходят для проверки качества микроскопов. Каждая диатомея — всего лишь одна клетка, но ее раковина чрезвычайно причудлива и уникальна. В технике широко используют диатомовую землю — скопление огромного множества таких раковинок.

3. В СПОРЕ С ВЕКОМ

Первый воздушный шар, наполненный горячим воздухом, поднялся в небо два столетия тому назад. Свое детище братья Монгольфье соорудили из картона и шелка. С тех пор конкурировали самые различные летательные конструкции. Победили самолеты. Но и сегодня, в век авиации, живут традиции братьев Монгольфье. Воздушный шар, показанный на снимке, — один из самых больших в мире. Его оболочка выполнена из дакроновых волокон. Горячий воздух можно получать прямо на борту, сжигая пропан.

4. ШТАМПОВКА СВЕТОМ?

Коротким световым импульсом можно вызвать мощный гидравлический удар. Это ранее неизвестное явление обнаружили советские ученые — академик А. Прохоров и кандидаты

Физико-математических наук . Аскарьян и Г. Шипуло. Объектом их исследований был луч лазера, взаимодействующий с жидкостью. Светоги равлический эффект как источник мощных ударных импульсов можно использовать на производстве. Штамповка, обработка и упрочнение материалов, ударная сварка — вот неполный перечень новых применений светового луча.

В» ВАС В ТРУБНОМ ХОРЕ

Если бы все трубы, созданные руками человека, имели голоса, составился бы громадный хор необычайно широкого диапазона. Самые высокие дисканты принадлежали бы микроскопическим капиллярам тоньше человеческого волоса, а самые низкие басы — огромным трубам диаметром более человеческого роста, вроде этого гиганта, сделанного рабочими ГДР (фото Петера Фибиха).

•• ЧАРОДЕЙСТВО КРАСНЫХ ВЫМЫСЛОВ

Античные аитеры обладали пластичностью и величием жестов, безукоризненным голосом, красотой тела, но, появляясь на арене, все же считали необходимым встать на котурны и надеть маску. Одну из римских масок (см. 2-ю стр. обложки) нашли на Черноморском побережье Кавказа. Своеобразно понимаемая выразительность &ыла не только театральным каноном, но и правилом многих древних историков. «Как античный актер надевал маску и носил котурны, так и фигуры, созданные античной историографией, то щеголяют е маске порока, то высоко стоят на котурнах добродетели», — замечает советский исследователь П. Преображенский.

НАШИ АВТОРЫ О НАШИ АВТОРЫ ф НАШИ АВТОРЫ * НАШИ АВТОРЫ

Преподаватель Московского физико-технического института Ю. ПУХ-НАЧЕВ в своем фотоочерке «Подвижная неподвижность» демонстрирует зоркость к обычным, казалось бы, явлениям природы.

Тунгусское тело 1908 года могло совершить маневр над сибирской тайгой — к такому выводу приходит в своей статье Ф. ЗНГЕЛЬ, доцент МАИ, автор многих книг по астрономии и космонавтике.

Журнальная графика, иллюстрирование научно-популярных статей — увлечение Е. KOBblНОВОЙ, старшего инженера по художественному конструированию. Ее рисунки читатели уже встречали в нашем журнале.