Большая Советская Энциклопедия (ДЛ) - БСЭ БСЭ

Большая Советская Энциклопедия (ДЛ)

Длина

Длина', числовая характеристика протяжённости линий. В разных случаях понятие Д. определяется различно. 1) Д. отрезка прямой — расстояние между его концами, измеренное каким-либо отрезком, принятым за единицу Д. 2) Д. ломаной — сумма Д. её звеньев. 3) Д. простой дуги — предел Д. вписанных в эту дугу ломаных, когда число звеньев неограниченно увеличивается и максимальная Д. звеньев стремится к нулю. 4) Д. непрерывной кривой, состоящей из конечного числа простых дуг, равна сумме Д. этих дуг. Например, Д. окружности может быть получена как предел периметров правильных вписанных многоугольников при неограниченном удвоении числа их сторон и равна 2pR, где R — радиус окружности. Всякая непрерывная кривая имеет Д. — конечную или бесконечную. Если её Д. конечна, то кривая называется спрямляемой. График функции (см. рис.)

даёт пример неспрямляемой кривой; здесь Д. вписанных ломаных неограниченно растут, когда Д. звеньев стремятся к нулю. Если уравнение плоской кривой в прямоугольных координатах имеет вид у = f (x) (a £ x £ b), причём функция f (x) имеет непрерывную производную f¢ (x), то Д. кривой выражается интегралом

Аналогично выражается Д. кривой, заданной параметрически, и Д. пространственной кривой.

  К вычислению Д. кривой при помощи предельного перехода из Д. ломаных прибегали по существу ещё математики древности. Для них, однако, этот предельный переход был лишь способом вычисления Д. кривой, а не определения понятия Д. кривой, т.к. последнее им представлялось, по-видимому, одним из первоначальных математических понятий. Необходимость определения Д. кривой стала ясной лишь в 1-й половине 19 в. Полное выяснение вопроса было достигнуто К. Жорданом. В дифференциальной геометрии определяется также Д. кривой на поверхности или в произвольном римановом пространстве. О единицах и технике измерения Д. см. Меры длины, Измерение.

  Лит.: Лебег А., Об измерении величин, пер. с франц., 2 изд., М., 1960; Фихтенгольц Г. М., Курс дифференциального и интегрального исчисления, 7 изд., т. 2, М., 1969.

  С. Б. Стечкин.

Рис. к ст. Длина.

Длина волны

Длина' волны', расстояние между двумя ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе колебания. Д. в. l связана с периодом колебания Т и скоростью с распространения волны соотношением l = сТ.

Длина свободного пробега

Длина' свобо'дного пробе'га (точнее — средняя длина свободного пробега, `l), средняя длина пути, проходимого частицей между двумя последовательными соударениями с др. частицами. Понятием Д. с. п. широко пользуются при расчётах различных процессов переноса, например вязкости, теплопроводности, диффузии, электропроводности и др.

  Согласно кинетической теории газов, молекулы от столкновения до столкновения движутся равномерно и прямолинейно. Если за 1 сек молекула проходит в среднем путь v, испытывая при этом n упругих соударений с такими же молекулами, то

где n — число молекул в единице объёма (плотность газа), s — эффективное поперечное сечение молекулы. С повышением плотности газа (его давления) Д. с. п. уменьшается, т.к. растет число столкновений n в 1 сек. Повышение температуры (интенсивности движения молекул) приводит к некоторому уменьшению s и, следовательно, к росту `l. Для обычных молекулярных газов в нормальных условиях (при атмосферном давлении и 20°С) `l ~ 10-5 см, что примерно в 100 раз больше среднего расстояния между молекулами.

  К частицам, движение и взаимодействие которых подчиняется законам квантовой механики, понятие Д. с. п. в ряде случаев также применимо (например, электроны проводимости в твёрдом теле, нейтроны в слабо поглощающих средах, фотоны в звёздах), но расчёт Д. с. п. для таких частиц более сложен.

Длинная линия

Дли'нная ли'ния, электрическая линия, образованная двумя параллельными проводниками тока, длина которых превышает длину волны передаваемых электромагнитных колебаний, а расстояние между проводниками значительно меньше длины волны. Д. л. является системой с распределёнными постоянными (параметрами), т.к. каждый элемент её длины обладает одновременно некоторыми значениями индуктивности L и активного сопротивления R проводов, ёмкости С и проводимости тока G между проводами. Через эти параметры определяют основные характеристики Д. л. — волновое сопротивление W и скорость распространения v электромагнитных волн вдоль неё. Мгновенные значения силы переменного тока и напряжения в любой точке Д. л. математически связаны между собой так называемыми телеграфными уравнениями. Д. л. называется однородной, если значения её параметров неизменны на всём протяжении; при отсутствии в ней электрических потерь, т. е. R = G = 0 (обычно на радиочастотах),

  Входное сопротивление Д. л. имеет в общем случае комплексный характер (содержит активную и реактивную составляющие) и зависит от длины линии и характера электрической нагрузки на её конце (выходе). Входное сопротивление Д. л. бесконечной длины равно W. Для максимальной передачи энергии от источника линии её входное сопротивление должно быть активным и равным внутреннему сопротивлению источника, т. е. согласованным с ним. Различают 3 режима работы Д. л.: режим бегущей волны, когда передаваемая энергия полностью поглощается нагрузкой (сопротивление нагрузки активное и равное W); режим стоячей волны, когда передаваемая энергия полностью отражается от конца линии к источнику (короткозамкнутая или разомкнутая на конце Д. л.), и промежуточный режим (сопротивление нагрузки комплексное и не равное W). Д. л. применяют для передачи информации в дальней телеграфно-телефонной связи, телевидении, радиолокации, а также для передачи энергии по проводам на далёкие расстояния (см. Линия электропередачи).

  Лит.: Гарновский Н. Н., Теоретические основы электропроводной связи, ч. 2, М., 1959; Гоноровский И. С., Радиотехнические цепи и сигналы, ч. 2, М., 1967.

  Ю. Б. Любченко.

Длинноволновое излучение

Длинноволново'е излуче'ние в атмосфере, инфракрасное (тепловое) излучение земной поверхности, атмосферы и облаков. При существующих на земной поверхности, в тропосфере и стратосфере температурах (примерно от 200 до 330 К) подавляющая часть (до 99%) Д. и. заключена в пределах длин волн от 4 до 40 мкм. Атмосфера обладает резко выраженным избирательным излучением (и поглощением). Основные газы, входящие в состав воздуха (азот, кислород, аргон), в этом диапазоне практически не излучают (и не поглощают). Главные источники Д. и. — водяной пар, углекислый газ и озон сосредоточены в тропосфере и стратосфере. Спектр излучения этих газов чрезвычайно сложен. Наиболее интенсивно излучение (и поглощение) в области длин волн 5—8 мкм и свыше 18 мкм (водяной пар), 13—17 мкм (углекислый газ) и 9—10 мкм (озон). Атмосфера наиболее прозрачна в области длин волн 8—12 мкм и 17—18 мкм (так называемые атмосферные окна). Спектр Д. и. облаков (водяных капель) близок к спектру водяного пара, но более интенсивен. Плотные облака для Д. и. практически непрозрачны.

  Д. и. играет большую роль в атмосферных процессах, т.к. посредством его Земля и атмосфера обмениваются теплом и теряют его в мировое пространство. В зависимости от источника и направления Д. и. различают следующие его виды: собственное излучение земной поверхности; противоизлучение — собственное излучение атмосферы, направленное к земной поверхности; уходящее излучение — излучение Земли как планеты вместе с атмосферой в мировое пространство; эффективное излучение — разность земного излучения и противоизлучения атмосферы. Величины Д. и. значительно изменяются во времени и в пространстве под влиянием изменения факторов, определяющих тот или иной вид Д. и.

  В ночное время Д. и. вблизи земной поверхности можно измерять с помощью, например, балансомера или пиргеометра. Методы измерения Д. и. в дневное время недостаточно совершенны из-за трудности отделения Д. и. от коротковолнового излучения, поэтому часто Д. и. определяют с помощью различных расчётных методов.