Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
XVIII. Кино 36 страница. Представление о Ф. возникло в ходе развития квантовой теории и теории относительности
Представление о Ф. возникло в ходе развития квантовой теории и теории относительности. (Сам термин " фотон" появился лишь в 1929.) В 1900 М. Планк получил формулу для спектра теплового излучения абс. чёрного тела (см. Планка закон излучения), исходя из предположения, что излучение электромагнитных волн происходит определёнными порциями - " квантами", энергия к-рых может принимать лишь дискретный ряд значений, кратных неделимой порции-кванту hv, где v- частота электромагнитной волны. Развивая идею Планка, А. Эйнштейн ввёл гипотезу световых квантов, согласно к-рой эта дискретность обусловлена не механизмом поглощения и испускания, а тем, что само излучение состоит из " неделимых квантов энергии, поглощаемых или испускаемых только целиком" (А. Эйнштейн, Собр. науч. трудов, т. 3, с. 93, М., 1966). Это позволило Эйнштейну объяснить ряд закономерностей фотоэффекта, люминесценции, фотохимич. реакций. В то же время созданная Эйнштейном специальная теория относительности (1905) привела к отказу от объяснения электромагнитных волн колебаниями особой среды - эфира, и тем самым создала предпосылки для того, чтобы считать излучение одной из форм материи, а световые кванты - реальными элементарными частицами. В опытах А. Комптона по рассеянию рентгеновских лучей было установлено, что кванты излучения подчиняются тем же кинематич. законам, что и частицы вещества, в частности кванту излучения с частотой v необходимо приписать также и импульс hv/с (см. Комптона эффект). К сер. 30-х гг. в результате развития квантовой механики стало ясно, что ни наличие волновых свойств, проявляющихся в волновых свойствах света, ни способность исчезать или появляться в актах поглощения и излучения не выделяют Ф. среди других элементарных частиц. Оказалось, что частицы вещества, напр. электроны, обладают волновыми свойствами (см. Волны де Бройля, Дифракция частиц), и была установлена возможность взаимопревращения пар электронов и позитронов в Ф.: например в электростатическом поле атомного ядра Ф. с энергией выше 1 Мэв (фотоны с энергией выше 100 кэв часто называют у- квантами) может превратиться в электрон и позитрон (процесс рождения пары) и, наоборот, столкновение электрона и позитрона приводит к превращению их в два (или три) у-кванта (аннигиляция пары; см. Аннигиляция и рождение пар). Совр. теорией, последовательно описывающей взаимодействия Ф., электронов и позитронов с учётом их возможных взаимопревращений, является квантовая электродинамика (см. Квантовая теория поля). Она рассматривает электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами как процесс обмена виртуальными Ф. (см. Виртуальные частицы). Сами Ф. через образование виртуальных электрон-позитронных пар также могут взаимодействовать между со- бой, однако вероятность такого взаимодействия очень мала и экспериментально оно не наблюдалось. При рассеянии Ф. высоких энергий на адронах и атомных ядрах следует учитывать, что Ф. может превращаться виртуально в совокупность адронов, к-рые сильно взаимодействуют с адронами мишени. В то же время виртуальный Ф., возникающий, напр., при аннигиляции электрона и позитрона высоких энергий, может превращаться в реальные адроны. (Такие процессы наблюдаются на встречных электрон-позитронных пучках.) Описание взаимодействия реальных и виртуальных Ф. с адронами осуществляется с помощью различных теоретич. моделей, напр. векторной доминантности (см. Электромагнитные взаимодействия), модели пар-тонов и др. С конца 60-х гг. развивается единая теория электромагнитных и слабых взаимодействий, в к-рой Ф. выступает вместе с тремя гипотетич. " переносчиками" слабых взаимодействии - векторными бозонами (двумя заряженными W+, W~ и одним нейтральным Z°). Общеизвестные источники Ф.- источники света. Источниками у-квантов являются радиоактивные изотопы, а также мишени, облучаемые ускоренными электронами. Лит.: Эйнштейн А., О развитии наших взглядов на сущность и структуру излучения. Собр. науч. трудов, т. 3, М., 1966, с. 181; Б о м Д., Квантовая теория, пер. с англ., 2 изд., М., 1965. Э. А. Тагиров. ФОТОНАБОР, изготовление текстовых фотоформ в виде диапозитивов или негативов для последующего изготовления печатных форм (см. Наборное производство). Выполняется с помощью фотонаборных машин. ФОТОНАБОРНАЯ МАШИНА, наборная машина, в к-рой буквы и знаки текста воспроизводятся фотографич. путём на светочувствительном материале (фотоплёнке или фотобумаге). Полученные текстовые диапозитивы (или негативы) используются для изготовления печатных форм (см. Наборное производство). Наибольшее распространение получили след. виды Ф. м., отличающиеся конструкцией, технологич. возможностями, производительностью и принципами работы: фотонаборные установки; полуавтоматы, созданные на базе наборно-литейных машин; электронно-механич. фотонаборные автоматы; фотонаборные системы с электроннолучевыми трубками (ЭЛТ). В фотонаборных установках, напр. СФК (СССР), знаки шрифтоносителя (обычно пластинки с негативным изображением буквы или знака) вручную набираются и устанавливаются в верстатку для построчного фотографирования. Установки используются для набора небольших текстов (заголовков, надписей на картах). В полуавтоматах, созданных на базе наборно-литейных машин, отливные устройства заменены фотографирующими, матрицы - фотолитерами. Принцип работы их тот же, что и наборно-литейных машин, скорость фотографирования до 8 знаков в 1 сек. К таким полуавтоматам относятся, напр., " Фотосеттер" (США), созданный на базе линотипа и применяемый для несложных текстов; " Монофото" (Великобритания), построенный на базе монотипа и позволяющий набирать более сложные тексты. Электронно-механич. фотонаборные автоматы применяются для набора простых и усложнённых текстов. Скорость фотографирования до 100 знаков в 1 сек. К таким машинам относятся: ФА-500 (СССР), " Фотон" (Великобритания), " Линофильм-Европа" (ФРГ) и др. Ф. м. этого типа состоят из управляющего и фотонаборного устройств. Специализированная ЭВМ вырабатывает по заданной программе сигналы, управляющие работой фотонаборного устройства, которое осуществляет побуквенное фотографирование знаков текста с вращающегося или иного шрифтоносителя. На рис. показа на оптическая схема Ф. м. " Фотон", в к-рой световой луч от импульсной лампы, расположенной внутри барабана (шрифтоносителя), проходит через изображение нужного знака, оптич. систему и проецирует изображение знака на фотоплёнку или фотобумагу. Принцип действия фотонаборных систем с ЭЛТ основан на воспроизведении знаков, строк (иногда страниц) на экране ЭЛТ и проецировании их на фотоматериал. Эти системы могут быть с т. н. вещественными шрифтоносителями, напр. " Линотрон" (Великобритания), или с электронным запоминающим устройством, в к-ром изображения знаков (иногда и рисунков) закодированы в цифровой форме, напр. " Дигисет" (ФРГ). Последние имеют широкий ассортимент шрифтов и обладают скоростью фотографирования более 1000 знаков в 1 сек. Управление системой с ЭЛТ может осуществляться как от программы, записанной на перфоленту, магнитную ленту и т. п., так и от ЭВМ. Применяются для переработки большого текстового объёма на крупных полиграфич. предприятиях или в фотонаборных центрах. Ф. м. получают широкое распространение, т. к. во мн. случаях по сравнению с машинами металлич. набора значительно ускоряются наборные процессы, обеспечивается высоко-качеств. воспроизведение текста, резко снижается потребность в дефицитных типографских сплавах и т. д. Ф. м. применяются для изготовления печатных форм для офсетной, глубокой и высокой печати. Лит.: Молин А. Я., Фотонабор, М., 1972; Петрокас Л. В., Шнееров Л. А., ФОТОНАСТИЯ (от фото... и настии), движение органов растений (листьев, лепестков) под влиянием ненаправленного (в отличие от фототропизма) и пространственно равномерного освещения (напр., раскрывание и закрывание венчиков цветков и цветочных корзинок). Ф. происходит или вследствие ускорения роста, или вследствие изменения тургора клеток одной стороны органа. Часто Ф. зависит от комбинированного влияния освещения и темп-ры; если при этом движения органов связаны со сменой дня и ночи, то их называют никтинастическими (см. Никтинастии). ФОТОННЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, гипотетич. ракетный двигатель, тяга к-рого создаётся направленным истечением фотонов. ФОТОПЕРИОДИЗМ (от фото... и период), реакция организмов на суточный ритм лучистой энергии, т. е. на соотношение светлого и тёмного периодов суток. Ф. присущ растениям и животным и проявляется в разнообразных процессах жизнедеятельности. Ф. у растений - способность перехода от развития и роста вегетативных органов растений к формированию репродуктивных, к зацветанию под влиянием фотоперибдов. Термин " Ф." предложили в 1920 амер. учёные У. Гарнер и Г. Аллард, открывшие это явление. По характеру фотопериодич. реакции зацветания растения делятся на: нейтральные, не обладающие фотопериодич. чувствительностью и зацветающие почти одновременно при любой длине дня (конские бобы, гречиха); короткодневные, развитие к-рых замедляется при длине дня более 10-12 ч (просо, кукуруза, перилла и др.); длиннодневные, развитие к-рых идёт наиболее интенсивно при 24-часовом освещении и замедляется при укорочении дня (пшеница, салат, горчица и др.); промежуточные (стенофотопе-риодические), зацветающие при средней длине дня (напр., тропич. растения Mi-cania scandens, Tephrosia Candida) и не зацветающие ни на коротком (менее 10 ч), ни на длинном (более 16 ч) дне; крайнедневные (амфифотопериодиче-ские), зацветающие как на коротком (менее 10 ч), так и на длинном (более 16 ч) дне (Madia elegans, Setaria verticilla-ta); коротко-длиннодневные (напр., Scabiosa succisa), быстро зацветающие при выращивании их вначале на коротком, а затем на длинном дне; длинно - короткодневные (напр., Cestrum nosturnum), быстро зацветающие при выращивании их на длинном дне, а затем на коротком. Принадлежность растений к той или иной группе зависит от их географич. происхождения и распространения: растения короткого дня произрастают в тропич. и субтропич. областях, растения длинного дня - гл. обр. в умеренных и сев. широтах. Это указывает на приспособительный характер фотопериодич. реакции не только к длине дня как экологич. фактору, но и ко всему комплексу внешних условий. Ф.- своеобразные часы, синхронизирующие ритм онтогенеза с сезонным ритмом. Напр., растения короткого дня приспособились к жизни в условиях жаркого и сухого лета субтропиков или, наоборот, к условиям периодических проливных дождей и при более длинном дне в эти сезоны не цветут и не плодоносят. Восприятие фотопериодич. условий осуществляется рядом пигментных систем (напр., фитохромом) листьев, в к-рых при изменении обмена веществ образуются фитогормоны и меняется баланс между стимуляторами и ингибиторами цветения. При передвижении продуктов фотосинтеза в верхушки стеблей и стеблевые почки создаётся возможность образования цветочных зачатков. Т. о., Ф. процесса зацветания разграничивается на листовую и стеблевую фазы. Природу процессов, лежащих в основе явлений Ф. зацветания, по-видимому, надо искать в соотношениях трофических и гормональных факторов, т. е. по взаимосвязи процессов фотосинтеза и дыхания с последующими специфич. процессами, происходящими на свету или в темноте, ведущими к биосинтезу конечных продуктов, обусловливающих репродуктивное развитие. Ф., влияя на ростовые процессы, на скорость развития, на соотношение этих процессов, влияет тем самым на морфогенез (образование клубней, луковиц, корнеплодов, на форму стеблей и листьев и т. д.), на физиологич. особенности - устойчивость к морозу и засухе, к заболеваниям, состояние покоя у растений. Регуляция процессов роста и развития с помощью Ф. используется в практике селекции и семеноводства, овощеводства и цветоводства. Лит.: Самыгин Г. А., Фотопериодизм растений, " Тр. Ин-та физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР", 1946, т.З, в. 2; Клешнин А. Ф., Растение и свет, М., 1954; Мошков Б. С., Фотопериодизм растений, Л.- М., 1961; Разумов В. И., Среда и развитие растений, 2 изд., Л.-М., 1961; Чайлахян М. X., Факторы генеративного развития растений, М., 1964; Аксенова Н. П., Баврина Т. В., Константинова Т. Н., Цветение и его фотопериодическая регуляция, М., 1973; Шульгин И. А., Растение и солнце, Л., 1973. И. А. Шульгин. Ф. у животных. Способность реагировать на изменение продолжительности дня и ночи в суточном цикле присуща мн. группам животных: насекомым, клещам, рыбам, птицам, млекопитающим и др. Фотопериодич. реакции животных контролируют наступление и прекращение брачного периода, плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, чередование обоеполых и партеногенетич. поколений, миграции, развитие (активное или с диапаузой) и др. сезонные приспособит. явления. Особенности фотопериодич. реакций определяются наследственностью и поддаются селекции. Физиол. и биохим. основы Ф. во многом неясны. Предполагают, что они осуществляются путём сложной цепи нервнорефлекторных и гормональных реакций. Почти несомненно, что Ф. связан с биологическими ритмами (циркад-ными). Познание механизмов Ф. позволит прогнозировать фенологию, динамику численности насекомых в природе, разводить полезных насекомых-энтомофагов, управлять развитием животных при их пром. разведении (искусств, продление дня в осенне-зимний период, стимулирующее яйцекладку у птиц, используется в птицеводстве). Лит.: Данилевский А. С., Фотопериодизм и сезонное развитие насекомых, Л., 1961; Фотопериодизм животных и растений, Л., 1976; Wо1fsоn A., Animal pho-toperiodism, " Photophysiology", 1964, v. 2. ФОТОПЛАН, точный фотографический план местности, изготавливаемый преимущественно для картографич. целей. Ф. монтируют по геодезич. точкам на недеформирующейся основе, используя т. н. " трансформированные снимки", т. е. приведённые к заданному масштабу и горизонтальному положению путём устранения на особом приборе искажений за наклоны оси фотоаппарата при съёмке и за неровность заснятой поверхности. Для составления Ф. с высокими измерительными и изобразительными качествами в основном используются центр. части перекрывающихся смежных снимков, полученных при аэро- или космич. фотосъёмке. В процессе изготовления Ф. крупных масштабов наряду с вырезанием и механич. монтажом отпечатков снимков (см. Фотосхема) начали применять оптический монтаж, т. е. поочерёдное оп-тич. проектирование соответствующих частей негативов снимков на фотооснову Ф. Изготовлять Ф. на горные районы значительно сложнее, чем на равнинные, из-за большой амплитуды высот местности. В связи с этим дополнительно разработан метод дифференциального трансформирования снимков с получением особого Ф., наз. ортофотопланом. Методика составления Ф. по снимкам, воспроизводящим местность с экрана сканирующих систем (см. Фотоэлектронная аэросъёмка), а также по наземным и подводным снимкам, находится ещё на стадии разработки. Ф. изготовляются строго в рамках трапеций топографич. карт и являются исходным материалом при их создании. Нередко Ф. непосредственно применяются при проектно-изыскательских работах; они необходимы и для составления фотокарт. Л.М.Гольдман ФОТОЛОЛИМЕРНАЯ ПЕЧАТНАЯ ФОРМА, форма высокой печати, печатающие элементы к-рой получают в результате действия света на полимерную композицию (т. н. фотополимерную композицию - ФПК). Эти композиции представляют собой твёрдые или жидкие (текучие) полимерные материалы, к-рые под действием интенсивного источника света становятся нерастворимыми в обычных для них растворителях, жидкие ФПК переходят в твёрдое состояние, а твёр дые дополнительно полимеризуются.В состав ФПК, кроме полимера (полиамид, полиакрилат, эфир целлюлозы, полиуретан и т. п.), входит в небольших количествах фотоинициатор (напр., бензоин). Ф. п. ф. из твёрдых композиций впервые появились в кон. 50-х гг. 20 в. в США, а спустя неск. лет в Японии стали применяться Ф. п. ф. из жидких композиций. Для изготовления Ф. п. ф. из твёрдых ФПК используют тонкие алюминиевые или стальные листы с нанесённым на них слоем ФПК толщиной 0, 4-0, 5 мм. Процесс получения Ф. п. ф. состоит из экспонирования негатива, вымывания незапо-лимеризовавшегося слоя в пробельных участках и сушки готовой формы. Для изготовления Ф. п. ф. из жидких ФПК в спец. устройство (напр., кювета из прозрачного бесцветного стекла) помещают негатив, закрывают его прозрачной тонкой бесцветной плёнкой и заливают ФПК. После этого производят экспонирование с двух сторон, в результате чего со стороны негатива образуются заполи-меризовавшиеся (твёрдые) печатающие элементы, а с противоположной стороны - подложка формы. Затем струёй растворителя вымывают незаполимеризовавшуюся композицию с пробельных элементов и высушивают готовую форму. Ф. п. ф. (часто наз. полноформатными гибкими формами) применяются для печатания журналов и книг, в т. ч. с цветными иллюстрациями. Они просты в изготовлении, имеют небольшую массу, высокую тиражеустойчивость (до 1 млн. оттисков), позволяют широко использовать фотонабор и не требуют больших затрат времени на подготовит. операции при печатании тиража. Лит.: Синяков Н. И., Технология изготовления фотомеханических печатных форм, 2 изд., М., 1974. Н. Н. Полянский. ФОТОПРОВОДИМОСТЬ, фоторезистивный эффект, увеличение электропроводности полупроводника под действием электромагнитного излучения. Впервые Ф. наблюдалась в Se У. Смитом (США) в 1873. Обычно Ф. обусловлена увеличением концентрации носителей тока под действием света (концентрационная Ф.). Она возникает в результате неск. процессов: фотоны " вырывают" электроны из валентной зоны и " забрасывают" их в зону проводимости (рис. 1), при этом одновременно возрастает число электронов проводимости и дырок (собственная Ф.); электроны из заполненной зоны забрасываются на свободные примесные уровни - возрастает число дырок (дырочная примесная Ф.); электроны забрасываются с примесных уровней в зону проводимости (электронная примесная Ф.). Возможно комбинированное возбуждение Ф. " собственным" и " примесным" светом: " собственное" возбуждение в результате последующих процессов захвата носителей приводит к заполнению примесных центров и, следовательно, к появлению примесной Ф. (индуцированная примесная Ф.). Концентрационная Ф. может возникать только при возбуждении достаточно коротковолновым излучением, когда энергия фотонов превышает либо ширину запрещённой зоны (в случае собственной и индуцированной Ф.), либо расстояние между одной из зон и примесным уровнем (в случае электронной или дырочной примесной Ф.). В той или иной степени Ф. обладают все неметаллич. твёрдые тела. Наиболее изучена и широко применяется в технике Ф. полупроводников Ge, Si, Se, CdS, CdSe, InSb, GaAs, PbS и др. Величина концентрационной Ф. пропорциональна квантовому выходу n (отношению числа образующихся носителей к общему числу поглощённых фотонов) и времени жизни неравновесных (избыточных) носителей, возбуждаемых светом (фотоносиnелей). При освещении видимым све том n обычно меньше 1 из-за " конкурирующих" процессов, приводящих к поглощению света, но не связанных с образованием фотоносителей (возбуждение экситонов, примесных атомов, колебаний кристаллической решётки и др.). При облучении вещества ультрафиолетовым или более жёстким излучением n > 1, т. к. энергия фотона достаточно велика, чтобы не только вырвать электрон из заполненной зоны, но и сообщить ему кинетич. энергию, достаточную для ударной ионизации. Время жизни носителя (т. е. время, к-рое он в среднем проводит в свободном состоянии) определяется процессами рекомбинации. При прямой (межзонной) рекомбинации фотоэлектрон сразу переходит из зоны проводимости в валентную зону. В случае рекомбинации через примесные центры электрон сначала захватывается примесным центром, а затем попадает в валентную зону. В зависимости от структуры материала, степени его чистоты и темп-ры время жизни может меняться в пределах от долей сек до 10-8 сек. Зависимость Ф. от частоты излучения определяется спектром поглощения полупроводника. По мере увеличения коэфф. поглощения Ф. сначала достигает максимума, а затем падает. Спад Ф. объясняется тем, что при большом коэфф. поглощения весь свет поглощается в поверхностном слое проводника, где очень велика скорость рекомбинации носителей (поверхностная рекомбинация, рис. 2). Возможны и др. виды Ф., не связанные с изменением концентрации свободных носителей. Так, при поглощении свободными носителями длинноволнового электромагнитного излучения, не вызывающего межзонных переходов и ионизации примесных центров, происходит увеличение энергии (" разогрев") носителей, что приводит к изменению их подвижности и, следовательно, к увеличению электропроводности. Такая подвижноcтная Ф. убывает при высоких частотах и перестаёт зависеть от частоты при низких частотах. Изменение подвижности под действием излучения может быть обусловлено не только увеличением энергии носителей, но и влиянием излучения на процессы рассеяния электронов кристаллич. решёткой. Изучение Ф.- один из наиболее эффективных способов исследования свойств твёрдых тел. Явление Ф. используется для создания фоторезисторов, чувствительных и малоинерционных приёмников излучения в очень широком диапазоне длин волн - от y-лучей до диапазона сверхвысоких частот. Лит.: Рывкин С. М., Фотоэлектрические явления в полупроводниках, М., 1963; Стильбанс Л. С., Физика полупроводников, М., 1967; см. также лит. при ст. Полупроводники. Э. М. Эпштейн. ФОТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, возникновение фотоэдс в однородном полупроводнике при одновременном одноосном сжатии и освещении. ФОТО РЕАКТИВАЦИЯ, уменьшение повреждающего действия ультрафиолетового излучения на живые клетки при последующем воздействии на них ярким собственной фотопроводимости. Резкий спад в длинноволновой области отвечает т. н. краю поглощения - выключению собственного поглощения, когда энергия фотона становится меньше ширины запрещённой зоны; плавный спад в области малых длин волн обусловлен поглощением света у поверхности. видимым светом. Ф. открыта в 1948 И. Ф. Ковалёвым (СССР), А. Келнером и Р. Дульбекко (США) в результате опытов, проведённых на инфузориях парамециях, коловратках, конидиях грибов, бактериях и бактериофагах. В основе Ф. лежит ферментативное расщепление на мономеры пиримидиновых диме-ров, образующихся в ДНК под влиянием ультрафиолетового излучения. Ф. возникла в процессе эволюции как защитное приспособление от губительного действия УФ-компонента солнечного излучения и является одной из важнейших форм репарации живых организмов от повреждений их генетич. аппарата. Лит.: Ковалёв И. Ф., Влияние видимого участка спектра лучистой энергии на динамику патологического процесса в клетке, повреждённой ультрафиолетовыми лучами, в кн.: Учёные записки Украинского экспериментального института глазных болезней, т. 1, Од., 1949; Восстановление клеток от повреждений, пер. с англ., М., 1963; Смит К. и Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972. ФОТОРЕГИСТРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА, фотохронограф, прибор для регистрации развития быстропротекающих процессов (взрыв, горение, детонация, электрич. разряд и т. п.) в нек-ром заданном направлении. О принципах действия наиболее употребительных типов Ф. у. см. Развёртка оптическая. ФОТОРЕЗИСТ (от фото... и англ. resist - сопротивляться, препятствовать), полимерный светочувствительный слой, нанесённый на поверхность полупроводниковой пластины с окисной плёнкой. Ф. используются в полупроводниковой электронике и микроэлектронике (см., напр., Планарная технология) для получения на пластине " окон" заданной конфигурации, открывающих доступ к ней травителя. В результате экспонирования Ф. через наложенный на него стеклянный шаблон нужного рисунка ультрафиолетовым излучением (иногда электронным лучом) свойства его меняются: либо растворимость Ф. резко уменьшается (негативный Ф.), либо он разрушается и становится легко удалимым (позитивный Ф.). Последующая обработка растворителем образует в Ф. " окна" на необлучённых участках негативного Ф. или облучённых участках позитивного Ф. Типичные Ф.: негативные - слои поливинилового спирта с солями хромовых кислот или эфирами коричной кислоты, слои циклизованного каучука с добавками, вызывающими " сшивание" макромолекул под действием света; позитивные - феноло- или крезолоформальдегидная смола с о-нафтохинондиазидом. См. также Фотолитография. Лит.: Фотолитография и оптика, М.-Берлин, 1974; Мазель Е. 3., Пресс Ф. П., Планарная технология кремниевых приборов, М., 1974. ФОТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ, то же, что и фотопроводимость. ФОТОРЕЗИСТОР, полупроводниковый прибор, характеризующийся свойством изменять своё электрич. сопротивление под действием оптич. излучения (см. Фотопроводимость). Через Ф., включённый я электрич. цепь, содержащую источник постоянного тока, протекает электрич. ток. При облучении Ф. ток увеличивается в результате появления фототока, к-рый пропорционален уровню воздействующего сигнала и не зависит от полярности приложенного к Ф. напряжения. Появление фототока (или вызванного им изменения напряжения на Ф.) используется для регистрации излучений (см. Приёмники излучения, Приёмники света, Оптрон). Для изготовления Ф. используют Se, Те, Ge (чистый либо легированный Аи, Си или Zn), Si, PbS, PbSe, PbTe, InSb, InAs, CdS, CdSe, HgCdTe. Характерная особенность этих полупроводниковых материалов - малая ширина запрещённой зоны (напр., у InSb она составляет 0, 18 эв). Полупроводник наносят в виде тонкого слоя на стеклянную или кварцевую подложку либо вырезают в виде тонкой пластинки из монокристалла. Слой (пластинку) снабжают двумя контактами (электродами). Подложку с фоточувствительным слоем (или пластинку) и электроды помещают в защитный корпус. Важнейшие параметры Ф.: интегральная чувствительность (определяемая как отношение изменения напряжения на единицу мощности падающего излучения при номинальном значении напряжения питания) составляет 103- 108 в/вт; порог чувствительности (величина минимального сигнала, регистрируемого Ф., отнесённая к единице полосы рабочих частот) достигает 10-12 вт/гц 1/2; постоянная времени (характеризующая инерционность Ф.) лежит в пределах 10-3- 10-8 сек. Для повышения порога чувствительности и расширения рабочего диапазона длин волн принимаемого излучения фоточувствительный слой нек-рых Ф. подвергают охлаждению. Так, охлаждение Ф. из PbS до 78 К позволяет на порядок повысить пороговую чувствительность и расширить диапазон длин волн принимаемого излучения с 3, 3 мкм до 5 мкм', глубоким охлаждением (до 4 К) Ф. из Ge, легированного Zn, доводят границу его спектральной чувствительности до 40 мкм. Лит.: Марков М. Н., Приемники инфракрасного излучения, М., 1968; Аксененко М. Д., Красовский Е. А., Фоторезисторы, М., 1973. И. Ф. Усольцев.ФОТОРЕЦЕПТОРЫ (от фото... и рецепторы), световоспринимающие, светочувствительные образования, способные в ответ на поглощение квантов света молекулами содержащихся в них пигментов генерировать физиол. (нервный, рецеп-торный) сигнал. В широком смысле под Ф. понимают все светочувствит. образования от стигмы одноклеточных организмов и одиночных рассеянных по телу светочувствит. клеток (черви, ланцетник) до специализированных зрительных клеток глаза - сложного органа фоторецепции животных и человека. К Ф. относят также различные структуры - хлоропласты растений, пластиды водорослей, хроматофоры бактерий, содержащие пигменты и обеспечивающие фотобиол. процессы (фотосинтез, фототропизм, фототаксис, фотопериодизм и др.). В сетчатке глаза позвоночных животных и человека Ф. являются высокодифференцированные зрительные клетки - палочковые клетки и колбочковые клетки; у беспозвоночных - т. н. ретикулярные клетки. Светочувствит. элемент этих клеток - фоторецепторная мембрана содержит поглощающий свет зрительный пигмент (родопсин) и фосфолипиды. В Ф. позвоночных фоторецепторные мембраны образуют т. н. наружные сегменты палочек и колбочек, в Ф. беспозвоночных - многочисл. пальцеобразные выросты - микровиллы, плотно упакованную систему к-рых наз. рабдомером зрительной клетки. Наружный сегмент у позвоночных состоит из множества (до 15000 - у глубоководных рыб) дисков (или очень плоских мешочков) толщиной ок. 160 А и диам. от 1... 2 до 6...8 мкм (в зависимости от вида животного); диски ориентированы строго перпендикулярно длинной оси клетки; в палочках они " плавают" в цитоплазме, т. к. оторваны от наружной клеточной мембраны, в большинстве же колбочек они сохраняют с ней связь. В палочках, но не в колбочках происходит постоянное обновление наружного сегмента за счёт образования новых и отмирания (фагоцитоза) " старых" верхушечных дисков. Вследствие строгой ориентации молекул зрительного пигмента в фоторецепторной мембране и особой (трубчатой) упаковки её в клетке многие беспозвоночные способны различать направление поляризации света и ориентироваться по нему. Палочки позвоночных - рецепторы сумеречного (скотопического) зрения, колбочки ответственны за дневное (фотопи-ческое) и цветовое зрение. Фасеточные глаза насекомых также способны к различению цвета.
|