Что такое полость в физике. Резонансная полость. Какая это величина

Схема распада иода-131 (упрощённая)

Иод-131 (йод-131, 131 I) , также называемый радиойодом (несмотря на наличие других радиоактивных изотопов этого элемента), - радиоактивный нуклид химического элемента иода с атомным номером 53 и массовым числом 131. Период его полураспада составляет около 8 суток. Основное применение нашёл в медицине и фармацевтике. Также является одним из основных продуктов деления ядер урана и плутония, представляющих опасность для здоровья человека, внесших значительный вклад во вредные последствия для здоровья людей после ядерных испытаний 1950-х, аварии в Чернобыле . Иод-131 является весомым продуктом деления урана, плутония и, косвенно, тория , составляя до 3 % продуктов деления ядер.

Нормативы по содержанию иода-131

Лечение и профилактика

Применение в медицинской практике

Иод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы иода (125 I, 132 I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы . Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009 , принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием иода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк .

См. также

Примечания

Ссылки

• Patient brochure on radioactive iodine treatment From the American Thyroid Association

вопрос:
Содержание йода-131 больше нормы в тысячу раз! Что это значит?

Как понимать сообщения СМИ о йоде-131 (радиойод), цезии-137, стронции-90 - о ядерной катастрофе Фукусима АЭС

Радионуклидная рыба, мясо и рис - бюрократу на стол

а) Бюрократы всех мастей и всех стран (частные, государственные, политические) прикрываются бессмысленными цифрами, а "просто так" они этого бы не делали.
б) Для нормализации радиационой обстановки поднимаются "нормы".
в) Содержание долговременно опасных радионуклидов еще выше.

При разрушении реактора "мирного атома" и хранилищ ОЯТ на самом деле опасны для человеческой популяции не короткоживущий йод-131, а долгоживущие радиоактивные уран, плутоний, стронций, нептуний, америций, кюрий, углерод(14!), водород(3!) и т.п. радионуклиды, потому что природными и человеческими усилиями радиоактивные живые организмы, продукты питания, вода распространяется по всему Земному шару.

Радионуклиды - йод, цезий, стронций - являются продуктами радиоактивного распада (деления) в "топливных стержнях", или в том, что от них осталось - груде металлолома, озере-расплаве, пропитке грунта или скального основания.

Член совета Центра экологической политики России, соруководитель Программы по радиационной и ядерной безопасности Валерий Меньщиков:
"Все выводится, кроме плутония. Главное – сразу не помереть", – оптимистично заметил Валерий Меньщиков.
(2)

Обратите внимание на тот факт, что йод - это короткоживущий и выводимый из организма радиоизотоп.

Йод-131 (I-131) - период полураспада 8 дней, активность 124000 кюри/г. В следствии короткого времени жизни, йод представляет особую опасность в течении нескольких недель и опасность в несколько месяцев. Удельное образование йода-131 - примерно 2% от продуктов при взрыве бомбы деления (уран-235 и плутоний). Йод-131 легко поглощается телом, в особенности щитовидной железой.

А вот более долговременно-опасные (отдёжкой на складе радиоактивность которых не вгонишь в норму):

Цезий-137 (Cs-137) - время полураспада 30 лет, активность 87 кюри/г. Он представляет опасность в первую очередь как долговременный источник сильного гамма-излучения. Цезий, как щелочной металл, имеет некоторое сходство с калием и распределяется равномерно по всему телу. Он может выводиться из организма - период его полувыведения около 50-100 дней.

Стронций-89 (St-89) - период полураспада 52 дня (активность 28200 кюри/г). Стронций-89 представляет опасность в течении нескольких лет после взрыва. Поскольку стронций химически ведет себя подобно кальцию, он поглощается и накапливается в костях. Хотя большая его часть и выводится из организма (период полувыведения около 40 дней), чуть менее 10% стронция попадает в кости, период полувыведения из которых - 50 лет.

Стронций-90 (St-90) - период полураспада 28,1 года (активность 141 кюри/г), стронций-90 остается в опасных концентрациях на столетия. Помимо излучение бета-частицы, распадающийся атом стронция-90 превращается в изотоп иттрия - иттрий-90, тоже радиоактивный, с периодом полураспада 64,2 часа. Стронций накапливается в костях.
(1)

Нептуний-236 (Np-236) - период полураспада 154 тысячи лет.
Нептуний-237 (Np-237) - период полураспада 2,2 миллиона лет.
Нептуний-238, Нептуний-239 - соответственно 2,1 и 2,33 дня.
60-80 процентов нептуния откладывается в костях, а радиобиологический период полувыведения нептуния из организма составляет 200 лет. Это приводит к серьёзному радиационному поражению костной ткани.
Предельно допустимые количества изотопов нептуния в организме: 237Np - 0,06 мккюри (100 мкг), 238Np, 239Np - 25 мккюри (10−4 мкг).
Нептуний образуется из изотопов урана (в том числе и урана-238), а результатом распада нептуния является плутоний-238.
(3)

Плутоний, также как и нептуний, накапливается в костях и при поступлении извне. В радиоактивной смеси, поступающей с реакторов АЭС, разумеется, присутствует и полоний-210.
.

Похоже, что радиологическая разведка делается радиационного заражения местности (если вообще делается) как при "чистом мгновенном" ядерном взрыве, когда боеприпас весит несколько тонн, и в ядерную реакцию вступает, вероятно, более 10% урана и плутония из сотни-другой килограммов расщепляющихся материалов. В случае же атомного реактора АЭС всё с точностью до наоборот - тысячи тонн отработанного и полу-отработанного ядерного топлива, сотни тысяч тонн радиоактивных материалов реакторов, воды, грунтов - в которых долгоживущие столетиями радиоактивные элементы.

То есть, из оценки загрязнения АЭС методами "по йоду", я делаю вывод, это просто попытка скрыть действительно долговременные опасности от выброшенных в окружающую среду ядерных материалов с длительными периодами полураспада, которые действительно могут попасть в пищу и воду конкретному человеку.

Какой может быть состав радиоактивных как минимум тысяч тонн материалов - останков атомного реактора и окружающих его конструкций и грунтов?

Нигде не встречал попыток анализа состава разрушенного атомного реактора, ни по радиоизотопному составу, ни по химическому. И уж тем более, не встречал попыток сделать некую модель происходящих ядерных процессов. Вероятно, это строго секретные данные, что означает, что данных попросту не существует.

Поэтому придётся пользоваться очень косвенными данными из ненадёжных источников.

"Иод-131 является весомым продуктом деления урана, плутония и, косвенно, тория, составляя до 3 % продуктов деления ядер.
Иод-131 является дочерним продуктом β−-распада нуклида 131Te".
Это из Википедии.

Но нас интересуют цифры не по отношению к "продуктам деления ядер", а к общей массе радиоактивных материалов. Раз йод (очень летучий и химически активный элемент) оказался в атмосфере и воде, то и остальным радионуклидам в окружающую среду путь открыт.

Период полураспада (half-life) радиойода-131 8,02 суток, т.е. за 192 часа и 30 минут радиоактивного йода в образце становится меньше в 2 раза, из йода образуется стабильный (нерадиоактивный) ксенон почти такой же массы.

Сколько времени путешествовал радиоактивный йод от точки образования до точки измерения - неизвестно. То есть, модель связи концентрации йода с концентрациями других радиоизотов в околореаторной среде построить невозможно.

А какова концентрация в окружающей среде действительно долговременных особо-опасных при усвоении организмом радионуклидов?

Ясно одно, что массовая доля йода-131 должна быть в тысячи-сотни тысяч раз меньше, породившей его долгоживущей радиоактивной смеси останков урановых топливных ядерного реактора, конструкций и пород массой в тысячи тонн.

"Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой смесь примерно 80 изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы элементов Менделеева (от цинка №30 до гадолиния №64). Почти все образующиеся ядра изотопов перегружены нейтронами, являются не стабильными и претерпевают бетта-распад с испусканием гамма-квантов. Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают в среднем 3-4 распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Таким образом, каждому первоначально образовавшемуся ядру (осколку) соответствует своя цепочка радиоактивных превращений."
(1)

Смею уверить, что и при ядерном распаде ядерного взрыва, и в топливных стержнях АЭС происходят те же ядерные реакции, только пропорции иные - в реакторах АЭС трансурановых радионуклидов больше. "Уран и трансурановые элементы остеотропны (накапливаются в костной ткани). Если плутоний откладывается в костях, время его полувыведения около 80-100 лет, т.е. он остается там практически навсегда. Так же, плутоний накапливается в печени, с периодом полувыведения 40 лет. Максимальная допустимая концентрация Pu-239 в организме 0,6 микрограмма (0,0375 микрокюри) и 0,26 микрограмма (0,016 микрокюри) для легких." (1)

При разрушении реактора "мирного атома" и хранилищ ОЯТ на самом деле опасны для человеческой популяции не короткоживущий йод-131, а долгоживущие уран, плутоний, стронций, нептуний, америций, кюрий, углерод(14!), водород(3!) и т.п. радионуклиды, потому что природными и человеческими усилиями радиоактивные живые организмы, продукты питания, вода распространяется по всему Земному шару.

Другая сторона вопроса радиоактивности:

Отдел образования Прикубанского внутригородского округа

Городская выставка педагогического мастерства

«Педагогический марафон-2008»

Решение задач повышенного уровня по физике

Подготовка учащихся к ЕГЭ

Кочегорова Тамара Вениаминовна

учитель физики МОУ СОШ №68

Краснодар 2008

I. Введение
II. Обучение решению задач повышенного уровня
2.1 Взаимодействие тел
2.1.1 Механическое движение
Задачи №1,2
2.1.2 Масса и плотность тел
Задачи №3-5
2.2 Давление твёрдых тел, жидкостей и газов
2.2.1 Сообщающиеся сосуды. Гидравлический пресс
Задачи № 6,7
2.2.2 Архимедова сила. Условия плавания тел
Задачи №8-10
2.3 Механическая работа. Мощность. Энергия. Рычаги. Блоки
2.3.1 Механическая работа. Мощность. Энергия.
Задачи №11-13
2.3.2 Рычаги. Блоки. Момент силы
Задачи №14-17
2.4 Тепловые явления. Изменение агрегатных состояний вещества
Задачи №18-21
2.5 Электрические явления. Работа, мощность, энергия тока
Задачи №22-24
Кинематика материальной точки. Относительность механического движения
Задачи №25-28
2.7 Законы сохранения в механике
Задачи№29,30
2.8 Оптика
2.8.1 Геометрическая оптика
Задачи №31,32
2.8.2 Волновая оптика
Задача №33
2.9 Квантовая механика
Задачи №34-36
3.0 Электродинамика
Задачи №37,38
III. Заключение
Литература

Преподавание физики отличается от других предметов разнообразием форм обучения. Это и лекционные занятия, и практические, и лабораторные работы. Отдельным пунктом в обучении физики стоит умение учителя научит учеников решению физических задач.

Задача учителя - физика состоит в том, чтобы научить видеть окружающий мир, окружающие нас явления глазами аналитика, способного выявить взаимосвязь, найти причину и объяснить следствие. Т.е., сформировать у ученика физическое мышление. Для того, чтобы юный физик мог решать задачи (и особенно повышенного уровня), необходимо развивать у него навыки описания данного физического явления формулами и законами физики. Как музыкант извлекает из инструмента нужные ему звуки, так и ученик должен из своего небольшого ещё багажа законов и формул подобрать необходимые, чтобы описать то или иное явление.

Каждая задача по физике – это модель какого-либо физического явления. И необходимо, чтобы ученик образно представлял это явление в виде упрощённой физической модели, которую он способен описать математически. Когда составлена система уравнений, полностью описывающая данную физическую модель явления, дальше дело за математикой. Однако, методы решения систем уравнений, составленных из законов и формул физики и из заданных в условии задачи соотношений, зачастую выходят за рамки тех навыков, которые даёт школьная математика. Поэтому ещё одной задачей учителя физики является обучение специальным математическим приёмам при решении физических задач.

II . Обучение решению задач повышенного уровня

2.1 Взаимодействие тел.

2.1.1 Механическое движение

Задача №1

Катер идёт по течению реки из пункта А в пункт В 3 часа, обратно – 6 часов.

Сколько времени потребовалось бы этому катеру для того, чтобы проплыть расстояние АВ по течению при выключенном моторе?

Дано: Решение

t 1 = 3ч Выразим пройденные пути для всех 3-х случаев:

t 2 = 6ч из А в В по течению реки (1)

S 1 = S 2 = из В в А против течения реки (2)

= S 3 = S из А в В по течению с выключенным мотором (3)

Обозначим V р - скорость течения реки

t 3 - ? V - скорость катера

Получаем систему уравнений:

S=(V+V р ) t 1 (1)

S=(V-V р ) t 2 (2)

S = V р t 3 (3)

и решаем её относительно V , V р и t 3 методом подстановки.

Сначала из уравнения (1) выражаем V и подставляем это значение в уравнение (2):

,
(4)

Теперь выражение V р (4) подставляем в уравнение (3) и получаем отсюда t 3 - время по течению с выключенным мотором:

Ответ: t 3 = 12 ч

Задача №2

Теплоход по течению двигался со скоростью 15км/ч, а против течения – со скоростью 10 км/ч. С какой средней скоростью теплоход прошёл весь путь туда и обратно, если расстояние между двумя пристанями равно 8км.?

При решении задач на определение средней скорости движения необходимо помнить формулу

Дано: Решение

V 1 = 15км/ч

V 2 = 10км/ч
(1)

S = S 1 = S 2 = Необходимо найти t 1 и t 2 :

= 8км
,

V ср - ? Подставляем значения t 1 и t 2 в уравнение (1)

Ответ: V ср = 12км/ч

2.1.2 Масса и плотность тел.

Задача №3

Найдите объём полости чугунного шара массой 2,8 кг. Объём шара равен 500 см 3 .

Дано: СИ Решение

т = 2,8кг Для нахождения объёма полости в шаре V пол

V ш = 500см 3 0,0005м 3 необходимо найти объём чугуна V ч ,

= 7000 кг/м 3 и из объёма шара V ш вычесть объём

Чугуна V ч :

V пол - ?

Ответ: V пол = 0,0001 м 3

Задача №4

Какова масса правой тележки, если она приобрела в 0,5 раза большую скорость, чем левая тележка, масса которой с грузом составляет 450 г?

Дано: СИ Решение

т л = 450г 0,45кг Для решения данной задачи используется закон

V п = 0,5 V л взаимодействия тел:

т п -?
(1)

Из уравнения (1) находим т п :

Ответ: т п = 0,9 кг

Задача №5

Каково должно быть отношение объёмов воды и спирта для того, чтобы их смесь имела плотность
= 0,9г/см 3 ? При смешивании спирта с водой происходит уменьшение объёма смеси. Объём смеси составляет 0,97 от первоначального объёма воды и спирта. Плотность воды = 1г/см 3 , плотность спирта
= 0,8г/см 3 .

Дано: Решение

= 0,9г/см 3 Напишем уравнение, связывающее компоненты

V см = 0,97 (V сп + V в ) смеси до смешивания и после их смешивания,

= 1,0 г/см 3 учитывая условие задачи:

= 0,8 г/см 3

(1)

Разделим уравнение (1) на выражение

и находим искомое соотношение:

Т.о.,

, т.е. для приготовления смеси плотностью 0,9 г/см 3 необходимо взять 58 частей воды и 100 частей спирта.

Ответ:
= 0,58

2.2 Давление твёрдых тел, жидкостей и газов.

2.2.1 Сообщающиеся сосуды. Гидравлический пресс

Задача №6

В цилиндрических сообщающихся сосудах с одинаковыми диаметрами и одинаковой высоты находится ртуть.

В одном из сосудов поверх ртути налит столб воды высотой = 32 см.

Как будут расположены друг относительно друга уровни ртути в обоих сосудах, если оба сосуда доверху будут залиты керосином?

Плотность воды = 1г/см 3 , ртути
= 13,6 г/см 3 , керосина

=0,8 г/см 3

Дано: Решение

= 32см Для решения данной задачи необходимо на рисунке

= 1,0 г/см 3 показать, как будут располагаться жидкости в коленах

= 13,6 г/см 3 сообщающихся сосудов, когда до верху в них налит

= 0,8 г/см 3 керосин. Давление, создаваемое в левом колене,

Уравновешено давлением, создаваемым в правом

- ? колене.

Следовательно, мы можем написать

уравнение равновесия в данных сосудах:

Делим все члены уравнения на q ,

получаем: (1)

Подставим в (1) выражения:
и

(2)

Решаем уравнение (2) относительно
:

Т.о., высота ртути в правом колене сообщающихся сосудов больше, чем в левом на 0,5см

Ответ: = 0 ,5см

Задача №7

Малый поршень гидравлического пресса под действием силы 0,5кН опустился на 30см. При этом большой поршень поднялся на 6 см. Какая сила действует на большой поршень?

Дано: СИ Решение

= 0,5кН 500Н Формула гидравлического пресса:

= 30см 0,3м
(1)

= 6см 0,06м Объём жидкости, который перетекает из малого

Колена гидравлического пресса в большое при

-? его работе, равен объёму жидкости, которая

прибывает в большое колено:

, а
(2) и
(3)

Выразим из уравнений (2) и (3) и и подставим в уравнение (1):

;
;
(4)

Выражаем из (4):

Ответ: = 2500Н

2.2.2 Архимедова сила. Условия плавания тел

Задача №8

Медный шар с внутренней полостью весит в воздухе
= 0,264Н, в воде
= 0,221Н.

Определить объём внутренней полости шара. Плотность меди принять равной = 8,8 г/см 3 .

Дано: СИ Решение

q = 10Н/кг Выразим объём меди через массу т

= 0,264Н и плотность меди :

= 0,221Н Выразим массу меди т из веса шара

= 8,8 г/см 3 8800 кг/м 3 в воздухе:

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик , уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Бум, связанный с черными дырами, начался в астрономии в конце 50-х - начале 60-х годов. Проходили годы, многое прояснялось в этой загадке. Стала ясна неизбежность рождения черных дыр после смерти массивных звезд; открыли квазары, в центре которых, вероятно, находятся сверхмассивные черные дыры. Наконец, в рентгеновском источнике в созвездии Лебедя обнаружили первую черную дыру звездного происхождения. Физики-теоретики разобрались с диковинными свойствами самих черных дыр, постепенно привыкли к этим гравитационным пропастям, могущим только заглатывать вещество, увеличиваясь в размере, и, казалось бы, обреченным на вечное существование.

Ничто не предвещало нового грандиозного открытия. Но такое открытие, изумившее видавших виды знатоков, грянуло как гром среди ясного неба.

Оказалось, что черные дыры вовсе не вечны! Они могут исчезнуть в результате квантовых процессов, идущих в сильных гравитационных полях. Нам придется начать рассказ несколько издалека, чтобы сделать более понятным суть этого открытия.

Начнем с пустоты. Для физика пустота вовсе не является пустой. Это не каламбур. Уже давно установлено, что “абсолютной” пустоты, то есть “ничего, ничего”, в принципе быть не может. Что же физики называют пу стотой? Пустотой называют то, что остается, когда убирают все частицы, все кванты любых физических полей. Но тогда ничего не останется, скажет читатель (если он давно не интересовался физикой). Нет, оказывается, останется! Останется, как говорят физики, море нерожденных, так называемых виртуальных, частиц и античастиц. “Убрать” виртуальные частицы уже никак нельзя. В отсутствии внешних полей, то есть без сообщения энергии, они не могут превратиться в реальные частицы.

Лишь на короткий миг в каждой точке пустого пространства появляется пара - частица и античастица и тут же снова сливаются, исчезают, возвращаясь в свое “эмбриональное” состояние. Разумеется, наш упрощенный язык дает только некоторые образ тех квантовых процессов, которые происходят. Наличие моря виртуальных частиц-античастиц давно установлено прямыми физическими экспериментами. Не будем говорить здесь об этом, иначе мы бы неизбежно слишком отклонились от основной линии рассказа.

Чтобы избежать невольных каламбуров, физики называют пустоту вакуумом. Будем так делать и мы.

Достаточно сильное или переменное поле (например, электромагнитное) может вызвать превращение виртуальных частиц вакуума в реальные частицы и античастицы.

Интерес к подобным процессам теоретики и экспериментаторы проявляли давно. Рассмотрим процесс рождения реальных частиц переменным полем. Именно такой процесс важен в случае гравитационного поля. Известно, что квантовые процессы необычны, часто непривычны для рассуждений с точки зрения “здравого смысла”. Поэтому, прежде чем говорить о рождении частиц переменным гравитационным полем, приведем простой пример из механики. Он сделает понятнее дальнейшее.

Представьте себе маятник. Его подвес перекинут через блок, подтягивая веревку или опуская ее, можно менять длину подвеса. Толкнем маятник. Он начнет колебаться. Период колебаний зависит только от длины подвеса: чем длиннее подвес, тем больше период колебаний. Теперь будем очень медленно подтягивать веревку. Длина маятника уменьшится, уменьшится и период, но увеличится размах (амплитуда) колебаний. Медленно вернем веревку в прежнее положение. Период вернется к прежнему значению, прежней станет и амплитуда колебаний. Если пренебречь затуханием колебаний вследствие трения, то энергия, заключенная в колебаниях, в конечном состоянии останется прежней - такой, как была до всего цикла изменения длины маятника. Но можно так изменять длину маятника, что после возвращения к исходной длине амплитуда его колебаний будет меняться. Для этого надо подергивать веревку с частотой вдвое больше частоты маятника. Так мы поступаем, раскачиваясь на качелях. Мы опускаем и поджимаем ноги в такт нашим качаниям, и размах качелей все увеличивается. Конечно, можно и остановить качели, если подгибать ноги не в такт колебаниям, а в “противотакт”.

Подобным же образом можно “раскачивать” электромагнитные волны в резонаторе. Так называется полость с зеркальными стенками, отражающими электромагнитные волны. Если в такой полости с зеркальными стенками и с зеркальным поршнем имеется электромагнитная волна, то, двигая поршень вперед и назад с частотой, вдвое больше частоты электромагнитной волны, мы будем менять амплитуду волны. Двигая поршень в “такт” колебаниям волны, можно увеличить амплитуду, а значит, и интенсивность электромагнитной волны, а двигая поршень в “противотакт”, можно гасить волну. Но если двигать поршень хаотически - ив такт и в “противотакт”, - то в среднем всегда получится усиление волны, то есть в электромагнитные колебания энергия “накачивается”.

Пусть теперь в нашей полости - резонаторе имеются волны всевозможных частот. Как бы мы ни двигали поршень, всегда найдется волна, для которой движение поршня происходит в такт. Амплитуда и интенсивность этой волны возрастут. Но чем больше интенсивность волны, тем больше она содержит фотонов-квантов электромагнитного поля. Итак, движение поршня, изменяя размер резонатора, ведет к рождению новых фотонов.

После знакомства с этими простыми примерами вернемся к вакууму, к этому морю всевозможных виртуальных частиц. Для простоты мы будем говорить пока только об одном сорте частиц - о виртуальных фотонах - частицах электромагнитного поля. Оказывается, процесс, подобный рассмотренному нами изменению размеров резонатора, который в классической физике ведет к усилению уже имеющихся колебаний (волн), в квантовой физике может приводить к “усилению” виртуальных колебаний, то есть к превращению виртуальных частиц в реальные. Так, изменение гравитационного поля со временем должно вызывать рождение фотонов с частотой, соответствующей времени изменения поля. Обычно эти эффекты ничтожны, так как слабы гравитационные поля. Однако в сильных полях ситуация меняется.

Еще один пример: очень сильное электрическое поле вызывает рождение из вакуума пар заряженных частиц - электронов и позитронов.

Вернемся из нашего краткого экскурса в физику пустоты к черным дырам. Могут ли рождаться частицы из вакуума в окрестностях черных дыр?

Да, могут. Это было известно давно, и в этом не было ничего сенсационного. Так, при сжатии электрически заряженного тела и превращении его в заряженную черную дыру электрическое поле возрастает настолько, что рождает электроны и позитроны. Подобные процессы изучали академик М. Марков и его ученики. Но такое рождение частиц возможно и без черной дыры, надо лишь любым способом увеличить электрическое поле до достаточной величины. Ничего специфического для черной дыры здесь нет.

Академик Я. Зельдович показал, что рождаются частицы и в эргосфере вращающейся черной дыры, отнимая от нее энергию вращения. Такое явление подобно процессу, открытому Р. Пенроузом.

Все эти процессы вызываются полями вокруг черной дыры и приводят к изменению этих полей, но они не уменьшают саму черную дыру, не уменьшают размеры области, откуда не выходит свет и любое другое излучение и частицы.

Новиков И.Д.