Большая Советская Энциклопедия (ОТ) - БСЭ БСЭ

Открытый грунт

Откры'тый грунт, незащищенная (открытая) площадь, занятая овощными (в овощеводстве ) или декоративными растениями. Из О. г. в СССР получают около 98% овощей и цветов. При среднесуточной температуре 1—5 °С с наступлением спелости почвы рано весной (а иногда и осенью) в О. г. высевают семена холодостойких овощных растений из семейства крестоцветных, зонтичных, а также свёклу, салат, шпинат и горох. Семена требовательных к теплу растений семейства тыквенных, паслёновых, фасоли и кукурузы высевают весной при среднесуточной температуре 10—15 °С. Высадку рассады холодостойких растений в О. г. начинают при среднесуточной температуре 5—10 °С, а теплолюбивых — при 15 °С, по окончании весенних заморозков.

Открытый лист

Откры'тый лист, документ на право производства раскопок и разведок археологических памятников в СССР. В дореволюционной России О. л. выдавались Археологической комиссией в Петербурге; после Октябрьской революции 1917 — Главнаукой Наркомпроса РСФСР в Москве. Согласно постановлению Советского Министерства СССР от 14 октября 1948 «О мерах улучшения охраны памятников культуры» О. л. в РСФСР выдаются АН СССР (Институтом археологии), в союзных республиках — республиканскими АН или другими научными учреждениями. О. л. выдаются сроком на один год только лицам, получившим специальную практическую подготовку для проведения самостоятельных полевых археологических исследований, с обязательным представлением научных отчётов о всех произведённых работах. Самовольные раскопки археологических памятников в СССР запрещены.

Открытый резонатор

Откры'тый резона'тор, колебательная система, образованная совокупностью зеркал, в которой могут возбуждаться и поддерживаться слабо затухающие электромагнитные колебания оптических и СВЧ диапазонов с излучением в свободное пространство. Применяется в качестве колебательной системы (резонатора) оптического квантового генератора (лазера ), а также в некоторых приборах миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов (оротроне и др.).

  Для длин волн l < 0,1 см использование объёмных резонаторов , широко применяемых в диапазоне СВЧ и имеющих размеры порядка l, затруднительно из-за малости их размеров и больших потерь энергии в стенках. Использование же объёмных резонаторов с размерами, существенно превышающими l, также невозможно, т.к. в таком резонаторе возбуждается большое число собственных колебаний, близких по частоте, в результате чего резонансные линии перекрываются и резонансные свойства практически исчезают. Оказывается, однако, что при удалении части стенок такого объёмного резонатора почти все его собственные колебания становятся сильно затухающими и лишь малая их часть (при надлежащей форме оставшихся стенок) затухает слабо. В результате спектр собственных колебаний образовавшегося таким образом О. р. сильно «разреживается».

  Первые О. р. в виде двух плоских параллельных зеркал предложили в 1958 А. М. Прохоров , а затем американские учёные Р. Х. Дикке, А. Л. Шавлов и Ч. Таунс . Если допустить, что между двумя плоскими зеркалами, расположенными на расстоянии L друг от друга, распространяется плоская волна, то в результате отражения от зеркал в пространстве между зеркалами образуется стоячая волна. Условие резонанса имеет вид: L = q l/2, где q — целое число, называется продольным индексом колебания. Собственные частоты О. р. образуют арифметическую прогрессию с разностью с /2L (эквидистантный спектр). В действительности края зеркал искажают (возмущают) поле плоской волны, что приводит к появлению колебаний с различными поперечными индексами m и n , определяющими число осцилляций поля в поперечных направлениях и распределение плотности тока на поверхности зеркал (рис. 1 ). Чем больше индексы m и n , тем число осцилляций больше и тем выше затухание колебания, обусловленное излучением в пространство, т. е. в сущности дифракцией на краях зеркал (см. Дифракция света ). Спектр собственных частот плоского О. р. имеет вид, изображенный на рис. 2 . Поскольку коэффициент затухания растет с увеличением поперечных индексов m и n быстрее, чем частотный интервал между соседними колебаниями, то резонансные кривые, отвечающие большим m и n , перекрываются, и соответствующие колебания не проявляются. Коэффициент затухания, вызванного излучением, зависит как от индексов m и n , так и от числа N зон Френеля, видимых на зеркале диаметром R из центра др. зеркала, находящегося на расстоянии L : N = R 2 /2L l. При N ~ 1 остаётся 1—2 колебания, сопутствующие основному колебанию.

  О. р. с плоскими зеркалами чувствительны к деформациям и перекосам зеркал, что ограничивает их применение. Этого недостатка лишены О. р. со сферическими зеркалами, в которых лучи, неоднократно отражаясь от вогнутых зеркал, не выходят за пределы огибающей поверхности – каустики. Каустики образуются лишь в определённой области значений L и радиусов кривизны зеркал R 1 и R 2 (рис. 3 ). Поскольку волновое поле быстро убывает вне каустики при удалении от неё, излучение из сферического О. р. с каустикой гораздо меньше, чем излучение из плоского О. р. Разрежение спектра в этом случае реализуется благодаря тому, что размеры каустики, ограничивающей поле, растут с ростом m и n . Для колебаний с большими m и n каустика оказывается расположенной вблизи края зеркал или вовсе не формируется и эти колебания сильно излучают. Такие сферические О. р. называют устойчивыми, т.к. они не чувствительны к малым перекосам и смещениям зеркал. Устойчивые О. р. применяются в газовых лазерах .

  В твёрдотельных лазерах иногда применяются неустойчивые О. р., в которых внешняя каустика образоваться не может: луч, проходящий вблизи оси резонатора под малым углом к ней, после отражений неограниченно удаляется от оси. На границе между устойчивыми и неустойчивыми О. р. (рис. 3 ) расположены софокусные О. р., в которых фокусы обоих зеркал (отстоящие на расстояния R 1 /2 и R 2 /3 от соответствующего зеркала) совпадают, в том числе телескопический О. р., состоящий из малого выпуклого и большого вогнутого зеркал. Неустойчивые О. р. обладают большими потерями на излучение, чем устойчивые, однако эти потери для колебаний высших типов в них значительно больше, чем для основного колебания. Это позволяет добиться одномодовой генерации лазера и связанной с ней высокой направленности излучения.

  Существуют различные дополнительные методы разрежения спектра, связанные с изменением профиля краев зеркал, применением линз и др. Разрежение спектра О. р. по продольным индексам q достигается применением связанных О. р. или специальных оптических фильтров. Наряду с О. р., имеющими два зеркала, применяются также кольцевые О. р., диэлектрический О. р. и О. р. с промежуточными зеркалами (рис. 4 ).

  Хотя термин «О. р.» вошёл в употребление относительно недавно, по существу О. р. известны в физике и технике давно. Все музыкальные инструменты и ряд акустических и радиотехнических приборов (резонатор Гельмгольца, камертон , антенные вибраторы и т.д.) являются О. р. Однако излучение этих устройств существенно не влияет на спектр их собственных частот, в то время как излучение О. р. с зеркалами является основной причиной разрежения спектра.

  Лит.: Вайнштейн Л. А., Открытые резонаторы и открытые волноводы, М., 1966; Ананьев Ю. А., Угловое расхождение излучения твердотельных лазеров, «Успехи физических наук», 1971, т. 103, в. 4; Ананьев Ю. А., Неустойчивые резонаторы и их применения, «Квантовая электроника», 1971, № 6.

  С. А. Элькинд, В. П. Быков.

Рис. 4. Сложные типы резонаторов.

Рис. 2. Спектр частот открытого резонатора.

Рис. 3. а) Образование каустик у открытого резонатора со сферическими зеркалами; б) графическое изображение условий существования каустик при различных соотношениях между радиусами R1 и R2 зеркал и расстоянием L между ними: незаштрихованные области соответствуют наличию каустик, заштрихованные — большому радиационному затуханию. Точки, соответствующие резонаторам с плоскими П и концентрическими К зеркалами, лежат на границе заштрихованных и незаштрихованных областей; С — софокусное, С' — плоское и вогнутое зеркала (половина софокусного резонатора).