БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (УР)
Лит.: Кремянский В. И., Структурные уровни живой материи. Теоретические и методологические проблемы, М., 1969; Малиновский А. А., Пути теоретической биологии, М., 1969; Блауберг И. В., Юдин Э. Т., Становление и сущность системного подхода, М., 1973.
А. А. Баев.
Уровни энергии
У'ровни эне'ргии, возможные значения энергии квантовых систем, т. е. систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и др. элементарных частиц, атомных ядер, атомов, молекул и т.д.) и подчиняющихся законам квантовой механики . Внутренняя энергия квантовых систем из связанных микрочастиц (например, атома, состоящего из связанных электростатическими силами ядра и электронов, или ядра атомного , состоящего из связанных ядерными силами протонов и нейтронов) квантуется – принимает только определённые дискретные значения E0 , E1 , E2 ,... (E0 < E1 < E2 ...), соответствующие устойчивым (стационарным) состояниям системы. Графически эти состояния можно изобразить по аналогии с потенциальной энергией тела, поднятого на различные высоты (уровни), в виде диаграммы У. э. (см. рис. ). Каждому значению энергии соответствует горизонтальная линия, проведённая на высоте Ei (i = 0, 1, 2,...). Совокупность дискретных У. э. рассматриваемой квантовой системы образует её дискретный энергетический спектр.
Нижний уровень E0 , соответствующий наименьшей возможной энергии системы, называется основным, а все остальные У. э. E1 , E2 ... – возбуждёнными, т.к. для перехода на них системы её необходимо возбудить – сообщить ей энергию.
Квантовые переходы между У. э. обозначают на диаграммах вертикальными (или наклонными) прямыми, соединяющими соответствующие пары У. э. На рис. показаны излучательные переходы с частотами nik удовлетворяющими условию частот , где h – Планка постоянная . Безызлучательные переходы часто обозначаются волнистыми линиями. Направление перехода указывают стрелкой: стрелка, направленная вниз, соответствует процессу испускания фотона, стрелка в обратном направлении – процессу поглощения фотона с энергией . Дискретному энергетическому спектру соответствуют дискретные спектры испускания и поглощения (см. Спектры оптические ).
Для квантовой системы, имеющей в определённых диапазонах значений энергии непрерывный энергетический спектр, на диаграмме получаются непрерывные последовательности У. э. в соответствующих диапазонах. Например, для атома водорода имеет место такая непрерывная последовательность У. э. при энергии E > E¥ где E¥ – граница ионизации (см. рис. 1, б в ст. Атом ). Для электрона в кристалле получается чередование разрешенных и запрещенных энергетических зон (см., например, рис. 1 в ст. Диэлектрики ). При излучательных квантовых переходах между дискретными У. э. и У. э., относящимися к непрерывной последовательности (а также между непрерывными последовательностями У. э.), получаются сплошные спектры поглощения (например, при фотоионизации атома, соответствующей переходу с дискретных У. э. на непрерывные У. э., лежащие выше границы ионизации) или испускания (например, при рекомбинации ионов и электронов, соответствующей переходу с непрерывных У. э. на дискретные).
Важной характеристикой У. э. являются их ширины, связанные с временем жизни квантовой системы на уровне. У. э. тем уже, чем больше время жизни, в согласии с неопределённостей соотношением для энергии и времени (см. Ширина уровня ).
При рассмотрении У. э. квантовых систем значения энергии принято отсчитывать от основного уровня. Наряду со шкалой энергий, обычно выражаемых в эв (а для атомных ядер в Мэв или кэв ), в спектроскопии применяют пропорциональные ей шкалы частот (в радиоспектроскопии) и волновых чисел (в оптической спектроскопии; с – скорость света); 1 эв соответствует 2,4180·1014 , или 8065,5 см -1 . В рентгеновской спектроскопии в качестве единицы энергии применяют ридберг : 1 Ry = 13,606 эв.
В оптической спектроскопии часто применяют термин «спектральный терм», подразумевая под этим значение Т = – E/hc, отсчитываемое для атомов от границы ионизации и выражаемое в см -1 .
Лит. см. при статьях Атом , Молекула , Твёрдое тело , Ядро атомное .
М. А. Ельяшевич.
К ст. Уровни энергии.
Уровни языка
У'ровни языка', основные «ярусы» языковой системы – фонемы, морфемы, слова (лексемы), словосочетания (тагмемы) – как объекты научного исследования языка (фонологии , морфологии , лексикологии , синтаксиса ), определяемые свойствами единиц, выделяющихся при последовательном членении языкового потока. Одни учёные стремятся к расширению числа У. я., возводя любую из поддающихся выделению сложных единиц в ранг отдельного уровня, другие считают научно значимыми лишь два У. я.: дифференциальный (на этом уровне язык выступает только как система различительных знаков, к которым относятся, помимо естественных звуков речи, также различительные письменные знаки, способные различать единицы семантического уровня) и семантический [на этом уровне выделяются морфемы, слова и словосочетания как двусторонние единицы, т. е. с учётом как их звуковой стороны, или выражения, так и их внутренней (семантической) стороны, или содержания].
Лит.: Уровни языка и их взаимодействие. Тезисы научной конференции (4–7 апр., 1967), М., '1967: Martinet A., Arbitraire linguistique et double articulation, «Cahiers Ferdinand de Saussure», 1957, № 15; Benveniste Е., Les niveaux de l'analyse linguistique, в кн.: Proceedings of the ninth International congress of linguists, The Hague, 1964; Buyssens Е., La sextuple articulation du langage, там же.
О. С. Ахманова.
Уровня датчик
У'ровня да'тчик, измерительный преобразователь уровня жидкости, сыпучего или кускового материала в механический, электрический или пневматический сигнал, удобный для последующей передачи, обработки и регистрации. У. д. классифицируют по назначению – датчики для жидкостей и для сыпучих (кусковых) веществ; по принципу измерения уровня – поплавковые (буйковые), гидростатические, электрические, ультразвуковые, термические, радиоизотопные, оптические и др. Измерение уровня, например с помощью поплавкового У. д. (рис. , а), основано на непрерывном слежении поплавка за уровнем жидкости. Действие гидростатического У. д. (рис. , б) основано на использовании зависимости гидростатического давления столба жидкости Р (измеряемого по манометру ) от её уровня в сосуде Н: Р = Н g, где g – удельный вес жидкости. Измерение уровня с помощью ёмкостного У. д. (рис. , в), конструктивно представляющего собой конденсатор (см. Ёмкостный датчик ), основано на зависимости электрической ёмкости конденсатора от уровня жидкости (сыпучего вещества) в сосуде. Зная значения диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости (или сыпучего вещества) и геометрические размеры электродов конденсатора, можно по измеренному значению ёмкости датчика определить уровень его заполнения.
Лит. см. при ст. Измерительный преобразователь .
А. В. Кочеров.
Схемы датчиков уровня: а — поплавкового, постоянного погружения; б — гидростатического; в — ёмкостного; 1 — сосуд с жидкостью (сыпучим веществом); 2 — поплавок; 3 — блок, соединённый с движком реостата 4; 5 — усилитель постоянного тока; 6 — измерительный прибор (градуируется в единицах отсчёта уровня Н); 7 — манометр; 8 — трубка из электроизоляционного материала; 9 — электрод; 1 — клеммы для подключения измерителя ёмкости конденсатора.
Уровня линии (поверхности)
У'ровня ли'нии (пове'рхности), множества точек, в которых функция и (Р) точки Р плоскости (пространства) принимает постоянные значения. Уравнение u (P ) = const в двумерной области определяет линию (линию уровня), в трёхмерной области – поверхность (поверхность уровня). Изображение функций с помощью У. л. (п.) широко применяется в метеорологии (изотермы, изобары и т.д.), геодезии и топографии (горизонтали) и др. науках. У. л.(п.) в точках экстремума функции и (Р ) вырождаются в точки. Градиент функции u (Р) перпендикулярен У. л. (п.) в соответствующей точке.
