Читать онлайн «Большая Советская энциклопедия (ГА)». Страница 101

  Лит.: Аникин М. М. и Варшавер Г. С., Основы физиотерапии, 2 изд., М., 1950; Ливенцев Н. М., Электромедицинская аппаратура, 3 изд., М., 1964.

  В. Г. Ясногородский .

Гальвани'ческая ва'нна , аппарат для нанесения на поверхность изделия гальванических покрытий, а также для изготовления изделий гальванопластическим способом. См. Гальванотехника .

Гальвани'ческие покры'тия , металлической плёнки толщиной от долей мкм до десятых долей мм , которые наносят методом электролитического осаждения на поверхность металлических изделий с целью защиты их от коррозии и механического износа, а также сообщения поверхности специальных физических и химических свойств. См. Гальванотехника .

Гальвани'ческие элеме'нты , устройства, позволяющие получать электрический ток за счёт химической реакции. См. Химические источники тока .

Гальва'но.. . (по имени Л. Гальвани ), часть сложных слов, употребляющаяся вместо «гальванический», «гальванизм» (например, гальванометр, гальванопластика).

Гальванока'устика (от гальвано ... и греч. kaustikós — жгучий), гальванотермия, термокаустика, электрокаустика, прижигание тканей тела особыми металлическими петлями разной формы, т. н. гальванокаутерами, накаливаемыми проводимым через них электрическим током. Г. применяют для разрушения и удаления небольших доброкачественных опухолей, для разделения сращений и спаек, образующихся между тканями и органами в процессе болезни, для остановки кровотечения из мельчайших кровеносных сосудов — капилляров, выжигания татуировок и т. п. Источниками тока служат гальванические или аккумуляторные батареи либо используется трансформированный до напряжения 2—4 в при силе 20 ма ток промышленно-осветительной сети. См. также Электрокоагуляция .

  В. Г. Ясногородский .

Гальваномагни'тные явле'ния , совокупность явлений, связанных с действием магнитного поля на электрические (гальванические) свойства твёрдых проводников (металлов и полупроводников), по которым течёт ток. Наиболее существенны Г. я. в магнитном поле Н , перпендикулярном току (поперечные Г. я.). К ним относится эффект Холла — возникновение разности потенциалов (эдс Холла Vh ) в направлении, перпендикулярном полю Н и току j (j — плотность тока), и изменение электрического сопротивления проводника в поперечном магнитном поле. Разность Dr между сопротивлением r проводника в магнитном поле и без поля часто называется магнетосопротивлением.

  Мерой эффекта Холла служит постоянная Холла:

  Здесь d — расстояние между электрическими контактами, с помощью которых измеряют эдс Холла. Постоянная Холла в широких пределах не зависит от величины магнитного поля (а для металлов и от температуры). Линейная зависимость VH от магнитного поля Н используется для измерения магнитных полей (см. Магнитометр ).

  В электронных проводниках, в которых ток переносится «свободными» электронами (электронами проводимости ), согласно простейшим представлениям, постоянная Холла выражается через число электронов проводимости n в см3 . R = 1/nec (е — заряд электрона, с — скорость света). Поэтому измерение R служит одним из основных методов оценки концентрации электронов проводимости n в электронных проводниках. У электронных проводников R имеет знак минус. У полупроводников с дырочной проводимостью и у некоторых металлов постоянная Холла имеет знак плюс, соответствующий положительно заряженным носителям тока — дыркам (см. Твёрдое тело ). Т. к. эдс Холла меняет знак при изменении направления магнитного поля на обратное, то эффект Холла называется нечётным Г. я.

  Относительное изменение сопротивления в поперечном поле (Dr/r )^ , в обычных условиях (при комнатной температуре) очень мало: у хороших металлов (Dr/r )^ ~ 10-4 при H ~ 104 э . Важным исключением является висмут (Bi), у которого (Dr/r )^ » 2 при Н = 3 · 104 э . Это позволяет его использовать для измерения магнитного поля. У полупроводников изменение сопротивления несколько больше, чем у металлов: (Dr/r )^ » 10-2 —10-1 и существенно зависит от концентрации примесей в полупроводнике и от температуры. Например, у достаточно чистого германия (Dr/r )^ » 3 при Т = 90 К и H = 1,8 · 10-4 э .

  Понижение температуры и увеличение магнитного поля приводят к увеличению (Dr/r )^ . П. Л. Капица (1929), используя магнитные поля в несколько сот тысяч э и сравнительно низкие температуры (температура жидкого азота), обнаружил существенное увеличение сопротивления большого числа металлов и показал, что в широком интервале магнитных полей (Dr/r )^ линейно зависит от магнитного поля (закон Капицы).

  В слабых магнитных полях (Dr/r )^ пропорционально H2 . Коэффициент пропорциональности между (Dr/r )^ и H2 положителен, т. е. сопротивление растет с увеличением магнитного поля. Изменение сопротивления в магнитном поле называется чётным Г. я., т. к. (Dr/r)^ не изменяет знак при изменении направления поля Н на обратное.

  Так как сопротивление весьма чувствительно к качеству образца (к количеству примесей и дефектов кристаллической решётки), а также к температуре, то каждое измерение приводит к новой зависимости r от Н . Имеющиеся экспериментальные данные для металлов удобно описывать, выразив (Dr/r )^ в виде функции от Н эф = Hr300 /r, где r300 — сопротивление данного металла при комнатной температуре (Т = 300К), а r — при температуре эксперимента. При этом различные данные, относящиеся к одному металлу, укладываются на одну кривую (правило Колера).

  Основная причина Г. я. —искривление траекторий носителей тока (электронов проводимости и дырок) в магнитном поле (см. Лоренца сила ). Траектория носителей в магнитном поле может существенно отличаться от траектории свободного электрона в магнитном поле — круговой спирали, навитой на магнитную силовую линию. Разнообразие траекторий носителей тока у различных проводников — причина разнообразия Г. я., а зависимость траектории от направления магнитного поля — причина анизотропии Г. я. в монокристаллах. Мерой влияния магнитного поля на траекторию электрона является отношение длины свободного пробега l электрона к радиусу кривизны его траектории в поле Н: rн = cp/eH (р — импульс электрона). По отношению к Г. я. магнитное поле считают слабым, если Н £ Но = el/cp, и сильным, если Н ³ Н0 .

При комнатных температурах для различных металлов и хорошо проводящих полупроводников H0 ~ 105 —107 э, для плохо проводящих полупроводников Н0 ~108 —109 э. Понижение температуры увеличивает длину пробега l и потому уменьшает значение H0 . Это позволяет, используя низкие температуры и обычные магнитные поля (~104 э), осуществлять условия, соответствующие сильному полю Н >> Н0 .

Измерение сопротивления монокристаллических образцов металлов в сильных магнитных полях — один из важных методов изучения металлов. Исследуется зависимость сопротивления от величины магнитного поля и его направления относительно кристаллографических осей. Теория Г. я. показала, что зависимость сопротивления от поля Н существенно связана с энергетическим спектром электронов. Резкая анизотропия сопротивления в сильных магнитных полях (у Au, Ag, Cu, Sn и др.) означает существ, анизотропию Ферми поверхности . И, наоборот, небольшая анизотропия сопротивления в магнитном поле означает практическую изотропию поверхности Ферми. При этом, если с ростом магнитного поля для всех направлений r не стремится к насыщению (Bi, As и др.), то электроны и дырки содержатся в проводниках в равных количествах. Стремление сопротивления к насыщению означает, что преобладают либо электроны, либо дырки (тип носителей может быть установлен по знаку постоянной Холла).