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.

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 E 0, E 1, E 2,... ( E 0< E 1< E 2 ...), 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 E i ( i = 0, 1, 2,...). Совокупность дискретных У. э. рассматриваемой квантовой системы образует её дискретный энергетический спектр.

Нижний уровень E 0 , соответствующий наименьшей возможной энергии системы, называется основным, а все остальные У. э. E 1, E 2 ... – 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 n ikудовлетворяющими 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 2,4180·10 14, 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.

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.

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.