| 13986122 15360 8522 910 1никовыми преобразователями.
Схема ионного электропривода с двигателем постоянного тока: U1 - напряжение питающей сети; T - трансформатор; ИП- ионный преобразователь; Д - двигатель; БЗ - блок защиты; СУ - система управления.
[1026-1-25.jpg]
Лит.: Бутаев Ф. И., Эттингер E. Л., Вентильный электропривод, М.-Л., 1951; Чиликин M. Г., Общий курс электропривода, 4 изд., M.-/Г., 1965.
Ю. M. Иньков.
ИОНОГАЛЬВАНИЗАЦИЯ, физиотерапевтический метод лечения; то же, что электрофорез лекарственный.
ИОНОЛ, 4-метил-2,6-ди-трет-бутил-фенол, (CH3)(C4H9)2C6H2OH. Технич. И.- порошок жёлтого цвета, tпл 69- 70 0C; применяется как антиокислитель в произ-ве пищевых продуктов, смазочных масел, каучуков и др.
ИОНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, люминесценция, возбуждаемая при бомбардировке люминофора ионами. Подробнее см. Люминесценция.
ИОНОНЫ, ненасыщенные кетоны циклогексенового ряда с приятным однотипным запахом. И.- .высококипящие бесцветные жидкости, хорошо растворимые в спирте. К И. относят собственно ионон и его гомологи: метил ион он, изо-метилионон и ирон. Для И. известно неск. изомеров, из к-рых наиболее нежным и тонким запахом обладают а-изо-меры. Ионон в разбавленных растворах имеет запах цветов фиалки, метил-и изометилиононы - запах фиалки с оттенком ириса, ирон - запах ириса с оттенком фиалки.
[1026-1-26.jpg]
Ионон содержится в нек-рых плодах и эфирных маслах, метил- и изометилиононы в природе не найдены, ирон - гл. составная часть (60-80% ) ирисового эфирного масла, извлекаемого из корней ириса.
В пром-сти ионон, метил- и изометилиононы получают из цитраля, ирон - из метилцитраля (обычно в виде смесей изомеров). И. широко применяют в парфюмерии при создании композиций для духов и одеколонов, а также косметических отдушек. бета-Ионон используют также при произ-ве витамина А (см. Витамины).
ИОНООБМЕННИКИ, то же, что иониты.
ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ, синтетич. высокомолекулярные (полимерные) органич. иониты. В соответствии с общей классификацией ионитов И. с. делят на катионоооменные (поликислоты), анионообменные (цолиоснования) и амфотерные, или биполярные (полиамфолиты). Катпонообменные смолы бывают сильно- и слабокислотные, анионообменные - сильно- и слабоосновные. Если носителями электрич. зарядов молекулярного каркаса И. с. являются фиксированные ионы (функциональные, или ионогенные, группы) только одного типа, напр, сульфогруппы, то такие И. с. наз. монофункциональными. Если же смолы содержат разнотипные ионогенные группы, они наз. полифункциональными. По структурному признаку различают микропористые, или гелевидные, и макропористые И. с. Частицы гелевидных смол гомогенны; ионный обмен в системе гелевидная смола - раствор электролита возможен лишь благодаря диффузии обменивающихся ионов сквозь молекулярную сетку набухшего ионита. Макропористые смолы гетерогенны; их частицы имеют губчатую структуру, т. е. пронизаны системой сквозных пор, средний диаметр к-рых (от 200-300 до 1000- 1200 А) намного превышает размеры молекул растворителя и обменивающихся ионов. Раствор электролита свободно проникает по порам внутрь частиц таких И. с., что значительно облегчает ионный обмен, особенно в неводных средах.
И. с. можно рассматривать как нерастворимые полиэлектролиты. Поливалентный (многозарядный) ион, образующий структурный каркас И. с., практически неподвижен из-за огромной молекулярной массы. Этот ион-каркас, или ион-сетка, связывает малые подвижные ионы противоположного знака (противоионы), к-рые способны к эквивалентному обмену на ионы окружающего раствора. Свойства нек-рых пром. марок отечественных И.с. приведены в таблице. Средний размер частиц таких И. с. составляет 0,2- 2,0 мм, насыпная масса 0,5-0,9 т/м3.
Получают И. с. полимеризацией, поликонденсацией или путём полимераналогичных превращений, г. н. химич. обработкой полимера, не обладавшего до этого свойствами иинита. Среди пром. И. с. широкое распространение получили смолы на основе сополимеров стирола и дивинилбензола. В их числе сильнокислотные катиониты, сильно- и слабоосновные аниониты. Осн. сырьём для пром. синтеза слабокислотных катионо-обменных смол служат акриловая и ме-такриловая кислоты и их эфиры. В больших количествах производят также И. с. на основе феноло-альдегидных полимеров, полиаминов и др. Направленный синтез И. с. позволяет создавать материалы с заданными технологич. характеристиками.
Свойства некоторых промышленных марок отечественных ионообменных смол
Марка
Статическая обменная ёмкость1. мг-жв/г
Удельный объём2,
мл/г
Максимальная темп-ра эксплуатации, 0C
Основное сырьё
Сильнокислотные катионообменные смолы
КУ-1
4,2-4,5
2,6-3,0
SO
Фенол, формальдегид
КУ-2
4,8-5,2
2,5-2,9
130
Стирол, дивинилбензол
Слабокислотные катионообменные смолы
КБ-2
10-11
2,6-3,0
100
Акриловая кислота, дивинилбензол
КБ-4
8,5-10
2,6-3,0
100
Метакриловая кислота, дивинил-бензол
Сильноосновные анионообменные смолы
AB-1 6
8-9,5
3,6-4,2
90
Полиамины, эпихлоргидрпн, пиридин
AB-1 7
3,5-4,2
2,5-3,0
50
Стирол, дивинилбензол
Слабоосновные анионообменные смолы
АН-2Ф
8,5-10
2,5-3,2
SO
Полиамины, фенол
АН-18
3,5-5
2,0-2,5
60
Стирол, днвииилбензол
ЭДЭ-10Л
8,5-9,5
2,6-3,2
45
Полиамины, эпихлоргидрин
1 Выражена числом миллиграмм-эквивалентов ионов, поглощаемых 1 г сухой смолы при контакте со стандартным раствором гидроокиси натрия (для катионообменных смол) или соляной кислоты (для анионообменных смол). 2 Объём, занимаемый 1 г набухшей в воде смолы.
И. с. используют для обессолнвания воды, извлечения и разделения редких элементов, очистки продуктов органич. и неорганич. синтеза и др. Подробнее см. Иониты.
Лит. см. при статьях Иониты, Ионный обмен. Л.А.Шиц.
ИОНОСФЕРА (от ионы и греч. sphaira-шар), ионизированная часть верхней атмосферы; расположена выше 50 км. Верхней границей И. является внешняя часть магнитосферы Земли. И. представляет собой природное образование разреженной слабоионизированной плазмы, находящейся в магнитном поле Земли и обладающей благодаря своей высокой электропроводности сиецифич. свойствами, определяющими характер распространений в ней радиоволн и различных возмущений (подробнее см. Плазма, Распространение радиоволн). Только благодаря И. возможен такой простой и удобный вид связи на дальние расстояния, как радиосвязь.
Первые предположения о существовании высоко над Землёй электропроводящего слоя высказывались в связи с исследованием магнитного поля Земли и атмосферного электричества (К. Гаусс, 1839; У. Томсон, 1860; Б. Стюарт, 1878). Вскоре после открытия А. С. Поповым радио (1895) А. Кеннелли в США и О. Хевисайд в Великобритании почти одновременно (в 1902) высказали предположение, что распространение радиоволн за пределы прямой видимости обусловлено их отражением от электропроводящего слоя, расположенного на высотах 100-300 км. Науч. исследования И. были начаты в 20-х гг., когда применили зондирующие ионосферные станции и, посылая с Земли короткие радиосигналы с различной длиной волны, наблюдали их отражения от соответствующих областей И. Английским учёным У. Эклсом был предложен механизм влияния заряженных частиц на радиоволны (1912), сов. учёный M. В. Шулейкин (1923) пришёл к выводу о существовании в И. не менее 2 слоев, англ, учёный С. Чепмен (1931) построил теорию простого слоя, в первом приближении описывающую И. Большой вклад внесли работы сов. учёных Д. А. Рожан-ского, М.А.Бонч-Бруевича, А.Н.Щукина, С. И. Крючкова, англ, учёных Дж. Лар-мора, Э. Эплтона и др.
Наблюдения на мировой сети станций позволили получить глобальную картину изменения И. Было установлено, что концентрация ионов и электронов в И. распределена по высоте неравномерно: имеются области, или слои, где она достигает максимума (рис. 1). Таких слоев в И. несколько; они не имеют резко выраженных границ, их положение и интенсивность регулярно изменяются в течение дня, сезона и 11-летнего солнечного цикла. Верхний слой F соответствует гл. максимуму ионизации И. Ночью он поднимается до высот 300-400 км, а днём (преим. летом) раздваивается на слои Fi и F^ с максимумами на высотах 160-200 км и 220-320 км. На высотах 90-150 км находится область E, а ниже 90 км область D. Слоистость И. обусловлена резким изменением по высоте условий её образования (см. ниже).
Рис. 1. Схема вертикального строения ионосферы.
[1026-1-27.jpg]
Применение сначала ракет, а потом и спутников позволило получить более надёжную информацию о верхней атмосфере, непосредственно измерить на ракетах ионный состав (при помощи масс-спектрометра) и осн. физич. характеристики И. (темп-ру, концентрацию ионов и электронов) на всех высотах, исследовать источники ионизации - интенсивность и спектр коротковолнового ионизующего излучения Солнца и разнообразных корпускулярных потоков. Это позволило объяснить регулярные изменения в И. С помощью спутников, несущих на борту ионосферную станцию и зондирующих И. сверху, удалось исследовать верхнюю часть И., расположенную выше максимума слоя F и поэтому недоступную для изучения наземными ионосферными станциями.
Было установлено, что темп-pa и электронная концентрация ne, в И. резко растут до области F (см. таблицу и рис. 2);
Рис. 2. Типичное распределение по вертикали электронной концентрации nе в ионосфере. Буквами отмечено положение различных областей.
[1026-1-28.jpg]
в верхней части И. рост темп-ры замедляется, а nе выше области F уменьшается с высотой сначала постепенно до высот
15-20 тыс. км (т. н. плазмопауза), а потом более резко, переходя к низким концентрациям п, в межпланетной среде.
Наряду с ракетами и спутниками получили успешное развитие новые наземные методы исследования, особенно важные для изучения нижней части И. в области D: методы частичного отражения и перекрёстной модуляции; измерения с помощью радиометров поглощения космич. радиоизлучения на разных частотах, исследования поля длинных и сверхдлинных радиоволн, а также метод наклонного и возвратно-наклонного зондирования. Большое значение имеет метод обратного некогерентного (томпсонов-ского) рассеяния, основанный на принципе радиолокации, когда посылают в И. короткий мощный импульс радиоизлучения, а затем принимают слабый рассеянный сигнал, растянутый во времени в зависимости от расстояния до точки рассеяния. Этот метод позволяет измерять не только распределение п, до очень больших высот (1000 км и выше), но даёт также темп-ру электронов и ионов, ионный состав, регулярные и нерегулярные движения и др. параметры И.
Образование ионосферы. В И. непрерывно протекают процессы ионизации и рекомбинации. Наблюдаемые в И. концентрации ионов и электронов есть результат баланса между скоростью их образования в процессе ионизации и скоростью уничтожения за счёт рекомбинации и др. процессов. Источники ионизации и процессы реком бинации разные в различных областях ионосферы.
Осн. источником ионизации И. днём является коротковолновое излучение Солнца с длиной волны[1026-1-29.jpg] короче 1038А, однако важны также и корпускулярные потоки, галактические и солнечные космические лучи и др. Каждый тип ионизующего излучения оказывает наибольшее действие на атмосферу лишь в определённой области высот, соответствующих его проникающей способности. Так, мягкое коротковолновое излучение Солнца с[1026-1-30.jpg] большую часть ионов образует в И. в области 120-200 км (но действует и выше), тогда как более длинноволновое излучение с [1026-1-31.jpg]=911 - 1038 А вызывает ионизацию на высотах 95-115 км, т. е. в области E, а рентгеновское излучение с X короче 85 А - в верхней части области D на высотах 85-100 км- В нижней части области D, ниже 60-70 км днём и ниже 80-90 км ночью, ионизация осуществляется т. н. галактич. космич. лучами. Существенный вклад в ионизацию области D на высотах ок. 80 км вносят корпускулярные потоки (напр., электроны с энергией ~< 30-40 кэв), а также, солнечное излучение первой линии серии Лаймана [1026-1-32.jpg] водорода с [1026-1-33.jpg] = 1215,7 A(CM. Атомные спектры).
Значения характеристик основных областей ионосферы
Электронная концентрация ne , см-3
Область ионосферы
Средняя высота максимума, KM
Температура, К
День
Ночь
Эффективный коэффициент рекомбинации а, см3 *сек-1
Солнечная активность
максимум
минимум
D
70
220
100
200
10
10-6
E
110
270
3*105
1,5*105
3000
10-7
F1
180
800-1500
5*105
3*105
3*10-8
F2 (зима)
220-280
1000-2000
25*105
6*105
~105
2*10-10
F2 (лето)
250-320
8*105
2*105
3*105
10-10
До сих пор речь шла об обычных условиях ионизации. Во время солнечных вспышек всплеск рентгеновского излучения вызывает внезапное возмущение в нижней части И. Через неск. часов после солнечных вспышек в атмосферу Земли проникают также солнечные космические лучи, которые вызывают повышенную ионизацию на высотах 50- 100 км, особенно сильную в полярных шапках (областях вблизи магнитного полюса). В зоне полярных сияний в отдельные периоды времени действуют потоки протонов и электронов, которые вызывают не только ионизацию, но и заметное свечение атмосферы (полярные сияния) на высотах 100-120 км, но они действуют также и ниже, в области D. Во время магнитных бурь эти потоки корпускул усиливаются, а зова их действия расширяется к более низким широтам (иногда т. н. низкопшротные красные сияния наблюдают на широте Москвы и южнее).
Процессом, обратным ионизации, является процесс нейтрализации, или рекомбинации. Скорость исчезновения ионов в И. характеризуется эффективным коэфф. рекомбинации а', к-рьгй определяет величину nе и её изменение во времени. Напр., когда известен источник ионизации, т. е. скорость образования
ионов в[1026-1-34.jpg]
Значения a' для различных областей И. различны (см. таблицу и рис. 3).
Рис. 3. Среднее измеренное значение эффективного коэффициента рекомбинации а' на высот |
