АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
| медицине как вяжущее и закрепляющее средство. Г. ярко-красный (G. coccineum), Г. чилийский (G. chiloense) и др. иногда разводят как декоративные.
Гравилат городской; а - зрелые плоды, б - отдельный плодик.
[0711-9.jpg]
Лит.: Воllе F., Ein Ubersicht uber die Gattung Geum L. und ihre nahestehenden Gattungen, В., 1933. Т.В.Егорова.
ГРАВИМЕТР (от лат. gravis - тяжёлый и ...метр), прибор для относительного измерения ускорения силы тяжести. Большинство Г. представляет собой точные пружинные или крутильные весы. С помощью таких Г. измеряют разности ускорений силы тяжести по изменению деформации пружины или угла закручивания упругой нити, компенсирующих силу тяжести небольшого грузика. Измерения проводятся последовательно на исходном пункте, для к-poro ускорение силы тяжести известно, и на исследуемом пункте. Осн. трудность в создании Г. состоит в необходимости обеспечить точное измерение малых упругих деформаций в полевых условиях. Применяются оптич., фотоэлектрич., ёмкостные, индукц. и др. способы их регистрации. Применяются Г., основанные на измерениях изменения частоты колебаний струны, к нижнему концу к-рой подвешивается масса, или изменения скорости прецессии гироскопич. приборов вследствие различных значений силы тяжести на гравиметрич. пунктах. Чувствительность лучших Г. достигает неск. десятитысячных долей мгл (см. Гал). Существуют спец. Г. для измерения силы тяжести на дне мелководья, на подводных и надводных судах, на самолётах. Г. для измерений с движущихся объектов снабжаются вспомогат. аппаратурой, регистрирующей ускорения, обусловленные качкой, и наклоны основания прибора. Имеются Г., позволяющие проводить непрерывную многомесячную запись лунно-солнечных вариаций силы тяжести. Для калибровки показаний Г. проводятся измерения на пунктах с известной разностью значений ускорения силы тяжести или на одном пункте при различных наклонах Г.
Наземные и скважинные Г. обеспечивают точность измерений ускорения силы тяжести до 0,01 мгл, морские дон-нь:е - до 0,05 мгл, морские судовые - до 0,5 мгл, аэрогравиметры - до 5 мгл.
Лит.: Лукавченко П. И., Гравиметрическая разведка на нефть и газ, М., 1956; Веселов К.Е.,Сагитов М.У., Гравиметрическая разведка, М., 1968; Справочник геофизика, т. 5, М., 1968.
П. И. Лукавченко, М. У. Сагитов.
ГРАВИМЕТРИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА, метод разведочной геофизики, основанный на изучении гравитац. поля Земли. Гл. условие для применимости Г. р. - наличие разности плотностей пород, слагающих геол. структуры, способной создать аномальность в наблюдаемом гравитац. поле Земли.
Г. р. выделяет структуры, скрытые осадочными породами и поэтому недоступные изучению обычными геол. методами. В результате проведения гравиметрической съёмки по качеств. оценкам гравитац. поля могут быть выделены как р-ны, перспективные для поисков полезных ископаемых (общая Г. р.), так и отд. геол. структуры, в к-рых возможны нефтяные, газовые и различные рудные месторождения. При детальной Г. р. тщательно изучаются локальные аномалии силы тяжести с тем, чтобы определить условия и элементы залегания аномалеобразующих объектов (глубину, форму и размеры). В общем случае решение этой задачи неоднозначно: можно подобрать бесконечное число различных распределений аномальных масс, создающих одну и ту же гравитац. аномалию. Однозначное решение можно найти, делая определённые предположения об аномальных массах и используя геол. сведения и выводы др. геофиз. методов. Г. р., как правило, ведётся в комплексе с магниторазведкой, электроразведкой и сейсморазведкой. Наряду с наблюдаемыми гравитац. аномалиями в Г. р. часто используются получаемые путём пересчёта различные производные от них или те же гравитац. аномалии, но соответствующие точкам выше и ниже земной поверхности. Операция пересчёта наз. трансформацией гравитац. поля. По качественному характеру трансформированного гравитац. поля лучше выделяются отдельные геол. структуры. В благоприятных условиях трансформация позволяет определять глубину их залегания и форму. Для решения задач Г. р. проводится гравиметрич. съёмка, к-рая по условиям её производства подразделяется на наземную, морскую (надводную, подводную, донную), подземную и воздушную. Данные гравиметрич. съёмок используются при изучении глубинного строения Земли.
Лит.: Андреев Б. А., Клушин И. Г., Геологическое истолкование гравитационных аномалий, Л., 1965; Федынский В. В., Разведочная геофизика, М., 1967; Сажина Н. Б., Грушинский Н. П., Гравитационная разведка, М., 1966; Весе лов К. Е., Сагитов М. У., Гравиметрическая разведка, М., 1968. П. И. Лукавченко, М. У. Сагитов.
ГРАВИМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЁМКА, совокупность измерений величин, характеризующих гравитац. поле данного р-на. Г. с. включает также определение положений гравиметрических пунктов. Г. с. производится с помощью гравиметров, маятниковых приборов и гравитационных вариометров. По назначению Г. с. подразделяется на общую и детальную. Общая Г. с. используется для изучения фигуры Земли и общего геол. строения больших р-нов, детальная - для определения отд. геол. структур, рудных тел, уклонений отвеса. По характеру расположения пунктов Г. с. делится на площадную и профильную (пункты расположены вдоль линии). На основании данных Г. с. строятся гравиметрич. карты, представляющие аномальную часть гравитационного поля Земли.
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, весовой анализ, один из важных методов количеств. хим. анализа, основанный на точном измерении массы вещества. Определяемое вещество обычно выделяют из анализируемой пробы в виде малорастворимого соединения известного постоянного хим. состава, т. к. выделение вещества в химически чистом виде связано с большими трудностями, а иногда и невозможно. Г. а. начинается с взятия точной навески анализируемой пробы и перевода её в раствор. Затем, прибавляя соответствующий реактив, получают малорастворимый осадок соединения, содержащего определяемое вещество. Осадок отделяют от раствора фильтрованием, промывают и сушат или прокаливают до постоянного значения массы. Зная навеску анализируемой пробы а, массу осадка Ь и его состав, вычисляют содержание определяемого вещества X (обычно в % по массе): X = a*F*100/b, где F- фактор пересчёта, представляющий собой отношение атомной массы определяемого вещества (или величины, кратной ат. м.) к молекулярной массе соединения в осадке. Напр., при определении содержания железа (ат. м. 55,85), выделенного в виде его окиси Fe2O3 (мол. м. 159,70),
[0711-10.jpg]
Наиболее ответств. операция Г. а. - получение легко фильтрующегося (по возможности крупнокристаллического) малорастворимого осадка (потеря вещества вследствие его растворимости не должна превышать 0,1 мг), свободного от примесей посторонних веществ, не удаляющихся при сушке или прокаливании. Г. а. отличается большой точностью: относит. ошибка опыта не превышает 0,1%, а при особо тщательной работе может быть доведена до 0,02-0,03% . Недостатки Г. а.- длительность выполнения и необходимость применения сравнительно больших количеств анализируемой пробы (~0,5г). Последний недостаток устраняется при использовании микро-и ультрамикрометодов Г. а. (подробнее см. Микрохимический анализ).
Г. а. применяют для определения хим. состава горных пород, минералов, сплавов, для контроля качества сырья и готовой продукции в ряде отраслей пром-сти. К разновидностям Г. а. относятся пробирный анализ и электрогравиметрический анализ. См. также Аналитическая химия, Количественный анализ.
Лит.: Крешков А. П., Основы аналитической химии, 3 изд., т. 2, М., 1971.
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ ПУНКТ, точка на земной поверхности, где измерено ускорение силы тяжести и определены геодезич. координаты, в т. ч. высота. При произ-ве гравиметрической съёмки, помимо рядовых, создаётся сеть опорных Г. п. различных классов. На опорных Г. п. проводятся многократные измерения гравиметрич. приборами повышенной точности. Исходным опорным Г. п. для всей мировой гравиметрич. съёмки является пункт в Потсдаме (ГДР). См. Гравиметрия.
ГРАВИМЕТРИЯ (от лат. gravis - тяжёлый и ...метрия), раздел науки об измерении величин, характеризующих гравитационное поле Земли, и об использовании их для определения фигуры Земли, изучения её общего внутр. строения, геол. строения её верхних частей, решения нек-рых задач навигации и др. В перспективе перед Г. стоит задача изучения Луны и планет по их гравитац. полю. В Г. гравитац. поле Земли задаётся обычно полем силы тяжести (или численно равного ей ускорения силы тяжести), к-рая является результирующей двух осн. сил: силы притяжения (тяготения) Земли и центробежной силы, вызванной её суточным вращением. Центробежная сила, направленная от оси вращения, уменьшает силу тяжести, причём в наибольшей степени на экваторе. Уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору обусловлено также и сжатием Земли. В результате действия обеих причин сила тяжести на экваторе примерно на 0,5% меньше, чем на полюсах. Изменение силы тяжести вследствие притяжения Луны и Солнца не превосходит неск. десятимиллионных её долей. Ещё меньше изменения из-за перемещений масс в недрах Земли и масс воздуха.
Величины силы тяжести на земной поверхности зависят от фигуры и распределения плотности внутри Земли.
Поэтому изучение гравитац. поля Земли доставляет ценный материал для суждений о её фигуре и внутр. строении, в частности для разведки полезных ископаемых (см. Гравиметрическая разведка).
Определения силы тяжести производятся относит. методом, путём измерения при помощи гравиметров и маятниковых приборов разности силы тяжести в изучаемых и опорных пунктах. Сеть же опорных гравиметрических пунктов на всей Земле связана в конечном итоге с пунктом в Потсдаме (ГДР), где оборотными маятниками в нач. 20 в. было определено абс. значение ускорения силы тяжести (981 274 мгл; см. Гал). Абс. определения силы тяжести сопряжены со значит. трудностями, и их точность ниже относит. измерений. Новые абс. измерения, производимые более чем в 10 пунктах Земли, показывают, что приведённое значение ускорения силы тяжести в Потсдаме превышено, по-видимому, на 13-14 мгл. После завершения этих работ будет осуществлён переход на новую гравиметрич. систему. Однако во многих задачах Г. эта ошибка не имеет существ. значения, т. к. для их решения используются не сами абс. величины, а их разности. Наиболее точно абс. значение силы тяжести определяется из опытов со свободным падением тел в вакуумной камере. Успеху опытов способствует прогресс в технике измерений времени и расстояний.
Относит. определения силы тяжести производятся маятниковыми приборами с точностью до неск. сотых долей мгл. Гравиметры обеспечивают неск. большую точность измерений, чем маятниковые приборы, портативны и просты в обращении. Существует спец. гравиметрич. аппаратура для измерений силы тяжести с движущихся объектов (подводных и надводных кораблей, самолётов). В приборах осуществляется непрерывная запись изменения ускорения силы тяжести по пути корабля или самолёта. Такие измерения связаны с трудностью исключения из показаний приборов влияния возмущающих ускорений и наклонов основания прибора, вызываемых качкой. Имеются спец. гравиметры для измерений на дне мелководных бассейнов, в буровых скважинах. Вторые производные потенциала силы тяжести измеряются с помощью гравитационных вариометров.
Основной круг задач Г. решается путём изучения стационарного пространств. гравитац. поля. Для изучения упругих свойств Земли производится непрерывная регистрация вариаций силы тяжести во времени. Вследствие того что Земля неоднородна по плотности и имеет неправильную форму, её внешнее гравитац. поле характеризуется сложным строением. Для решения различных задач удобно рассматривать гравитац. поле состоящим из двух частей: основного - называемого нормальным, изменяющегося с широтой места по простому закону, и аномального - небольшого по величине, но сложного по распределению, обусловленного неоднородностями плотности пород в верхних слоях Земли. Нормальное гравитац. поле соответствует нек-рой идеализированной простой по форме и внутр. строению модели Земли (эллипсоиду или близкому к нему сфероиду). Разность между наблюдённой силой тяжести и нормальной, вычисленной по той или иной формуле распределения нормальной силы тяжести и приведённой соответствующими поправками к принятому уровню высот, наз. аномалией силы тяжести. Если при таком приведении принимается во внимание только нормальный вертикальный градиент силы тяжести, равный 3086 этвеш (т. е. в предположении, что между пунктом наблюдения и уровнем приведения нет никаких масс), то полученные таким путём аномалии наз. аномалиями в свободном воздухе. Вычисленные так аномалии чаще всего применяются при изучении фигуры Земли. Если при приведении учитывается ещё и притяжение считающегося однородным слоя масс между уровнями наблюдения и приведения, то получаются аномалии, наз. аномалиями Буге. Они отражают неоднородности в плотности верхних частей Земли и используются при решении геологоразведочных задач. В Г. рассматриваются также изостатич. аномалии, к-рые спец. образом учитывают влияние масс между земной поверхностью и уровнем поверхности на глубине, на к-рую вышележащие массы оказывают одинаковое давление (см. Изостазия). Кроме этих аномалий, в Г. вычисляется ряд других (Прея, модифицированные Буге и пр.). На основании гравиметрич. измерений строятся гравиметрич. карты с изолиниями аномалий силы тяжести. Аномалии вторых производных потенциала силы тяжести определяются аналогично как разности наблюдённого значения (предварительно исправленного за рельеф местности) и нормального значения. Такие аномалии в основном используются для разведки полезных ископаемых.
В задачах, связанных с использованием гравиметрич. измерений для изучения фигуры Земли, обычно ведутся поиски эллипсоида, наилучшим образом представляющего геометрич. форму и внешнее гравитац. поле Земли, сер. 18 в. франц. учёный А. Клеро выяснил закон общего изменения силы тяжести у с геогр. широтой ф в предположении, что масса внутри Земли находится в состоянии гидростатич. равновесия:
[0711-11.jpg]
к силе тяжести на экваторе, а - сжатие земного эллипсоида, w-угловая скорость суточного вращения Земли, а - большая полуось Земли. Определив w и а из астрономич. и геодезич. наблюдений и измерив силу тяжести на различных широтах, на основе приведённых формул выводится сжатие Земли а. Англ. учёный Дж. Стоке в сер. 19 в. обобщил вывод Клеро, показав, что если задать форму уровенной поверхности, направление оси и скорость суточного вращения Земли и общую массу, заключённую внутри уровенной поверхности с любым распределением плотности, то потенциал силы тяжести и его производные однозначно определяются во всём внешнем пространстве. Для решения обратной задачи - по заданному полю силы тяжести определить уровенную поверхность, частным случаем к-рой является геоид, - Стоке вывел формулу, позволяющую вычислять высоты геоида относительно эллипсоида при условии знания распределения силы тяжести по всей Земле. Теория и опыт показывают, что геоид близок к эллипсоиду, его отступления не превышают десятков метров. Голл. учёный Ф. Венинг-Мейнес вывел формулу для определения отклонений отвеса по аномалиям силы тяжести. На смену теориям Клеро и Стокса в сер. 40-х гг. 20 в. пришла теория физич. поверхности Земли, идея к-рой впервые была сформулирована сов. учёным М. С. Молоденским. Его теория свободна от гипотез о распределении масс под поверхностью наблюдения. Она позволяет вычислять интересующие элементы гравитац. поля Земли с любой необходимой точностью, определяемой только точностью измерений, проводимых на земной поверхности. Вместо геоида используется близкая к нему вспомогательная поверхность, называемая квазигеоидом.
Гравиметрич. измерения используются для изучения неоднородностей плотности в верхних частях Земли с геологоразведочными целями. На основании анализа аномалий силы тяжести делаются качеств. заключения о положении масс, вызывающих аномалии, а при благоприятных условиях проводятся количеств. расчёты. Гравиметрич. метод позволяет более рационально направить бурение и геологоразведочные работы. Он помогает исследовать горизонты земной коры и верхней мантии, недоступные бурению и обычным геол. наблюдениям. На основе изучения гравитац. поля Земли изучается проблема: находится ли Земля в состоянии гидростатич. равновесия и каковы напряжения в теле Земли? Сравнивая наблюдаемые изменения силы тяжести под влиянием притяжения Луны и Солнца с их теоретич. значениями, вычисленными для абсолютно твёрдой Земли, делают заключения о внутр. строении и упругих свойствах Земли. Знание детального строения гравитац. поля Земли необходимо также и при расчёте орбит искусств. спутников Земли. При этом осн. влияние оказывают неоднородности гравитац. поля, обусловленные сжатием Земли. Решается также и обратная задача: по наблюдениям возмущений в движении искусств. спутников вычисляются составляющие гравитац. поля. Теория и опыт показывают, что таким путём особенно уверенно определяются те особенности гравитац. поля, к-рые по гравиметрич. измерениям выводятся наименее точно. Поэтому для изучения фигуры Земли и её гравитац. поля совместно используются спутниковые и гравиметрические наблюдения, а также геодезические измерения Земли (см. Геодезическая гравиметрия).
Лит.: Шокин П. ф., Гравиметрия, М., 1960; Бровар В. В., Магницкий В. А., Шимбирёв Б. П., Теория фигуры Земли, М., 1961; Грушинский Н. П., Теория фигуры Земли, М., 1963; Каула В. М., Космическая геодезия, пер. с англ., М., 1966; Веселов К. Е., Сагитов М. У., Гравиметрическая разведка, М., 1968.
М. У. Сагитов,
ГРАВИНА (Gravina) Альфредо Данте (р. 31.10.1913, пров. Такуарембо), уругвайский писатель. Коммунист. Лит. деятельность начал как автор рассказов. Роман Г. "Границы, открытые ветру" (1951, рус. пер. 1954) содержит картину социальной борьбы в скотоводческих х-вах. Романы "Единственный путь" (1958), "От страха к гордости" (1959, рус. пер. 1962), "Время наверх" (1964), а также рассказы посвящены изображению нац. жизни Уругвая и борьбе его народа. Г.- активный обществ. деятель. Итогом его поездок по СССР и странам нар. демократии явились публицистика и книги "Путешествие по СССР и Чехословакии" (1955), "Знакомство с Румынией" (1956).
Соч.: Los ojos del monte y otros cuentos, Montevideo, 1962; Cuentos, Montevideo, 1966; Brmdis por el hungaro, Santiago de Chile, 1967; Reportaje campesino, Montevideo, 1956; в рус. пер. - Остров любви, М., 1960.
Лит.: Асеев Н., О "границах, открытых ветру" (Письмо к Альфредо Гравина), "Культура и жизнь", 1958, № 4; Кельин Ф., Путь от страха к гордости, "Иностранная литература", 1960, № 12; Кутейщикова В., Роман Латинской Америки в XX веке, М., 1964; Моnсadо J., Un escritor nacional Alfredo Gravina, "Popular", 1959, 18 diciembre. Л. С. Осповат.
ГРАВИРОВАЛЬНАЯ МАШИНА, см. в ст. Фотогравировалъная машина.
ГРАВИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК, машина для механич. гравирования по чертежу, шаблону или модели. Г. с. применяют для перенесения изображений с барельефов и др. выпуклых художеств. оригиналов на мягкий металл (напр., медь), камень или дерево. В металлообработке Г. с. наз. небольшой копировально-фрезерный станок с пантографом, к-рый несёт режущий инструмент (фрезу или штихель), вырезающий клейма, надписи, цифры и т. п. на деталях. В полиграфии для изготовления цинкографских клише применяют гравировальную машину (см. Фотогравировалъная машина).
ГРАВИРОВАНИЕ (от нем. gravieren, франц. graver - вырезать на чём-либо), вырезание изображения, орнамента, надписи и т. п. на поверхности твёрдых материалов - металла, камня, дерева, стекла, линолеума - резцами и др. инструментами (при Г. на металле и стекле применяется и травление кислотами). При Г. рисунок может быть выпуклым (рельефным) или углублённым. Г. применяется при изготовлении печатных форм в гравюре, валов печатных машин для тканей и обоев, в отделке мелкой скульптуры. Ювелирные изделия и оружие часто украшают Г. в сочетании с чеканкой, золочением, чернью, эмалью. Г. на кости (известное с эпохи палеолита) и на металле широко распространено в нар. иск-ве.
ГРАВИТАЦИОННАЯ ВЕРТИКАЛЬ, то же, что отвесная линия.
ГРАВИТАЦИОННАЯ МАССА, тяжёлая масса, физическая величина, характеризующая свойства тела как источника тяготения; численно равна инертной массе. См. Масса.
ГРАВИТАЦИОННАЯ ПЛОТИНА, бетонная или каменная плотина, устойчивость к-рой по отношению к сдвигающим силам (давление воды, льда, волн и пр.) обеспечивается в основном силами трения по основанию, пропорциональными собств. весу плотины.
Г, п. - весьма распространённый тип плотин, применяемый как на скальных (Бухтарминская, Красноярская ГЭС), так и на нескальных (водосливные плотины волжских гидроузлов) грунтах. Наиболее экономичные формы очертания поперечного профиля Г. п. близки к треугольнику или трапеции. Осн. параметр Г. п.- отношение толщины плотины по основанию к её высоте - зависит от характера грунта или пород основания и изменяется от 0,6 (скала) до 1,2 (глина). Наибольшая высота существующих Г. п. (1970) 284 м (плотина Гран-Диксанс в Швейцарии).
Наличие значит. запаса прочности в Г. п. позволяет облегчать их конструкции путём устройства широких температурных, осадочных швов (Братская ГЭС), пустот, заполняемых балластом, или без балласта (Боткинская ГЭС), продольных полостей и осуществления др. инж. мероприятий, улучшающих условия работы плотин и уменьшающих их стоимость. В. Н. Поспелов.
ГРАВИТАЦИОННАЯ ПОСТОЯННАЯ, коэффициент пропорциональности G в формуле, выражающей закон тяготения Ньютона F = G*тМ/r2, где F - сила притяжения, М и т - массы притягивающихся тел, r - расстояние между телами. Другие обозначения Г. п.: у или f (реже к2). Числовое значение Г. п. зависит от выбора системы единиц длины, массы, силы. В СГС системе единиц.
С = (6,673 ± 0,003)*10-8 дн*см2*г-2 или см3 * г-1 * сек-2, в Международной системе единиц
G = (6,673±0,003)*10-11 н*м2 *кг-2 или м3*кг-1*сек-2. Наиболее точное значение Г. п. получено из лабораторных измерений силы притяжения между двумя известными массами с помощью крутильных весов.
При вычислении орбит небесных тел (напр., спутников) относительно Земли используется геоцентрическая Г. п. - произведение Г. п. на массу Земли (включая её атмосферу):
GE = (3,98603 ± 0,00003) *1014м3 *сек-2.
При вычислении орбит небесных тел относительно Солнца используется гелиоцентрическая Г. п.-произведение Г. п. на массу Солнца:
GSS = 1,32718*1020м3*сек-2. Эти значения GE и GSS соответствуют системе фундаментальных астрономических постоянных, принятой в 1964 на съезде Междунар. астрономич. союза.
Ю. А. Рябов.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, излучение гравитационных волн, или волн тяготения, неравномерно движущимися массами (телами).
Существование гравитац. волн следует из общей теории относительности (теории тяготения) А. Эйнштейна, сформулированной им в 1916. Уравнения для гравитац. поля математически очень сложны и решены лишь для слабого поля. Решение соответствует поперечным волнам, распространяющимся со скоростью света в вакууме. Однако гравитац. волны до сих пор надёжно не обнаружены из-за их чрезвычайно малой интенсивности и крайне слабого взаимодействия с веществом. Хотя подавляющее большинство физиков убеждено в их существовании, окончательно вопрос о реальности Г. и. должен решить эксперимент.
Имеется большая аналогия между законами взаимодействия электрич. зарядов и гравитац. взаимодействием масс. Так, закон Кулона сходен с законом всемирного тяготения Ньютона, а уравнения электродинамики Максвелла - с уравнениями Эйнштейна для слабого гравитац. поля. Поэтому и законы Г. и. по форме очень близки к законам излучения электромагнитных волн. Источником электромагнитных волн являются электрич. заряды, движущиеся с ускорением, причём мощность электромагнитного излучения тем больше, чем больше заряд и его ускорение. Аналогично, источником Г. и. может быть любое движущееся с ускорением тело. Роль "гравитационного заряда", создающего поле тяготения, играет при этом гравитационная масса тела Мгр или, точнее (чтобы получилась размерность заряда),
величина (G)1/2Мrp, где G - гравитационная постоянная, входящая как в закон всемирного тяготения, так и в уравнения Эйнштейна. При неравномерном движении массы гравитац. поле может отрываться от создавшей его массы и распространяться самостоятельно в виде гравитац. волн.
Мощность Г. и., в полной аналогии с электродинамикой, определяется величиной гравитац. заряда и его ускорением, но она очень мала. Причина этого прежде всего в малости гравитац. постоянной G, определяющей "силу" гравитац. взаимодействия. Из всех известных типов взаимодействий гравитац. взаимодействие - самое слабое. Так, для двух электронов оно в 1042 раз слабее их электромагнитного взаимодействия. Кроме того, в отличие от электрич. зарядов, все гравитац. заряды (гравитац. массы) имеют один и тот же знак, причём удельный гравитац. заряд - отношение гравитац. заряда к инертной массе тела,
[0711-12.jpg]- один и тот же для всех тел и равен [0711-13.jpg] (т. к. из опыта следует, что гравитац. масса при обычном выборе гравитац. постоянной строго равна массе инертной). Поэтому (аналогично электромагнитному излучению системы электрич. зарядов одного знака с одним и тем же удельным зарядом) Г. и. одних частей тела, движущегося с ускорением, будет обязательно частично компенсироваться излучением др. частей этого тела (неполная компенсация происходит только за счёт нек-рого расстояния между отд. частями излучающей массы). Такое излучение, как и сам излучатель, наз. квадрупольным. Т. о., переменное движение к.-л. массы может привести лишь к квадрупольному излучению гравитац. волн, интенсивность к-рого очень мала.
Малоэффективны и приёмники гравитац. волн - гравитац. антенны, к-рые также должны быть квадрупольного типа. Гравитац. антенной может служить любая пара масс или протяжённое тело и чувствит. устройство, регистрирующее малые относительные смещения масс. Гравитац. волна создаёт переменное поле ускорений, распространяющееся со скоростью света с. Амплитуда этого поля убывает обратно пропорционально расстоянию от излучателя. Две массы гравитац. антенны, находящиеся на нек-ром расстоянии друг от друга в этом поле ускорений, будут колебаться друг относительно друга с частотой излучения. Малая величина относительного смещения масс затрудняет обнаружение Г. и.
Мощность Г. и., к-рая может быть получена в лабораторных условиях от передатчика (генератора) реальных размеров, крайне мала (порядка 10-20 вт). Поэтому производятся попытки обнаружить Г. и. от источников внеземного происхождения. Самыми надёжными из них (постоянно действующими) являются близкие массивные двойные звёзды с относительно небольшим периодом обращения (1,5-4 ч) и массами компонентов порядка массы Солнца (к таким источникам относится, напр., двойная звезда WZ из созвездия Стрелы). Мощность Г.и. таких звёзд ~ 1023 вт. Это соответствует поверхностной плотности потока Г. и. вблизи Земли порядка 10-13 ст/м2. Большую плотность потока (10-4 - 104 вт/м2) можно ожидать при нек-рых взрывных процессах на звёздах.
В расчёте на такие всплески Г. и. внеземного происхождения амер. физик Дж. Вебер (1966) создал приёмник Г. и., в к-ром гравитац. антенной служил алюминиевый цилиндр дл. 1,5 м и массой 1,5 т. Цилиндр подвешен на тонких нитях к раме, состоящей из стальных блоков, проложенных резиновыми прокладками (антисейсмич. фильтр). Цилиндр и рама помещены в вакуумную камеру, а вся установка размещена вдали от индустриальных помех.
Кварцевые пьезодатчики, наклеенные вдоль цилиндра, преобразуют механич. колебания в электрич. сигналы. Чувствит. усилитель (в к-ром для снижения тепловых колебаний входной контур охлаждён до темп-ры жидкого гелия) позволяет регистрировать механич. колебания цилиндра, соответствующие движению одного торца цилиндра относительно другого с амплитудой 2 * 10-14 см. Второй цилиндр с такими же частотными характеристиками помещён на расстоянии ~1000 км от первого. На нём также укреплены пьезодатчики. Электрич. сигналы с обоих цилиндров поступают на схему совпадений, чтобы отличить всплески Г. и. (к-рое должно синхронно возбуждать колебания в обоих цилиндрах) от всплесков тепловых колебаний (к-рые не коррелированы, т. е. не совпадают во времени). Схема совпадений вырабатывает выходной импульс, если сигналы превышают нек-рый выбранный пороговый уровень и если они соответств. образом сдвинуты по времени.
Установка работала в течение длит. времени и было обнаружено неск. десятков совпадающих всплесков, примерно в 10 раз превышающих шумовой уровень. Возможно, что наблюдалось совместное возбуждение обоих цилиндров гравитац. волнами от нек-рого общего источника. Однако плотность потока Г. и., соответствующая зарегистрированным всплескам, составляет неск. десятков тыс. вт/м2, что является довольно большой величиной для наиболее вероятных расстояний до взрывных источников внеземного происхождения. Дальнейшие экспериментальные исследования должны подтвердить или опровергнуть результат, полученный Вебером. Чувствительность установки Вебера не очень велика (104 вт/м2), но она не является предельно достижимой.
Обнаружение Г. и. от источников внеземного происхождения открыло бы новый канал информации о физ. процессах в космосе.
Лит.: Вебер Д ж., Общая теория относительности и гравитационные волны, пер. с англ., М., 1962; Брагинский В. Б., Гравитационные волны и попытки их обнаружения, "Земля и Вселенная", 1965, № 5; его же, Гравитационное излучение и перспективы его экспериментального обнаружения, "Успехи физических наук", 1965, т. 86, в. 3, с. 433 - 46; Брагинский В.Б., Руденко В. Н., Релятивистские гравитационные эксперименты, там же, 1970, т. 100, в. 3, с. 395; Брагинский В. Б., Физические эксперименты с пробными телами, М., 1970, гл. 3. В. Б. Брагинский.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ОБОГАЩЕНИЕ полезных ископаемых, методы отделения полезных минералов от пустой породы по различию их плотности. Г. о. - древнейший метод обогащения полезных ископаемых, применявшийся за 2 тыс. лет до н. э. при разработке оловянных и золотых россыпей на Юж. Урале и Алтае. В 14-15 вв. были созданы аппараты для Г. о., явившиеся прототипом современных (напр., золото-промыват. машины К. Фролова). Г. о. подробно описано Г. Агрыколой (16 в.), одно из первых науч. обоснований дано М. В. Ломоносовым.
Наиболее широко Г. о. применялось в кон. 19 и нач. 20 вв., когда добыча полезных ископаемых резко возросла, а флотац. метод обогащения, успешно конкурирующий с гравитационным при обогащении мелких фракций, только начал развиваться. Г. о. не теряет своей актуальности, что связано с его принципиальными преимуществами - дешевизной и возможностью разделять разными методами частицы минералов широкого диапазона крупности (от 0,1 и до 300 мм).
Г. о. осуществляется в водной и возд. средах. В водной среде разделение происходит более чётко, что связано с большей плотностью воды. Однако сухое (т. н. пневматич.) Г. о. в ряде случаев имеет преимущество, поскольку не требует обезвоживания продуктов обогащения. Это особенно важно для р-нов с суровым климатом, где смерзание концентратов, напр. угольных, затрудняет их транспортировку. При Г. о. обычно используется сила земного притяжения, откуда и название метода; одновременно с силой тяжести в нек-рых случаях используется центробежная и электромагнитная силы.
Теория Г. о. основана на определении относит. скоростей перемещения частиц, отличающихся плотностью и размерами, в среде различной плотности. Впервые теория Г. о. была развита П. Риттингером (1867). Существ. развитие теория Г. о. получила в работах Г. Я. Дорошенко (1876), С. Г. Войслава (1884), В. А. Гуськова (1908), Р. Ричардса (1908), Т. Финкея (1940) и, особенно, П. В. Лященко (1940). Вначале были разработаны методы определения скорости падения одиночных частиц. При достаточно большой разнице скоростей происходит разделение: частицы большей плотности располагаются внизу, а меньшей - в верхней части слоя. При таком подходе для разделения частиц по плотности необходимо, чтобы частицы имели относительно близкие размеры (иначе очень крупное зерно малой плотности будет падать с такой же скоростью, как небольшое зерно большей,
и разделения не произойдёт). Однако на практике этот принцип не выдерживался, а разделение происходило. Расхождение между теорией и практикой пытались устранить введением понятия о т. н. стеснённых условиях движения частиц, при к-рых они перемещаются группой. Но при этом очень трудно учесть закономерности взаимного трения и перемещения частиц. Пытались также рассматривать процесс Г. о. как разделение крупных частиц в плотной взвеси частиц более мелких. Совр. теория Г. о. развита в 60-е гг. сов. учёными Э. Э. Рафалес-Ламарка, Н. Н. Виноградовым и др. Осн. внимание уделяется анализу расслоения как массовому статистич. процессу и свойствам взвесей, находящихся в статистически неустойчивом состоянии.
Разновидностями Г. о. являются отсадка, обогащение в тяжёлых суспензиях, концентрация на столах и шлюзах, обогащение в гидроциклонах, желобах и др.
При обогащении в тяжёлых суспензиях куски угля или руды погружаются в суспензию, состоящую из утяжелителя- мелких (доли мм) зёрнышек тяжёлых минералов (магнетита и др.) или сплавов (напр., ферросилиция) и воды. Плотность суспензии регулируется концентрацией в ней утяжелителя и достигает 3 г/см3. Куски, плотность к-рых выше плотности суспензии, погружаются на дно, менее плотные всплывают на поверхность и удаляются гребками (рис. 1). Этим достигается наиболее точное разделение кусков, даже при небольшом отличии их плотности. Другим преимуществом является возможность обогащать наиболее крупные куски (до 300 мм). Недостаток этого метода - в необходимости регенерации частиц утяжелителя суспензии. Этот метод Г. о. широко применяется в угольной (его роль сравнима с отсадкой) и в рудной (напр., при обогащении алмазных руд) отраслях пром-сти. Определённые перспективы имеет применение т. н. аэросуспензий, представляющих собой псевдосжиженный слой, получаемый при пропускании воздуха под давлением сквозь пористое днище, на к-рое насыпан мелкий утяжелитель. В таком слое тонут тяжёлые частицы и всплывают лёгкие почти так, как и в водных суспензиях. Однако при этом получаются сухие продукты.
Концентрация на столах и шлюзах основана на выпадении в нижний слой твёрдых зёрнышек повышенной плотности при течении смеси воды и частиц меньше 1 мм по наклонной плоскости. По способу удаления тяжёлой фракции различают отдельные аппараты: у концентрационных столов дека с нарифлениями колеблется поперёк потока и минералы различной плотности образуют на деке своеобразный веер (рис. 2); на шлюзах и вашгердах тяжёлые минералы улавливаются различными трафаретами, ворсистым материалом и пр., к-рыми покрыто днище жёлоба. В последние годы применяют наклонные струйные желоба разных конструкций, имеющие плоское и суживающееся к концу днище. Это сужение вызывает возникновение восходящих потоков воды, усиливающих расслоение материала по мере его перемещения по жёлобу. Большая простота и высокая производительность делают эти аппараты перспективными. Широко используются гидроциклоны, которые часто применяются совместно с тяжёлыми суспензиями (напр., для обогащения мелкого угля). Центробежная сила в сочетании с гравитац. применяется и в винтовых сепараторах. Особым вариантом Г. о. является разделение частиц в центрифугах в жидкостях повышенной плотности. В магнитогидродинамич. сепараторах "псевдоутяжеление" среды достигается наложением на электролит одновременно магнитного и электрич. полей.
Г. о. производится на обогатит. фабриках по схемам, предусматривающим подготовку материала, его обогащение и обработку получаемых продуктов. На рис. 3 приведена схема установки для комбинированного Г. о. угля, с использованием тяжёлой суспензии для крупного класса и отсадки - для мелкого. Часто практикуются комбинированные схемы, в к-рых не только сочетаются различные методы Г. о., но и Г. о. с др. методами обогащения - флотацией, магнитной сепарацией и с гидрометаллургией.
Совершенствование Г. о. связано с применением различных физ. и физико-хим. воздействий на обогащаемый материал и среду. Напр., улучшение разделения кусков разной плотности в тяжёлой суспензии достигается снижением её вязкости, добавлением реагентов-пептизаторов, сообщением вибраций.
[0711-14.jpg]
В ряде случаев добавляют реагенты-гидрофобизаторы (при обогащении в гидроциклонах, на концентрационных столах, в отсадочных машинах) и нек-рое кол-во воздуха. Производительность осн. оборудования- отсадочных машин, сепараторов и др. - непрерывно возрастает не только за счёт увеличения их размеров, но и гл. обр. вследствие улучшения режима работы и конструкции (напр., применение многоденных концентрац. столов).
Лит.: Лященко П. В., Гравитационные методы обогащения, 2 изд., М-- Л., 1940; Поваров А. И., Гидроциклоны, М., 1961; Марголин И. 3., Обогащение углей и неметаллических ископаемых в тяжёлых суспензиях, М., 1961; Полькин С. И., Обогащение руд и россыпей редких металлов, М., 1967; Акопов М. Г., Основы обогащения углей в гидроциклонах, М., 1967. В. И. Классен.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ, то же, что поле тяготения; см. Тяготение.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ, поле силы тяжести; силовое поле, обусловленное притяжением (тяготением) Земли и центробежной силой, вызванной её суточным вращением. Зависит также (незначительно) от притяжения Луны, Солнца и др. небесных тел и масс земной атмосферы. Г. п. 3. характеризуется силой тяжести (см. Гравиметрия), потенциалом силы тяжести и различными производными от него. Потенциал имеет размерность см2*сек-2. За единицу измерения первых производных потенциала, в т. ч. силы тяжести, в гравиметрии принимается миллигал (мгл), равный 10-3 см*сек-2, а вторых производных - этвеш (Е), равный 10-9 сек-2. Часть потенциала силы тяжести, обусловленная только притяжением масс Земли, наз. потенциалом земного притяжения, или геопотенциалом.
Для решения практич. задач потенциал земного притяжения представляется в виде ряда
[0711-15.jpg]
где [0711-16.jpg]- геоцентрич. расстояние; [0711-17.jpg] - геогр. широта и долгота точки, в к-рой рассматривается потенциал; Pnm - присоединённые функции Лежандра; GE- произведение постоянной тяготения на массу Земли, равное 398 603*109 м3*сек-2; а - большая полуось Земли; Спт и Snm - безразмерные коэффициенты, зависящие от фигуры Земли и внутр. распределения масс в ней. Гл. член ряда[0711-18.jpg] соответствует потенциалу притяжения шара с массой Земли. Второй по величине член (содержащий С20) учитывает сжатие Земли. Последующие члены, коэффициенты к-рых на три порядка и более меньше, чем С20, отражают детали фигуры и строения Земли. Из-за отсутствия точных данных об истинном распределении масс внутри Земли и о её фигуре невозможно непосредственно вычислить коэффициенты Спт и Snm. Поэтому они определяются косвенно по совокупности измерений силы тяжести на поверхности Земли и по наблюдениям возмущений в движении близких искусственных спутников Земли (ИСЗ). В табл. приведены результаты определения коэффициентов разложения, установленные на основе наблюдений движения ИСЗ. Аналогичными рядами описывается поле силы тяжести Земли. Для удобства решения различных задач Г. п. 3. условно разделяется на нормальную и аномальную части. Основная- нормальная часть, описываемая неск. первыми членами разложения, соответствует идеализированной Земле ("нормальной" Земле) простой геом. формы и с простым распределением плотности внутри неё. Аномальная часть поля меньше по величине, но имеет сложное строение. Она отражает детали фигуры и распределения плотности реальной Земли. Нормальная часть поля силы тяжести рассчитывается по формулам распределения ускорения нормальной силы тяжести[0711-19.jpg]. В СССР и др. социалистич. странах наиболее часто используется формула Гельмерта (1901-09):
[0711-20.jpg]
Формула Кассиниса (1930), называемая международной, имеет вид:
[0711-21.jpg]
Существуют другие, менее распространённые, формулы, учитывающие небольшое долготное изменение [0711-22.jpg], а также асимметрию Сев. и Юж. полушарий. Ведётся подготовка к переходу к единой новой формуле с учётом уточнённого абс. значения силы тяжести. С помощью формул распределения нормальной силы тяжести, зная высоты пунктов наблюдений, а также строение окружающего рельефа и плотности слагающих его пород, вычисляют аномалии силы тяжести, к-рые применяются для решения большинства задач гравиметрии.
Потенциал силы тяжести используется при изучении фигуры Земли, близкой к уровенной поверхности Г. п. 3., а также в астродинамике при изучении движения искусственных спутников в Г.п.З. (уровенной наз. поверхность, во всех точках к-рой потенциал имеет одинаковое значение; сила тяжести направлена к ней по нормали). Одна из уровенных поверхностей, к-рая совпадает с невозмущённой средней поверхностью океанов, наз. геоидом. По направлению силы тяжести устанавливается отвес и определяется положение астрономич. зенита. Поскольку уклонения отвеса приближённо равны отношению горизонтальной составляющей при-
Коэффициенты (умноженные на 10В) разложения потенциала земного притяжения в ряд по сферическим функциям, определённые по наблюдениям движения искусственных спутников Земли (по данным Смитсоновской астрофизической обсерватории, США, опубл. 1970) тяжения к силе тяжести, то знание их величин в определённом смысле позволяет судить и о Г.п.З.
т
0
1
2
3
4
5
С2т
-1082,63
-
2,41
-
-
-
S2m
-
-
-1,36
-
-
-
С3m
2,54
1,97
0,89
0,69
-
-
S3m
-
0,26
-0,63
1,43
-
-
С4т
1,59
-0,53
0,33
0,99
-0,08
-
S4т
-
-0,49
0,71
-0,15
0,34
-
C5m
0,23
-0,05
0,61
-0,43
-0,27
0,13
S5т
-
-0,10
-0,35
-0,09
0,08
-0,60
Вторые производные потенциала силы тяжести применяются при решении геологоразведочных и геодезич. задач. Вертикальный градиент силы тяжести, соответствующий нормальной части Г. п. 3., от полюса к экватору изменяется всего на 0,1% от его полной величины, равной в среднем для всей Земли 3086 этвеш. Намного меньше по абс. величине нормальные горизонтальные градиенты силы тяжести и вторые производные потенциала силы тяжести, характеризующие кривизну уровенной поверхности Земли. Аномальная часть вторых производных потенциала позволяет судить о плотностных неоднородностях в верхних частях земной коры. По величине она достигает в равнинных местах десятков, а в горных - сотен этвеш. В гравиметрической разведке, помимо вторых производных потенциала силы тяжести, используются третьи производные потенциала, получаемые путём пересчёта по аномалиям силы тяжести. Сила тяжести измеряется гравиметрами и маятниковыми приборами, а вторые производные потенциала силы тяжести - гравитационными вариометрами.
Лит.: Жонголович И., Внешнее гравитационное поле Земли и фундаментальные постоянные, связанные с ним, "Тр. Ин-та теоретической астрономии", 1952, в. 3; Бровар В. В., Магницкий В. А., Шимбирёв Б. П., Теория фигуры Земли, М., 1961; Грушинский Н. П., Теория фигуры Земли, М., 1963.
М. У. Сагитов, В. А. Кузиванов.
ГРАВИТАЦИОННОЕ СМЕЩЕНИЕ, изменение частоты электромагнитного излучения при его распространении в гравитац. поле; см. Красное смещение.
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ, поперечные волны, излучаемые ускоренно движущимися массами и распространяющиеся со скоростью света; см. Гравитационное излучение.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ВАРИОМЕТР, прибор для измерения вторых производных потенциала силы тяжести, характеризующих кривизну поверхности равного потенциала силы тяжести и изменение (градиент) силы тяжести в горизонтальном направлении (см. Гравитационное поле Земли). Г.в., измеряющие только градиенты силы тяжести, наз. градиентометрами (см., напр., Градиентометр гравитационный горизонтальный). Г.в. изобретён в кон. 19 в, венг. физиком Л. Этвешем. Г.в. состоит из лёгкого горизонтального или наклонного коромысла с укреплёнными или подвешенными на его концах на разной высоте массами; коромысло подвешивается на тонкой упругой крутильной нити. В неоднородном гравитац. поле Земли возникает действующий на массы коромысла момент гравитац. сил. Коромысло поворачивается вокруг нити до тех пор, пока момент сил притяжения не уравновесится моментом упругих сил закрученной нити Производные потенциала силы тяжести определяются по углу поворота коромысла Г.в., корпус к-poro последовательно устанавливается под различными углами к меридиану (в разных азимутах). Применяется фотографич. или визуальная регистрация. Конструкция Г. в. обеспечивает устранение влияния темп-ры, магнитного и электростатич. полей. Точность измерения Г.в. вторых производных потенциала силы тяжести ±(1 - 2)*10-9 сек-2. Г. в. применяют для изучения распределения неоднородностей плотности верхних слоев земной коры с геологоразведочными целями (см. Гравиметрическая разведка). Поскольку показания Г.в. зависят также от действия масс, составляющих рельеф земной поверхности, для учёта их влияния необходимо детально знать рельеф в ближайшей окрестности места проведения измерений.
М. У. Сагитов.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КАРОТАЖ, измерения гравиметрами силы тяжести в буровых скважинах с целью определения средних значений плотности горных пород на различной глубине в их естеств. залегании. Изменения плотности связаны с литологией пород, а в ряде случаев могут и непосредственно указывать на местоположение залежи полезного ископаемого (нефти, газа, угля, кам. соли, рудных тел). Г. к. вместе с электрич. каротажем позволяет с большей надёжностью дифференцировать геол. разрез, определять пористость пород и т. д.
Учёт притяжения толщи горных пород, плотность к-рых определена Т.к., обеспечивает также повышение точности интерпретации гравитац. аномалий, выявленных в результате наземных гравиметровых съёмок, особенно при изучении глубинного строения земной коры.
Г.к. производится гравиметрами, приспособленными для измерений приращения силы тяжести в буровых скважинах. Управление гравиметром дистанционное, отсчёты снимаются с пульта управления на поверхности Земли. Результаты определения плотности предоставляются в виде таблиц, графически в виде кривых (денсиграмм). При наличии неск. скважин, расположенных на одном профиле, строятся карты линий равных значений плотности (изоденс) в вертикальной плоскости, проходящей через эти скважины. Когда скважины распределены на площади, кроме карт изоденс в вертикальной плоскости, возможно построение карт изоденс в горизонтальных плоскостях для различных стратиграфич. горизонтов. См. также ст. Гравиметрическая разведка.
Лит.: Справочник геофизика, т. 5, М., 1968. П. И. Лукавченко.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС, см. Коллапс гравитационный.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПАРАДОКС, один из космологических парадоксов.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, потенциал силы притяжения. Частные производные Г.п. по направлениям равны составляющим силы притяжения по этим направлениям. Использование Г. п. иногда упрощает изучение свойств силового поля. Это обусловлено тем, что Т.п., будучи скалярной величиной, для своего задания требует знания только его величины, в то время как для определения силы необходимо знать ещё и её направление.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ РАДИУС, в общей теории относительности (см. Тяготение) радиус сферы, на к-рой сила тяготения, создаваемая массой т, целиком лежащей внутри этой сферы, стремится к бесконечности. Г. р. определяется массой тела т и равен rg = 2G т/с2, где G - гравитационная постоянная, с - скорость света. Г.р. обычных астрофиз. объектов ничтожно малы по сравнению с их действительными размерами; так, для Земли rg=0,9 см, для Солнца rg=3 км.
Если тело сжать до размеров Г.р., то никакие силы не смогут остановить его дальнейшего сжатия под действием сил тяготения. Такой процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом, может происходить с достаточно массивными звёздами (как показывает расчёт, с массой больше двух солнечных масс) в конце их эволюции: если, исчерпав ядерное "горючее", звезда не взрывается и не теряет массу, то, сжимаясь до размеров Г. р., она должна испытывать релятивистский гравитационный коллапс. При гравитационном коллапсе из-под сферы радиуса rg не может выходить никакое излучение, никакие частицы. С точки зрения внешнего наблюдателя, находящегося далеко от звезды, с приближением размеров звезды к гg время неограниченно замедляет темп своего течения. Поэтому для такого наблюдателя радиус коллапсирующей звезды приближается к Г. р. асимптотически, никогда не становясь меньше его.
И. Д. Новиков.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ТЕКТОГЕНЕЗ, 1) формирование структур земной коры в результате медленного сползания под влиянием силы тяжести масс горных пород по склонам крупных тектонич. поднятий. Исходными процессами, обусловливающими Г.т., являются вертикальные движения земной коры, приводящие к образованию поднятий и прогибов. Соскальзывая вниз, слоистые осадочные толщи сминаются сами и сминают в складки породы, залегающие у подножья растущих поднятий. 2) Любые движения масс внутри земной коры под действием силы тяжести, в т. ч. всплывание относительно лёгких пород из-под более тяжёлых.
Последний процесс ведёт, в частности, к образованию диапировых складок. Многие исследователи предполагают, что перемещения вещества в недрах Земли под влиянием силы тяжести лежат в основе всех тектонич. деформаций (см. также Тектоника). Е. М. Рудич.
ГРАВИТАЦИЯ (от лат. gravitas - тяжесть), то же, что тяготение.
ГРАВИТОН, квант поля тяготения, имеющий нулевую массу и спин 2. Экспериментально пока не обнаружен. См. Тяготение.
ГРАВЮРА (от франц. gravure), 1) печатный оттиск на бумаге (или на сходном материале) с пластины ("доски"), на к-рой вырезан рисунок; 2) вид иск-ва графики, включающий многообразные способы ручной обработки досок (см. Гравирование) и печатания с них оттисков. В зависимости от того, какие части доски покрываются краской при печати, различаются выпуклая и углублённая Г.; нередко к Г. относят и литографию ("плоская Г."), создание к-рой не связано с процессами гравирования. Г. использует присущие графич. иск-вам средства художеств. выразительности (контурная линия, штрих, пятно, тон, иногда также цвет) и применяется в характерных для графики целях - для выполнения иллюстраций, шрифта и украшений в книгах и др. печатных изданиях, альбомов, станковых листов (эстампов), лубков, листовок, экслибрисов, произв. прикладного назначения и т. д. Специфич. особенности Г. заключаются в её тиражности (т. е. в возможности получать значит. число равноценных оттисков), а также в её своеобразной стилистике, связанной с работой в б. или м. твёрдых материалах.
В выпуклой Г. все свободные от рисунка участки доски с помощью ножей, стамесок, долот или резцов (штихелей) углубляются на 2-5 мм. Рисунок, т. о., возвышается над фоном, образуя рельеф с плоской поверхностью. Краска на неё накладывается тампонами или накатывается валиком, после чего к доске вручную или прессом равномерно придавливается бумага, на к-рую переходит изображение. К выпуклой Г. относятся Г. на дереве (ксилография) и на линолеуме (линогравюра), а также применявшаяся до кон. 15 в. рельефная Г. на металле (пластины из меди, латуни, олова или свинца обрабатывались штихелем). "Обрезной" ксилографии (где на досках продольного распила из мягких пород дерева линии и пятна рисунка обрезаются ножом, а дерево между ними выбирается долотом) присущи контрастные соотношения белого и чёрного, обобщённость рисунка, зачастую приобретающего повышенно эмоциональное звучание. В "торцовой" ксилографии (где на досках поперечного распила из твёрдых пород дерева прорезаются штихелем тонкие штрихи, выходящие белыми в оттиске) комбинации штрихов позволяют создавать тон разной насыщенности, что часто использовалось для репродуцирования живописи и тонального рисунка. Сходная по технике линогравюра обычно более контрастна и часто имеет крупный неровный штрих.
В углублённой Г. рисунок механич. или хим. (протравливание кислотой) средствами углубляется в металлич. пластине (из меди, латуни, цинка, железа, стали); краска набивается тампонами в углубления, и доска, покрытая влажной бумагой, прокатывается между валами печатного станка. Чёткую чисто линейную структуру имеет резцовая гравюра (прорезание штихелем линий в поверхности металла), причём направлением линий и их меняющейся толщиной выразительно передаётся пластика изображаемого предмета. Свободная, живописная игра линий в офорте (процарапывание рисунка гравировальной иглой в покрывающем доску кислотоупорном лаке с последующим травлением доски) и Г. сухой иглой (процарапывание рисунка иглой прямо на доске) позволяет выразить движение, становление, тонкие свето-воздушные, эмоциональные, психологич. нюансы; возможность непринуждённого выражения замысла привлекала к этим видам Г. живописцев, скульпторов, архитекторов. Богатство тональных оттенков достигается в Г. акватинтой (протравливание доски сквозь поры прилипшего к ней смолистого порошка), пунктирной манерой (комбинации точек, выбитых в доске пунсонами или же нанесённых сквозь лак иглами и рулетками и затем протравленных), лависом (рисование на доске кислотой, наносимой кистью), меццо-тинто (выглаживание гладилкой светлых мест изображения на доске, к-рой с помощью гранильника придана сплошная шероховатость).
Многие виды углублённой Г. - отдельно или в различных сочетаниях с др. видами - часто служили репро-дукц. целям. Прямо имитируют карандашный рисунок Г. карандашной манерой (разновидность пунктирной манеры) и мягким лаком (рисование карандашом на бумаге, положенной на покрытую жирным лаком доску; лак прилипает в местах рисунка к бумаге и снимается вместе с ней, обнажая для травления поверхность доски). Традиц. материалы в наше время часто заменяются новыми: дерево-пластиком, металл-оргстеклом и т. д.
Как выпуклая, так и углублённая Г. может быть цветной. Краски могут наноситься тампонами на разные участки одной доски. При другом способе каждая краска наносится на особую обработанную лишь в соответствующих частях доску, а изображение возникает в результате последоват. оттискивания всех досок на одном листе. Фиксированная в оттиске стадия работы гравёра над доской называется "состоянием". У нек-рых художников известно до двух десятков состояний одной гравюры. С 15 в. гравёры часто обозначают свои работы именем или монограммой. Позже появилась система лат. обозначений (часто сокращённых): invenit - задумал, создал композицию, fecit - исполнил, pinxit - написал (картину, с к-рой выполнена Г.), sculpsit - вырезал, delineavit - нарисовал, excudit - издал.
Возникновение Г. связано с ремёслами, где применялись процессы гравирования: ксилография - с резьбой, в т. ч. на досках для набойки, резцовая Г. - с ювелирным делом, офорт - с украшением оружия. Бумага - материал для оттисков - появилась в нач. н.э. в Китае (где Г. упоминается с 6-7 вв., а первая датированная Г. относится к 868), а в Европе в ср. века. Обществ. интерес к Г. с её тиражностью появился в Европе в нач. эпохи Возрождения - с ростом самосознания личности, с расширившейся потребностью в распространении и индивидуальном восприятии идей. Тогда же определилось тяготение Г. к обобщённости и символичности художеств. языка. Первые европ. ксилографии религ. содержания, нередко раскрашенные от руки, появились на рубеже 14-15 вв. в Эльзасе, Баварии, Чехии, Австрии ("Св. Христофор", датиров. 1423); затем в этой технике исполнялись сатирич. и аллегорич. листы, азбуки, календари. Ок. 1430 возникли "блочные" ("ксилографические") книги, для к-рых изображение и текст вырезались на одной доске. Ок. 1461 напечатана первая наборная книга, иллюстрированная гравюрами на дереве; такие книги печатались в Кёльне, Майнце, Бамберге, Ульме, Нюрнберге, Базеле; во Франции часословы часто иллюстрировались выпуклыми Г. на металле. Нем. и франц. Г. 15 в. отличалась декоративностью, контрастами чёрного и белого, подчёркнутыми контурами, готич. ломкостью штриха. К кон. 15 в. два направления книжной Г. сложились в Италии: во Флоренции значит. роль играл интерес к орнаменту, а Венеция и Верона тяготели к чёткости линий, трёхмерности пространства и пластич. монументальности фигур.
Резцовая Г. возникла в 1440-х гг. в Юж. Германии или Швейцарии ("Мастер игральных карт"). В 15 в. нем. анонимные мастера и М. Шонгауэр использовали тонкую параллельную штриховку, нежную моделирующую светотень. В Италии А. Поллайоло и А. Мантенья применяли параллельную и перекрёстную штриховку, добиваясь объёмности, скульптурности форм, героич. монументальности образов. А. Дюрер завершил искания мастеров Возрождения, сочетая характерную для нем. Г. виртуозную тонкость штриха с присущей итальянцам пластич. активностью образов, наполненных глубоким философским смыслом; драматизм и лирика, героич, и жанровые мотивы появились и в ксилографиях по его рисункам. Г. послужила оружием острой социальной борьбы в Германии ("летучие листки") и Нидерландах (гравюры круга П. Брейгеля Старшего).
В нач. 16 в. в Италии родилась репро-дукц. Г. резцом, воспроизводящая живопись (М. Раймонди); как реакция на её обезличенную плавную штриховку, чётко выявляющую форму, развились офорт с его свободой штриха, эмоциональностью, живописностью, борьбой света и тени (А. Дюрер, А. Альтдорфер в Германии, У. Граф в Швейцарии, Пармиджанино в Италии) и "кьяроскуро" - цветная ксилография с обобщённой лепкой формы, близкими оттенками тона (У. да Карпи, Д. Беккафуми, А. да Тренто в Италии, Л. Кранах, X. Бург-кмайр, X. Бальдунг Грин в Германии). Свободой и подчас драматичностью замысла выделялись резцовые Г. нидерландца Луки Лейденского и француза Ж. Дюве. В 16 в. книжная ксилография появляется в Чехии, России, Белоруссии, Литве и на Украине в связи с издательской деятельностью Франциска Скорины, Ивана Фёдорова, Петра Мстиславца и др.
В 17 в. господствовали репродукционная Г. резцом (во Фландрии - П. Саутман, Л. Ворстерман, П. Понтиус, воспроизводившие картины П. П. Рубенса; во Франции - К. Меллан, Р. Нантёй и др. мастера портретной Г., отличавшейся в лучших образцах тонкостью понимания характеров, чистотой линейного стиля) и офорт, в к-ром широко проявилось разнообразие индивидуальных исканий - остро гротескное восприятие пестроты и противоречий совр. жизни у лотарингского мастера Ж. Калло, взаимодействие света и атмосферы в классицистич. пейзажах француза К. Лоррена и в пасторальных сценах итальянца Дж. Б. Кастильоне, непосредственность восприятия психологич. состояний в портретах фламандца А. ван Дейка. Наиболее цельной была голл. школа офорта (не уступавшего живописи по значению), для к-рой характерны интимное ощущение жизни и природы, малый формат, расчёт на рассматривание вблизи, тонкость светотени, картинность композиции, чёткое разделение жанров (анималистич. офорты П. Поттера, жанровые - А. ван Остаде, пейзажные - А. ван Эвердингена и т.д.). Особое место принадлежит пейзажным офортам X. Сегерса, выразившего драматич. ощущение гигантских масштабов мира, и Я. Рёйсдала, передавшего героич. дух дикой природы, а особенно офортам Рембрандта, в к-рых свободная динамика штриха, движение света и тени выражают и психологич. становление характеров, и взлёт духовной творческой энергии, и конфликт этич. начал. В 17 в. Г. на металле, подчас с реалистич. мотивами, распространилась в России (С. Ушаков, А. Трухменский, Л. Бунин), на Украине (А. и Л. Тарасевичи, И. Щирский), в Белоруссии (М. Вощанка). С кон. 17 в. развивался русский лубок.
Г. 18 в. характеризуется обилием репродукц. техник: для воспроизведения живописи и рисунка виртуозно используются резцовая Г. (П. Древе во Франции, Дж. Вольпато и Р. Морген в Италии), часто с офортной подготовкой (Н. Кошен, Ф. Буше во Франции, Г. Ф. Шмидт в Германии); изобретённая в 17 в. тоновая Г. меццо-тинто (портретные Г. англ. мастеров Дж. Р. Смита, В. Грина, пейзажные - Р. Ирлома) и новые тоновые техники- пунктир (Ф. Бартолоцци в Англии), акватинта (Ж. Б. Лепренс во Франции), лавис (Ж. Ш. Франсуа во Франции), карандашная манера (Ж. Демарто, Л. М. Бонне во Франции); блестящими мастерами цветной акватинты были французы Ф. Жанине, Ш. М. Декурти и особенно Л. Ф. Дебюкур. Оригинальный офорт отличался мягкостью, текучестью линий, тонкой игрой света (А. Ватто, О. Фрагонар, Г. де Сент-Обен во Франции, Дж. Б. Тьеполо, А. Каналетто в Италии). Офортом и резцом исполнены сатирич. листы У. Хогарта (Англия), жанровые, в т. ч. книжные, миниатюры Д. Н. Ходовецкого (Германия), грандиозные архит. фантазии Дж. Б. Пиранези (Италия). Г. использовались в книгах и альбомах, как украшение интерьеров и как форма художеств. публицистики (офорты англ. карикатуристов - Дж. Гилрея, Т. Роулендсона; лубки времени Великой франц. революции). В России в 1-й пол. 18 в. резцом гравировались патриотич. аллегории, батальные сцены, портреты, гор. виды (А. Ф. Зубов, И. А. Соколов, М. И. Махаев); во 2-й пол. 18-нач. 19 вв. выдвинулись мастера портретной (Е. П. Чемесов, Н. И. Уткин), пейзажной и книжной (С. Ф. Галактионов, А. Г. Ухтомский, К. В. и И. В. Ческие) резцовой Г., пунктира (Г. И. Скородумов), меццо-тинто (И. А. Селиванов), лависа (Н. А. Львов, А. Н. Оленин); к офорту обращались архитекторы (В. И. Баженов, М. Ф. Казаков, Ж. Тома де Томон), скульпторы и живописцы (М. И. Козловский, О. А. Кипренский), первые рус. карикатуристы (А. Г. Венецианов, И. И. Теребенёв, И. А. Иванов).
В 18 в. наступил расцвет япон. ксилографии, первые импульсы к-рой были получены из Китая (где были распространены иллюстрации, альбомы, лубки, а с 16 в. цветные ксилографии). В 17 в. в Японии появились иллюстрированные книги ("Исэ-мон |
