Ugrás a tartalomhoz

Fizikai kislexikon

Patkós András (2007)

Typotex Elektronikus Kiadó Kft.

J

J

Jahn–Teller-effektus

A molekula torzulása, amely arra készteti a molekulát, hogy olyan alakot vegyen fel, amelyben kötőpályái nem elfajultak. Ezt az effektust néha a spontán szimmetriasértés példájának tekintik. A Jahn–Teller-effektushoz soroljuk bizonyos átmeneti fémek komplexeit, amelyekben a fémiont hat liganduma nem szabályos, hanem torzult oktaéder alakban veszi körül. H. A. Jahn és Teller Ede csoportelméleti módszerekkel jósolta meg 1937-ben ennek a jelenségnek a létezését.

Jeans instabilitás

A világűrben a gázfelhők sűrűség fluktuációinak következében fellépő instabilitás, ez a gázfelhőben az anyag összecsomósodásához és gravitációs összehúzódásához vezet. A folyamat feltételeit Sir James Hopfwood Jeans (1877–1946) dolgozta ki a newtoni mechanika keretein belül. A probléma általános relativitáselméletre épülő vizsgálata képezi alapját a struktúrák kialakulását tárgyaló elméleteknek.

Jedlik Ányos

(1800–1895) A Komárom megyei Szimőn született, földműves szülők gyermekeként. Gimnáziumi tanulmányai után belépett Pannonhalmán a bencés rendbe. 1822-ben Pesten avatták bölcsészdoktorrá. Fiatal győri tanárként készítette el az első elektromágneses forgó készüléket. Feljegyzései igazolják, hogy megelőzte azokat, akiket az elektromotor felfedezőiként ismernek, bár eredményeit nem publikálta. A szikvízkészítés eljárását viszont 1829-ben szabadalmaztatta. 1840 és 1878 között a pesti tudományegyetem fizika és mechanika professzora. Az 1840-es években szerepe van a német-magyar tudományos szótár létrejöttében, nevéhez olyan magyar elnevezések fűződnek, mint pl. dugattyú, merőleges, tehetetlenségi nyomaték. ő írta az első magyar nyelvű fizika tankönyvet. 1858-ban rájött a dinamó elvére és 1861-re elkészítette első gépét, így évekkel megelőzte a dinamoelektromos elv feltalálójaként elismert Siemenst. 1858-tól a Magyar Tudományos Akadémia tagja. 1873-ban a bécsi világkiállításon a Siemens vezetésével működő bírálóbizottság a Haladás érmével tünteti ki Jedlik „villámfeszítő” berendezését (feszültség-sokszorozóját). 1878-as nyugdíjazása után helyét Eötvös Loránd veszi át. 91 éves korában a megalakuló Mathematikai és Physikai Társulat 1. számú tagja lesz. Győrben hunyt el.

jel

Olyan paraméter, ami információt hordoz, s általa ez az információ elektronikai rendszerekben vagy áramkörökben továbbítható. A jel gyakran egy feszültségforrás, amelynek amplitúdója, frekvenciája és hullámalakja változtatható.

jelölés (címkézés)

Egy vegyületben egy stabil atom kicserélése ugyanezen atom radioaktív izotópjával abból a célból, hogy a vegyület útja - radioaktív sugárzása detektálásán keresztül - nyomon követhető legyen a biológiai illetve mechanikai rendszerekben. Bizonyos esetekben az atom különböző stabil izotópjait is felhasználják erre a célra, ebben az esetben a nyomkövetést tömegspektrométerrel valósítják meg. A vegyületet, amely mind radioaktív, mind pedig a szokásostól eltérő stabil izotópot tartalmazhat, jelölt (címkézett) vegyületnek nevezik, a megfelelő atomot pedig jelölő atomnak (címkének). Ha egy vegyület egy hidrogénatomját a vegyület összes molekulájában trícium atomra cserélik, a vegyületet tríciumizált vegyületnek nevezik. Egy radioaktív anyaggal megjelölt vegyület kémiailag és fizikailag ugyanúgy viselkedik, mint a vele megegyező stabil atomot tartalmazó vegyület, jelenléte azonban könnyen detektálható Geiger számláló alkalmazásával. Az eljárás elnevezése radioaktív nyomkövetés, melyet széleskörűen alkalmaznak a kémiában, a biológiában, az orvostudományban és a mérnöki tudományokban. Például felhasználható arra, hogy a karboxilsav alkohollal való reakciója folyamatának - melynek során észter keletkezik - pontos részleteit nyomon követhessük:

Ahhoz, hogy meghatározzuk, hogy az észterben lévő, nem a karbonil gyökhöz tartozó oxigén vajon a savból vagy az alkoholból származik-e, a reakciót megjelölt vegyülettel végezzük el, melyben a sav hidroxil csoportjának oxigén atomját atommal jelöltük meg. Azt kapjuk, hogy a keletkező vízmolekula , vagyis az észterben lévő oxigénatom az alkoholból és nem pedig a savmolekulából származik.

jel–zaj viszony

Az elektromos kommunikációs eszközöknél, különösen a rádiózásban (lásd rádióhíradás) és televíziózásban (lásd televízió) használt fontos viszonyszám. Ebben az összefüggésben a zaj elektromos zavart jelent, ami nem kívánatos interferenciát (sercegést, zúgást) okoz a rádiókészülékben és hózáporszerűen rontja a tévé képminőségét. Külső elektromos készülék, például villanymotor is okozhat elektromos zajt, de az elektronok véletlenszerű mozgása által kiváltott áramingadozás is. A jel–zaj viszonyt a jel amplitúdójának és a zaj közepes amplitúdójának a hányadosaként adjuk meg.

jobbkéz-szabály

Lásd Ampère-szabály

Joliot-Curie, Iréne

(1897–1956) Francia fizikus Marie és Pierre Curie lánya, akit édesanyja és annak tudományos munkatársai tanítottak. 1921-ben a Rádium Intézetben kezdett dolgozni, amelynek 1946-ban igazgatója lett. 1926-ban férjhez ment Frédéric Joliot-hoz (1900–1958). 1935-ben megosztott kémiai Nobel díjat kaptak a mesterséges radioaktivitás előző évi felfedezéséért.

Josephson-jelenségek

Elektromos jelenség; akkor figyelhető meg, ha (alacsony hőmérsékleten) két szupravezető anyagot vékony szigetelőréteg választ el egymástól (rendszerint valamilyen 10 m-nél vékonyabb oxidréteg). Ha szokásos fémes vezetők között van ilyen elválasztó réteg, akkor azok között az alagúteffektus jóvoltából folyhat némi áram. De ha az anyagok félvezetők (lásd félvezető), akkor váratlan dolgok történnek:

(1) A gáton szupraáram folyhat át, vagyis a szigetelőrétegnek nulla az ellenállása.

(2) Ha ennek az áramnak az erőssége meghalad egy bizonyos kritikus értéket, akkor megszűnik ez a fajta vezetés; a szigetelőréteg ilyenkor már csak a „szokásos” alagútáramot engedi át, és a két félvezető között feszültségkülönbség alakul ki.

(3) Ha a kritikus áramerősség-érték alatt mágneses mezőbe kerül a két félvezetődarab, akkor az áramsűrűség az átmenetben szabályosan változik a távolsággal. Az átmeneten átlépő áram eredő erőssége függ a mágneses mező erősségétől. Ha ez az erősség nő, akkor az eredő áramerősség a nullától nő valamilyen maximális értékig, azután nullára esik vissza, majd megint növekszik egy már kisebb maximumig, megint leesik és így tovább. Ha a mágneses mező erőssége meghalad egy kritikus értéket, akkor az átmenetben megszűnik a szupravezetés és az átmenetben feszültségkülönbség alakul ki.

(4) Ha az átmenetre feszültséget kapcsolnak, akkor nagyfrekvenciás váltakozó áram alakul ki; ennek az áramnak a frekvenciája függ a potenciálkülönbség nagyságától.

Az ilyen típusú átmenetet Josephson-átmenetnek nevezik; két vagy több szupravezető útvonallal összekapcsolt ilyesfajta átmenet alkotja a Josephson-interferométert. Ezeknek az átmeneteknek a jóvoltából meg lehet mérni bizonyos fizikai alapállandók értékét, feszültségszabványt lehet felállítani és igen pontosan lehet mérni a mágneses mezők erősségét. A nagy sebességű számítógépek logikai alkatrészeiben is fontos alkalmazásuk lehet majd. Josephson-átmenetekkel nagyon gyorsan ( 6 pikoszekundum alatt) lehet állapotokat átkapcsolni. Ezeknek az átmeneteknek nagyon kicsi az energiaigényük, és akkor sem termelnek különösebben nagy hőt, ha szorosan egymás mellett vannak. A jelenségek B. D. Josephsonról (1940–) kapták a nevüket; Josephson 1962-ben elméleti úton jutott arra, hogy léteznie kell ilyesfajta jelenségnek.

Joule-hő

Egy vezetőben, a vezetőn átfolyó áram következtében keletkező hő. A termelt hő mennyiségét a Joule-törvény adja meg.

Joule-törvény

1. Az ellenálláson ideig áram áthaladása során termelt hőmennyiséget a kifejezés adja meg.

2. Adott tömegű ideális gáz belső energiája független a gáz térfogatától és a nyomásától, csak a hőmérséklet függvénye. Ez a törvény csak ideális gázokra érvényes (amelyekre egyben a termodinamikai hőmérséklet definícióját is szolgáltatja), mivel valódi gázokban a molekulák közötti erők miatt a belső energia is megváltozik, ha változik a térfogat. Lásd még Joule-Thomson effektus.

Joule–Thomson-effektus

Egy gáznak porózus dugattyúval elválasztott, alacsonyabb nyomású tartományba történő kiterjedése során fellépő hőmérséklet-csökkenése. A reális gázok többségére e folyamat során a molekulák közötti erőhatással szembeni munkavégzés miatt csökken a hőmérséklet. Ez eltérést okoz a Joule-törvénytől. Általában a Boyle-törvény is sérül, amely végeredményben egyaránt vezethet hőmérséklet-csökkenésre vagy -növekedésre, mivel a nyomás és a térfogat szorzata a külső munkavégzést adja. Adott nyomáson megadható az ún. inverziós hőmérséklet, amelyen a Boyle-törvénytől eltérő viselkedésből származó hőmérséklet-növekedést kompenzálja a Joule-törvényt sértő csökkenés. Ekkor a hőmérséklet a folyamatban állandó. Az inverziós hőmérséklet felett a kiterjedés során a gáz melegszik, alatta lehűl. Az effektust James Joule fedezte fel William Thomsonnal (a későbbi Lord Kelvinnel) együttműködésben.

j–j csatolás

A sokfermionos rendszerek egy csatolási típusa, amelynek példája az elektronoké olyan atomban és a nukleonoké olyan atommagban, amelyekben a spin–pálya kölcsönhatásokhoz társított energia jóval nagyobb az elektrosztatikus taszítás energiájánal. A nagy rendszámú, sok elektronos atomok multiplettjeit a j–j csatolás jellemzi. Az atommag héjmodelljében a multiplettek j–j csatolásával magyarázzák a mágikus atommagokat. Sok atom multiplettjei a j–j csatolás és a Russell–Saunders-csatolás között középhelyzetben vannak. Ez az tény közbülső csatolásként ismert.