Ugrás a tartalomhoz

Fizikai kislexikon

Patkós András (2007)

Typotex Elektronikus Kiadó Kft.

R

R

racém keverék (racemát)

Olyan keverék, amely egyenlő arányban tartalmazza valamely optikailag aktív anyag (+)- vagy - és ( ) vagy -alakú összetevőit. A racém keverékeket a vagy -előtagokkal jelölik (azaz -tejsav). A racém keverék nem mutat optikai aktivitást.

rács

Lásd rács (elektroncsőé), optikai rács.

rács (elektroncsőé)

Izzókatódos elektroncsőben, vagy katódsugárcsőben a katód és az anód között elhelyezett hálószerű elektróda, amellyel az elektronok katód és anód közötti áramlását lehet szabályozni. A rácsra kapcsolt változó, ingadozó potenciál az anódáramban hasonló, de felerősített ingadozásokat eredményez. Ez képezi az elektroncsöves erősítők alapját. Katódsugárcsövekben a rács szabályozza az elektronnyaláb intenzitását és ezáltal a kép fényerejét a képernyőn.

rácsmértékelmélet

A mértékelméletek egy olyan megfogalmazása, számítási módszere, melyben a teret és az időt diszkrétnek, nem pedig folytonosnak tekintik. A rácstérelméletben végzett számítások után még el kell végezni a folytonos elméletbe való határátmenetet. A rácstérelméletet arra használják, hogy számításokat végezzenek az erősen kölcsönható mértékelméletekben, mint például a kvantumszíndinamikában, melyekben az elmélet sok fontos tulajdonsága nem kapható meg a perturbációszámítással. A rácsmértékelmélet különösen alkalmas numerikus és sok számítást igénylő számítások elvégzésére. A statisztikus fizikából átvett módszerek jól alkalmazhatóak a rácstérelméleti számítások során. A fermionok rácsra tételénél problémák lépnek fel, bár különböző próbálkozásokat tesznek, hogy sikerüljön túljutni ezen a problémán.

rácsozat

(optika) Finom vonalakból álló hálózat a távcső vagy egy mikroszkóp szemlencséjén vagy a mikroszkóp állványzatán, vagy egy katódsugár-oszcilloszkóp képernyőjén. Mérési célokat szolgál.

radar (rádiódetektálás és távolságmérés)

Távoli tárgyak (mint például hajók és repülők) jelenlétét, helyét és mozgási irányát érzékelő módszer, amely arra támaszkodik, hogy ezek a tárgyak visszaverik a centiméteres hullámhosszú elektromágneses sugárzás nyalábjait. Navigációhoz és irányításhoz egyaránt használják. A radar készülékben van egy rádiófrekvenciás (gyakran impulzusszerű) elektromágneses sugárzást kibocsátó adó, amelynek a jelét egy mozgatható antennába táplálják, amely azt nyalábként sugározza ki. Ha a nyalábot megszakítja egy szilárd objektum, akkor a sugárzás energiájának egy része visszaverődik az antennába. Az antenna által felfogott jeleket egy vevőegységbe vezetik, ahol azt felerősítik és detektálják. Egy szilárd testről visszaverődő visszhangot a detektor kimeneti jelének hirtelen megnövekedése mutatja. Az idő (t), amely alatt az impulzus odaér, majd visszaverődik az objektumról, lehetővé teszi, hogy a tárgy távolságát (d) kiszámolják a egyenletből, ahol a fénysebesség. Egyes rendszerekben a tárgy sebessége a Doppler-effektus felhasználásával megmérhető. A detektor kimenetét általában egy katódsugárcső képernyőjén jelenítik meg a legkülönbözőbb formákban (lásd ábra).

radián

Lásd ívmérték.

rádióadás

Rádióhullámok közvetítése egy adóantennától valamely vevőantennához. A sugárzás többféle útvonalon haladhat (lásd az ábrát). A látósugarú földhullám, a visszavert földhullám és a felületi hullám összességét földhullámnak (troposzféria-hullámnak) hívják. Az visszaverődött hullámokat (ionoszféria-hullámokat) az ionoszféra veri vissza, és ezek nagytávolságú adást tesznek lehetővé. Az ionoszférában levő atomok és molekulák ionizációját nagyrészt a napból származó ultraibolya és röntgensugárzás okozza, emiatt a körülmények nappal mások, mint éjjel. Az ionoszféra alacsonyabb, E-régiójában éjjel, a napfény hiányából fakadóan az ionizáció csökken, az ionok és elektronok rekombinálódnak. A ritkább (magasabb) F-régióban azonban kevesebb az ütközés az ionok és elektronok között, így éjjel kisebb a rekombináció mértéke. Emiatt éjjel az F-régió a hatékonyabb visszaverő.

A televízió-közvetítéshez használt UHF és VHF hullámok kis visszaverődéssel áthatolnak az ionoszférán. Ennélfogva nagytávolságú TV közvetítés csak műholdak közbeiktatásával lehetséges. Lásd még rádióhíradás.

radioaktív bomlási sorozatok

Radioaktív izotópok sorozata, melyben a sorozat minden egyes tagja az előző izotópból keletkezett. A sorozat egy stabil izotóppal zárul. Három természetes előfordulású radioaktív sorozat van, melyek első eleme a tórium-232 (tórium sorozat), az urán-235 (aktínium sorozat) és az urán-238 (urán sorozat). Mindhárom sorozat az ólom egy izotópjával végződik. Egy negyedik radioaktív sorozat, a neptúnium sorozat első eleme a mesterséges plutónium-241, amely neptúnium-237-re bomlik, a sorozat utolsó eleme a bizmut-209.

radioaktív egyensúly

Egy radioaktív bomlási sorozatban elért azon egyensúly, melyben minden egyes izotóp bomlási aránya megegyezik a keletkezési arányával. Ennek az lesz a következménye, hogy egy adott mintában található különböző izotópok bomlási üteme (rátája) a radioaktív egyensúly elérése után megegyezik. Például az urán sorozatban mikor az urán-238 tórium-234-re bomlik, a tórium kezdeti keletkezési rátája meghaladja a bomlási ütemet, így a minta tóriumtartalma növekedni fog. Ahogy azonban a tórium mennyisége növekszik, az aktivitása is növekszik, és végül bekövetkezik az az állapot, amikor a tórium keletkezési üteme megegyezik a tórium bomlási rátájával. Ettől kezdve a mintában a tórium aránya már állandó marad. A tórium bomlása során protaktínium-234 keletkezik, egy bizonyos idővel azután, hogy a tórium mennyisége stabilizálódott, a protaktínium mennyiségének aránya is stabilizálódni fog. Miután a radioaktív sor összes izotópjának aránya stabilizálódott, azt mondjuk, a minta radioaktív egyensúlyban van. Egyszerű összefüggés van az egyes izotópok mennyisége és a hozzájuk tartozó felezési idők között: , ahol az az egyes izotópok darabszáma pedig rendre a felezési idejük.

radioaktív eredetű

Radioaktív bomlás során kapott anyag jelzője, ilyen például az uránból keletkezett ólom. A radiometrikus kormeghatározás (radioaktív kormeghatározás) arra szolgáló módszer, hogy egy tárgy korát meghatározzuk egy, a tárgyban található speciális radioizotóp koncentrációjának és ugyanezen elem stabil izotópja koncentrációjának arányából. Például a régészetben a tárgyak – például egy csont – kora megbecsülhető a szén-14 izotóp és a szén-12 izotópok arányából. Lásd még radioaktív kor.

radioaktív hulladék (nukleáris hulladék)

Minden olyan szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú hulladék, amely radioaktív izotópokat tartalmaz. Ezek a hulladékok a radioaktív ércek bányászatánál és feldolgozásánál, a nukleáris erőművek és más reaktorok normális működésénél, nukleáris fegyverek gyártásánál, kórházakban és kutatólaboratóriumokban keletkeznek. Mivel az erősen radioaktív hulladékok különösen veszélyesek lehetnek az élő anyagra, továbbá olyan radioaktív izotópokat is tartalmazhatnak, melyek felezési ideje többezer év, így elhelyezésük nagyon szigorú ellenőrzést igényel.

Az erősen radioaktív hulladék (például az elhasznált nukleáris tüzelőanyag) megköveteli, hogy mesterségesen hűtsék, ezért azt akár több évtizedig a hulladék előállítójának kell tárolnia, mielött elszállítják. A közepesen radioaktív hulladékot (például a feldolgozás során keletkezett radioaktív iszapot vagy reaktor alkotórészeket) először szilárdítják, betonnal keverik, acéltartányokba csomagolják, majd az erőmű speciális helyein tárolják, mielőtt mély bányákban vagy a tenger fenekén betonkamrákban eltemetnék. Az alacsony szintű radioaktív anyagokat (például olyan szilárd vagy folyékony anyagokat, amelyek csak kismértékben szennyezettek radioaktív anyagokkal) acéltartályokban helyezik el betonárkokban kialakított speciális telepeken. Az Egyesült Királyságban 1988-ban a nukleáris ipar és a kormányzat egy társaságot (a Nirex Kft.-t) alapított arra, hogy a radioaktív hulladék kezeléséről és elhelyezéséről gondoskodjon. Működnek ezenkívül nukleáris hulladékot újrafeldolgozó üzemek is Dournreay-ban és Sellafield-ben (Thermal Oxide Reprocessing Plant). Más országokban is hasonló intézkedések vannak érvényben. 1983 óta semmilyen radioaktív hulladékot – még acéltartályokba zárt bebetonozottat sem – helyeztek el az Atlanti óceán mélyében.

radioaktivitás

Bizonyos atommagok spontán bomlása alfa-részecskék (hélium atommagok), béta-részecskék (elektronok vagy pozitronok) vagy gamma sugárzás (rövid hullámhosszú elektromágneses sugárzás) kíséretében.

A természetes radioaktivitás a természetben előforduló radioaktív izotópok spontán szétbomlásának eredménye. Sok radioizotóp három úgynevezett radioaktív sorozatba rendezhető. Az atommagok bomlásának arányára nincsenek hatással sem a kémiai változások, sem pedig az egyéb, környezetükben bekövetkező szokásos mértékű változások. A radioaktivitás sok atommag esetén mesterségesen is létrehozható, ha neutronokkal vagy más részecskékkel bombázzák őket. Lásd még felezési idő, ionizáló sugárzás, sugárzási mértékegységek.

radioaktív kor

Egy archeológiai vagy geológiai minta radioaktív bomláson alapuló módszerekkel meghatározott kora. Lásd szén kormeghatározás, hasadási-nyom kormeghatározás, kálium-argon kormeghatározás, rubidium-stroncium kormeghatározás, urán-ólom kormeghatározás.

radioaktív nuklid

Radioaktív izotóp (magyarban a nuklid elnevezést nem használják).

radioaktív nyomkövetés

Lásd jelölés.

radiobiológia

A biológia egyik ága. Egyrészt a radioaktív anyagok élő szervezetre kifejtett hatásával foglalkozik, másrészt anyagcsere folyamatokat vizsgál radioaktívan jelzett anyagok segítségével (lásd jelölés).

rádiócsillag

Lásd rádióforrás.

rádiócsillagászat

Az égitestek által kibocsátott rádiófrekvenciás jelek vizsgálata. A csillagászatnak ez az ága 1932-ben született, amikor Karl Jansky (1905–40) amerikai mérnök először észlelt a Föld atmoszféráján kívülről érkező rádióhullámokat. Lásd rádióforrás, rádiótávcső.

rádiócső

Lásd elektroncső.

rádióforrás

Csillagászati objektum, amelyről rádiótávcsővel megfigyelték, hogy rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzást bocsát ki. A Galaxisban többek közt rádióforrás a Jupiter, a Nap, a pulzárok és a szinkrotron sugárzásból származó háttérsugárzás. A Galaxison kívüli rádióforrások közé tartoznak a spirálgalaxisok, rádiógalaxisok és kvazárok is. A rádióforrásokat korábban formálisan rádiócsillagoknak nevezték.

rádiófrekvenciák

A körülbelül 3 kilohertztől 300 gigahertzig húzódó frekvenciatartomány, amelybe eső elektromágneses sugárzást rádiójelek továbbításához, adásához használják. Ezt nyolc egyenlő sávra osztották fel, amelyek a következő elnevezéseket kapták: nagyon alacsony frekvencia, alacsony frekvencia, közepes frekvencia, nagy frekvencia, nagyon nagy frekvencia és extrém nagy frekvencia.

rádiógalaxis

Egy a Galaxison kívüli rádióforrás, amelyet azonosítottak egy optikailag látható galaxissal. A rádiógalaxisokat az különbözteti meg a közönséges galaxisoktól, hogy közel milliószoros ( ) a kibocsátott rádióteljesítményük (azaz akár W is lehet, nem pedig csak W). A rádiófrekvenciás energia forrásához erőteljes aktivitás tartozik, többek közt a galaxis a magjából relativisztikus részecskenyalábokat (jeteket) bocsát ki. Egy javaslat szerint a kvazárok energiaforrása egy a magban elhelyezkedő szupernehéz fekete lyuk.

radiográfia

Olyan eljárás vagy technika, amelynek során sugárzás (részecskesugarak, elektromágneses sugarak vagy rövid hullámhosszú sugárak, például röntgen- vagy gamma-sugarak) alkalmazásával átlátszatlan tárgyról fotográfiai filmen vagy fluoreszcens képernyőn képet hozunk létre. A képet előállító eszközt radiográfnak nevezzük.

Az orvosi radiográfia esetében a beteg testének valamely részét röngensugarakkal világítjuk meg, ami árnyékképet hoz létre a testrész mögé helyezett filmen. A kép az által alakul ki, hogy a test különféle közegei eltérő mértékben nyelik el a sugárzást. Az elnyelés mértéke három fő tényezőtől függ:

1. A közeg gyengítési tulajdonságai. Ezt szokásosan a közeg gyengítési együtthatójával jellemezzük.

2. A közeg sűrűsége.

3. A közeg vastagsága.

A legnagyobb gyengítést a csont okozza, ezt követik a lágy szövetek, majd a levegővel teli üregek. Hagyományos radiográfiával nehezen lehet megkülönböztetni egymástól a különféle lágy szövettípusokat (például a májat és a vesét), mivel azok gyengítési karaktere és sűrűsége is hasonló. A csont képe viszont jól elválik a körülötte lévő lágy szövetekétől, például az izmokétól.

Ha nagyobb kontrasztra van szükség, akkor kontrasztanyagot, például báriumot lehet igénybe venni a vizsgálathoz. A kontrasztanyag jól abszorbeálja a röntgensugarakat, s így lehetővé teszi az egyébként rejtve maradó anatómiai jellegzeteségek megfigyelését is. Vese-, arteriális és bélfunkciók vizsgálhatók ezzel a módszerrel, különféle kontrasztanyagok alkalmazása mellett.

Amikor a röntgensugár kölcsönhat a közeg valamely atomjával, több lehetséges mechanizmus is okozhatja a röntgensugár gyengülését. A gyengülési mechanizmus függ a sugárzás energiájától. A legfontosabb gyengülési mechanizmusok a következők:

Egyszerű szóródás: akkor figyelhető meg, ha a röntgensugárzásnak nincs elegendő energiája ahhoz, hogy ionizálja az atomot. Ilyenkor a sugár jelentős energiaváltozás nélkül eltérül.

Fényelektromos jelenség: a röntgensugár teljes energiáját átadja az atom egy elektronjának, s ezzel ionizálja az atomot (lásd fényelektromos jelenség).

Compton-szóródás: a nagyenergiájú röntgensugár ütközik az atom egy elektronjával, s annak mind energiát, mind impulzust átadva. A röntgensugár energiát veszítve lökődik vissza (lásd Compton-effektus).

Párkeltés: ez a jelenség csak nagyon nagy energiákon figyelhető meg. A röntgensugár az atommag erőterében spontán módon egy elektron-pozitron párt kelt.

Az alábbi táblázat a különféle gyengítési mechanizmusok küszöbértékeit, valamint az elnyelő közeg rendszámától és a röntgensugárzás energiájától való függésüket mutatja.

Folyamat

A gyengítés változása a sugárzás energiájával

A gyengítés változása a közeg rendszámának függvényében

Az energiatartomány, amelyben a mechanizmus domináns

egyszerű szóródás

1–20 keV

fényelektromos jelenség

1–30 keV

Compton-szóródás

-vel fokozatosan csökken

független

30 keV–20 MeV

párkeltés

-vel lassan nő

20 MeV felett

   

A diagnosztikai célú röngensugárzás optimális energiája a fényelektromos jelenség tartományába esik. 30 keV körül a röntgensugárzás gyengítési mechanizmusait a fényelektromos jelenség uralja, s ez nagyobb kontrasztot eredményez az eltérő rendszámú atomokból álló közegek között. Az a tény, hogy a fényelektromos jelenség által uralt tartományban a gyengítés -vel arányos azt jelenti, hogy a különböző atomszámmal rendelkező közegek jobban megkülönböztethetők lesznek egymástól.

A levegő „átlagos rendszáma" nagyobb, mint a lágy szöveteké, amelyek legnagyobb részt szénből ( C) és hidrogénből ( H) állnak. Kis átlagos sűrűsége miatt azonban a levegő mégsem képes erőteljesen legyengíteni a röntgensugárzást. Másfelől a báriumnak a rendszáma 56, így erőteljesen gyengít, ezért is alkalmas lenyelve illetve beöntés formájában kontrasztanyagnak.

A diagnosztikai célú radiográfiától elvárjuk, hogy jó minőségű képet adjon a szervezet belső struktúráiról. Ez azt jelenti, hogy a képnek kontrasztosnak és élesnek kell lennie. Ezért fontos megakadályozni, hogy olyan sugarak is eljussanak a filmre, amelyek előzőleg a test számos különböző részén szóródást szenvedtek. Ezt a beteg és a film közé helyezett ráccsal érhetjük el, ahogy az az ábrán is látható.

A rács keskeny ólomcsíkokból áll, amely keresztülengedi a nem szóródott fősugarat, de elnyeli a véletlenszerűen szóródott sugarakat. Miközben az átvilágítás megtörténik, a rács egésze oszcillál azért, hogy a felvételre ne vetüljön rá magának a rácsnak a saját, jól definiált röntgenárnyéka. Még mielőtt a röntgensugarak kölcsönhatásba kerülnének a beteg testével, egy diafragmával beállítják a nyaláb szélességét. Ennek eredménye egy viszonylag jól definiált sugárnyaláb, amit most már a kiszemelt tartományra lehet irányítani. A széles sugár nem jó, mert nemkívánatos szóródást generál, továbbá szükségtelenül nagy dózissal terheli a páciens szervezetét. Kisebb intenzitású sugárzás hosszabb expozíciós idővel, elvben javítja a kontrasztot. Hosszabb megvilágítás esetén azonban a páciens önkéntelen mozgása miatt a felvétel elmosódott lehet. Röntgenletapogatás során a tárgy szerkezetének természetes felnagyításával is számolni kell, mivel a röntgensugárforrás pontszerűnek tekinthető. A röntgenkép nagyobb lesz, mintha a vizsgált struktúra síkra vetett vetülete. A valóságban a röntgenforrás nem pontszerű, s a képet ezért egy árnyék, egy viszonylag elmosódottabb tartomány övezi. Minél inkább pontszerű a forrás, annál kisebb a kép árnyéka.

rádióhíradás

Az információ továbbításának olyan formája, amelyben a továbbító eszköz az elektromágneses sugárzás. Az adókészülék a továbbítandó információnak megfelelően modulálja a vivőhullámot. A modulált vivőhullámot azután az adóantennára juttatják, ami a légkörön vagy a világűrön keresztül továbbítja. A vevőantenna a vivőhullám frekvenciájára hangolható rezonáns áramkör részét képezi, így a vevőkészülékbe már csak a küldött jelet továbbítja, amit az felerősít és demodulál. Ezáltal a vevőkészülék az eredeti információ másolatát szolgáltatja. Lásd még rádióadás.

rádió-interferometria

Lásd rádiótávcső.

radioizotóp (radioaktív izotóp)

Egy elem radioaktív izotópja. Lásd jelölés.

radioizotópos képalkotás

Az a képalkotás, amely arra szolgál hogy információt nyerjünk a test különböző szerveinek működéséről a szervezetbe bejuttatott radioizotópok, mint sugárforrás segítségével. A módszert széleskörűen használják az orvostudományban a daganatok, a rák lokalizálására továbbá a testfolyadékok áramlásának vizsgálatára.

Az alfa- és a béta-sugárzás nem használható a képalkotás módszereként, mivel midkettő elnyelődik a szövetekben, ami az egészséges sejteket további szükségtelen dózisterhelésnek tenné ki. A gamma sugárzás azonban csak kevéssé abszorbeálódik a szövetekben, és így kényelmesen detektálható a testen kívül. A test vizsgált tartományából kisugárzott gamma sugárzás mind pásztázó detektorral, mind gamma kamerával észlelhető (lásd az ábrát).

A pásztázó detektorban a sugárzási detektort egy armatúrára szerelik, amely – mint az az ábrán látható – egyenesek mentén mozoghat. A páciens testéből származó, a radioizotópok által kibocsátott sugárzást az észlelő detektor elektronikája elektromos jellé alakítja át. A jel egy fényforrás fényének erősségét szábályozza. A fényforrás pontosan másolja a detektor mozgását, ami lehetővé teszi, hogy megkapjuk a radioizotóp eloszlásának képét.

A gamma kamerában a páciens testébe juttatott radioizotópok által kisugárzott gamma sugárzás eloszlását egy kollimátor mögött elhelyezett nátrium-jodid kristályok sorozatával detektálják. A nátrium jodid kristályokban minden egyes gamma foton hatására egy fényfelvillanás jön létre. A fényfelvillanásokat a tömb alakban elrendezett fotosokszorozók felerősítik. Az elrendezés lehetővé teszi, hogy minden egyes fotosokszorozó a test vizsgált tartományának különböző részeihez tartozzon. Az elektronikus áramkörök a fotosokszorozó jeleit elektromos potenciálkülönbséggé alakítják át, amelyet a katódsugár oszcilloszkóp X és Y eltérítő lemezeire kapcsolnak, hogy a radioizotóp eloszlásának egy kétdimenziós képét hozzák létre.

A radioizotópokat gyakran beinjekciózzák a páciensbe oldatként, vagy néha radioizotópokat hordozó antitestek formájában. Általában tisztán gamma sugárzó 60–40 keV tartományba eső radioizotópokat választanak. Az izotópot úgy kell kiválasztani, hogy megfelelő felezési ideje – tipikusan néhány óra – legyen, hogy a sugárzási dózist minimalizálják. Az aktivitásnak azonban elég magasnak kell maradnia ahhoz, hogy a klinikai vizsgálatokat el tudják végezni. Az is fontos, hogy a radioaktív izotópok és az őket hordozó folyadék ne legyen mérgező és steril legyen. Szokásosan két izotópot használnak erre a célra, a jód-131-et ( ) és a technécium-99-et ( ). A -t nukleáris reaktorban gyártják, úgy hogy tellurral ( ) neutronokat fogatnak be. A létrejövő izotópok béta-sugárzás kibocsátásával -ra bomlanak.

A keletkező jódot ezután kémiai módszerekkel elválasztják a tellurtól. A felezési ideje 8 nap, béta sugárzással bomlik, amely lehetővé teszi, hogy pajzsmirigyrákot (lásd radiológia) kezeljenek vele. Bomlása során azonban gamma sugárzást is kibocsát (360 keV), ami használható a detektálására:

A 8 nap felezési idő ideális a klinikai alkalmazás céljára. Az izotópot a pajzsmiriggyel kapcsolatos kutatásokra szokták használni, mivel a pajzsmirigy kiválasztja a jódot a véráramból. A leképzéshez használt metastabil állapotban van, azaz az izotóp hosszú felezési idővel gerjesztett állapotban marad. A metastabil (jelölése szokásosan ), gamma sugárzás kibocsátásával bomlik alapállapotba. A a molibdén radioizotóp béta bomlása során keletkezik:

Az ebben a láncban szereplő második folyamat felezési ideje 6 óra, amely ideális a rövid idejű kilinikai vizsgálatok céljára. Az általa kibocsátott gamma sugárzás energiája 160 keV, amely könnyen detektálható. A reakció során nem keletkeznek veszélyt okozó béta részecskék.

A atommagok – annak alapján, ahogy az izotópok keletkeznek és elhagyják a szerkezetet – egy gyakran ’Mo-tehén’-nek vagy ’molibdén tehén’-nek nevezett szerkezetből nyerhetők. A szerkezet működése a -nak egy speciálisan preparált ammónium-molibdenát oszlopból való elválasztásán alapul. Az oszlopban lévő molibdént a nukleáris reaktor uránjának hasadási termékeként állítják elő. A metastabil technécium az oszlopban pertechnát ion alakjában fordul elő, amely az oszlopon sóoldatot áramoltatva át kicserélhető klorid ionokkal. így a pertechnát ionok eltávolíthatók az oszlopból, a még el nem bomlott molibdenátot hátrahagyva. A ’tej’-hez hasonló folyadék, amely az oszlopot elhagyja, steril és kompatibilis a vérrel. A -t sok helyen alkalmazzák mind a gazdag vérellátású agy, mind pedig a szegény vérellátású daganatok képalkotásában.

radiokarbon kormeghatározás

Lásd szén kormeghatározás.

radiokémia

A kémia radioaktív vegyületekkel és az ionizációval foglalkozó ága. Magában foglalja a radioaktív elemek vegyületeinek tanulmányozását, a radioaktív atomot tartalmazó vegyületek előállítását és használatát. Lásd jelölés, radiolízis.

radiolízis

Az ionizáló sugárzás használata kémiai reakciók létrehozása céljából. A használt sugárzás tartalmazhat alfa részecskéket, elektronokat, neutronokat, röntgensugarakat, vagy radioaktív anyagokból illetve gyorsítókból nyert gamma sugarakat. Az energiaátadás ionokat és gerjesztett állapotokat hoz létre, melyek további reakciót okoznak. Egy speciális alkalmazási területe a radiolízisnek a rövid élettartamú, vízben és más poláros oldószerekben szolvatált elektron (egy oldatban lévő szabad elektron) keletkezése.

radiológia

A röntgensugarak, a radioaktív anyagok és más ionizáló sugárzások tanulmányozása és orvosi célra történő felhasználása, főként diagnosztikai célból (diagnosztikai radiológia), valamint a rák és hasonló betegségek kezelésére (lásd sugárterápia).

rádiólokáció

Távoli objektumok helyének meghatározása radar segítségével.

radiometrikus kormeghatározás (radioaktív kormeghatározás)

Lásd kormeghatározási módszerek, radioaktív kor.

rádiótartományban átlátszó

Sugárzásra nézve átlátszó, különösen röntgen és gamma sugárzásra.

rádiótávcső

Elektromágneses sugárzásokat észlelő és mérő berendezés, amely olyan rádiófrekvenciás jeleket képes detektálni, amelyek átjutottak a Föld légkörének rádióablakán és elérték a Föld felszínét. A Világegyetemben nagyon különböző rádióforrások fordulnak elő, a rádiótávcsöveknek mind folytonosan kibocsátott jeleket, mind diszkrét színképvonalakat detektálniuk kell. A lehető legjobb szögfelbontásra van szükségük, hogy a rádióforrás részletei tanulmányozhatók legyenek, továbbá képesnek kell lenniük gyenge jelek felfogására is. A legegyszerűbb rádiótávcső egy irányítható parabolaantennából (paraboloid alakú fém lap, „tányér”) és kiegészítő erősítőkből áll. A paraboloid alakú tükör felülete a bejövő jelet a gyújtópontba tükrözi. Ebben a pontban a rádiófrekvenciás jeleket akár 1000-szeresükre erősítik és egy alacsonyabb, közvetítő frekvenciatartományba konvertálják mielőtt vezetékeken a vezérlő épületbe továbbítanák. Itt a közvetítő frekvenciás jelet újra felerősítik, és az érzékelő és kijelző egységbe továbbítják. A parabolatükör felszínéről a gyújtópontba érkező rádiójeleknek egy fázisban kell lenniük, ezért a tükör felületét rendkívül pontosan kell elkészíteni. Például egy 100 m átmérőjű tükörnek milliméteren belüli pontosságúnak kell lennie 1 cm hullámhosszú rádiójelek vételéhez. Ahhoz, hogy ilyen nagy méretű és rendkívül pontos tükrök építésével járó problémákat megelőzzék, kifejlesztették a rádió-interferometriát. A módszer lényege, hogy vezetékekkel összekötött több kisebb antenna hálózata helyettesíti a nagyméretű antennát. A Földdel együtt forgó, úgynevezett apertúra szintézis eljárásban mindössze néhány, megfelelően elhelyezett kisebb antennával is lehetséges egy óriási antennát szimulálni a Föld forgásának a felhasználásával. A legkisebbeket leszámítva a forgatható parabolatükrök mind fémhálóból készülnek, hogy a szél átfújhasson rajtuk. Néhány nagyon nagy parabolatükröt a földfelszínbe süllyesztve építettek meg.

rádium

Vegyjele Ra. Radioaktív, fémes, a periódusos rendszer 2. (régebben IIA) csoportjába tartozó elem; rendszáma 88, relatív atomtömege 226.0254, sűrűsége 5.5 g/cm , olvadáspontja 700℃, forráspontja 1140℃. Uránércekben (például szurokércben) fordul elő. Legstabilabb izotópja a rádium-226 (felezési ideje 1602 év), amely radonná bomlik. Különböző kutatásoknál radioaktív sugárforrásként, valamint bizonyos mértékig a radioterápiában használják. Az elemet elsőként Marie és Pierre Curie különítette el 1898-ban szurokérc minta vizsgálata során.

radon

Vegyjele Rn. Színtelen, radioaktív, gáz halmazállapotú elem, a periódusos táblázat 18. (nemesgázok) csoportjába tartozik; rendszáma 86, relatív atomtömege 222, sűrűsége 9.73 g/dm , olvadáspontja ℃, forráspontja ℃. Legalább húsz izotópja ismert, a legstabilabb a radon-222 (felezési ideje 3.8 nap). A rádium-226 bomlásánál keletkezik, alfa sugárzással bomlik. Radioterápiánál használják. A radon megtalálható a természetben, különösen olyan speciális területeken, melyek grániton fekszenek, amit egészségi kockázatnak tekintenek. Mivel a radon nemesgáz, így gyakorlatilag közömbös, bár néhány vegyületét, például radonfluoridot elő lehet állítani. Elsőként William Ramsay és Robert Whytlaw-Gray (1877–1958) izolálta 1908-ban.

rakéta

Olyan űrjármű vagy lövedék, amit lökhajtás hajt a világűrön vagy légkörön keresztül, valamint a saját hajtóanyagát és oxidálószerét is magával hordozza. Tehát az emelőerő, a tolóerő és az oxigénellátás tekintetében egyaránt független a föld légkörétől, és ez az egyetlen ismert jármű, amely a föld légkörét képes elhagyni. A rakétamotorokat (vagy rakétahajtóműveket) szilárd vagy folyékony kémiai üzemanyag hajtja, amely a rakéta által szállított oxidálószerben ég el. A fő hajtóművek tipikus kétkomponensű hajtóanyag-kombinációi közé tartozik a folyékony hidrogén folyékony oxigénnel. A kisebb, pozícionáló rakétákhoz hidrazint használnak dinitrogén-tetroxid oxidálószerrel. A tolóerőt ionizált gázok és plazmák segítségével előállító, kísérleti rakétahajtóműveket is teszteltek már A rakétahajtóművek teljesítményét a fajlagos impulzusukkal mérik.

RAM

Véletlen hozzáférésű memória. Ez a számítógép fő memóriaegysége, amelyet integrált áramkörökből konstruálnak. Az adatokat csak időlegesen – bekapcsolt tápegység esetén – tárolja. A RAM „cellák" sorából áll, melyek mindegyikében 1 bit adat helyezhető el. A cellák teljesen függetlenek, ezért mindegyikük elérhetőségi ideje rögzített (természetesen igen gyors) – ezt jelenti a „véletlen" jelző.

Raman-effektus

Az elektromágneses sugárzás szóródásának egy fajtája, amikor valamilyen közegen áthaladva a fény frekvenciája és fázisa is megváltozik. A Raman-szóródás intenzitása egyszázada a folyadékokban való Rayleigh-szóródásénak; ezért csak 1928-ban fedezték fel. A lézerek kifejlesztése előtt a jelenségnek nem volt gyakorlati alkalmazása.

A Raman-spektroszkópiában lézerfényt bocsátanak át valamilyen közegen és a szóródást spektroszkópiai módszerekkel elemzik. A közeg által szórt monokromatikus fény Raman-spektrumában fellelhető új frekvenciák jellemzőek az illető közegre. Rugalmatlan és szuperelasztikus szóródás egyaránt megfigyelhető. A molekulaszerkezet meghatározásának és a kémiai analízisnek is fontos eszköze ez a technika. A jelenséget Sir C. V. Raman (1888–1970) indiai tudós fedezte fel. Elméletileg H. A. Kramers és Werner Heisenberg jósolta meg 1925-ben.

Ramsden-okulár

Optikai eszközökben használt szemlencse, amely két egyforma, domború felületükkel szembefordított síkdomború lencséből áll. A két lencse távolsága a fókusztávolságuk kétharmada. Jesse Ramsden (1735–1800) brit optikai eszközkészítő fedezte fel.

Rankine-féle hőmérsékleti skála

A Fahrenheit-féle hőmérsékleti skálára alapuló abszolút hőmérsékleti skála. Ennek a skálának az abszolút nulla pontja, 0 R a hőmérsékletnek felel meg, a jég olvadáspontja (32 F) tehát -nek. Ezt a fajta skálát W. J. M. Rankine gondolta ki.

Rankine–Clausius-körfolyamat

Egy hőerőgép működésének körfolyamata. Ez a fajta körfolyamat közelebb áll a valóságos gőzgépek körfolyamataihoz, mint a Carnot-féle. Ez tehát kisebb termikus hatásfokot is jósol, mint a Carnot-féle körfolyamat. Ebben a körfolyamatban (lásd az illusztrációt) a hő olyan állandó nyomáson jut a rendszerbe, amelyen a víz egy kazánban túlhevített gőzzé változik át. Ez a gőz állandó entrópián egy hengerben nyomásúvá tágul. A hőleadás ezen a nyomáson kondenzációval történik, és az így kondenzálódott víz nyomását az entrópia állandó értéke mellett egy szivattyúban -re növelik. Ezt a körfolyamatot W. J. M. Rankine (1820–1870) skót mérnök tervezte meg.

Raoult-törvény

Egy oldószer anyag parciális gőznyomása arányos az anyag móltörtjével. Ha az oldószernek a gőznyomása (a benne feloldott anyagokéval együtt) és a móltörtje (az oldószer mólszáma osztva az oldatban levő anyagok teljes mólszámával), akkor ; itt a tiszta oldószer gőznyomása. Az ennek az összefüggésnek eleget tevő oldatot ideális oldatnak nevezik. Ez a törvény általában véve csak híg oldatokra érvényes, bár bizonyos folyadékkeverékekre a teljes koncentrációtartományban is igaz. Az ilyen oldatokat tökéletes oldatnak nevezik; ez olyan oldatokról mondható el, amelyekben a különféle tiszta anyagok molekulái között közelítőleg olyan erők hatnak, amilyenek az oldatot alkotó anyagok azonos molekulái között. A Raoult-féle törvénytől való eltérés az oka az ún. azeotrópok kialakulásának. Ezt a törvényt François Raoult (1830–1901) francia kémikus fedezte fel.

raszter

A televíziókészülék katódsugárcsövének, vagy más képi megjelenítést adó berendezésnek a képernyőjén a képsorok mintázata.

r.a.t.

Lásd relatív atomtömeg.

Rayleigh, Lord

(John William Strutt, 1842–1919) Brit fizikus, a Cambridge-i Egyetemen dolgozott, majd magán laboratóriumot építtetett. Ebben a laboratóriumban végzett munkája során fedezte fel a Rayleigh szórást (lásd elektromágneses sugárzás szórása). Dolgozott továbbá még akusztikában, elektromos kísérletekben és optikában. Együtt dolgozott William Ramsey-vel az argon felfedezésében. 1904-ben fizikai Nobel-díjjal tünteték ki.

Rayleigh-kritérium

Lásd felbontóképesség.

Rayleigh scattering

Lásd elektromágneses sugárzás szórása.

Rayleigh–Jeans formula

Lásd Planck-féle sugárzási törvény.

reakcióhő

Mólnyi mennyiségű reagensek teljes kémiai átalakulása során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiség.

reaktancia

Jele . Egy induktív és kapacitív áramköri elemeket tartalmazó áramkör azon tulajdonsága, amely az esetleges ohmos ellenállással együtt kiadja az impedanciát. A impedanciát a összefügés határozza meg, ahol az ohmos ellenállás. Egy tisztán kapacitív, kapacitású áramköri elem reaktanciája , ahol a váltakozó áram frekvenciája, egy induktivitásé pedig . Ha az ellenállás, az indukciós tekercs és a kondenzátor sorban vannak kapcsolva, akkor az impedancia . A reaktanciát ohmban mérik.

reaktor

1. Lásd nukleáris reaktor. 2. Bármely, az elektromos áramkörben reaktanciát létrehozó berendezés, például induktivitás vagy kapacitás (ez a jelentés magyarban nem használatos).

reaktorméreg

Olyan anyag, amely egy nukleáris reaktorban neutronokat abszorbeál, és így lelassítja a reakciót. Ebből a célból szándékosan is adagolható, de hasadási termékként is létrejöhet, amit időről időre el kell távolítani.

reális gáz

Olyan gáz, amelynek a sajátosságai eltérnek az ideális gázéitól. Molekuláinak nem nulla a kiterjedése és hosszú hatótávolságú erők is működnek közöttük (lásd állapotegyenlet).

Réaumur-féle hőmérsékleti skála

Olyan hőmérsékleti skála, amelyikben a jég olvadáspontja a kezdőpont, 0 R, és a víz forráspontja 80 R; René Antoine Réaumur (1683–1757) alkotása.

reciprokrács

A kristályok matematikai tárgyalására használt elméleti térben létezik. Ha a valóságos kristálynak és a három elemi eltolásvektora, akkor a reciprokrács elemi eltolásvektorai: . Ez annyit jelent, hogy a valóságos rácsbeli síkok egy-egy pontnak felelnek meg a reciprokrácsban. A reciprokrács és a reciproktér nagyon jól használható a röntgenkrisztallográfiában és az energiasávok elméletében.

refraktométer

Valamely anyag vagy közeg törésmutatójának mérésére alkalmas számtalan eszköz egyike. Egyik lehetséges példája a Pulfrich-féle refraktométer. Ez egy üvegtömb, amelynek a felső felülete polírozva van, s azon a folyékony minták befogadására szolgáló kis tartály helyezkedik el. A határszöget (a beeső fénysugár és az üvegtömb felső lapjával párhuzamosan kilépő fénysugár által közbezárt szöget) egy függőleges helyzetű körkörös skálán forgó távcső segítségével határozzák meg. Ha a tömb törésmutatója ismert, akkor a folyadék törésmutatójára fennáll, hogy .

Regnault-módszer

Gázsűrűség meghatározására kidolgozott módszer; egy üvegburából előbb kiszivattyúzzák a levegőt, megmérik a bura tömegét, majd ismert nyomású gázt engednek bele, és ismét megmérik a tömegét. A meghatározást állandó, ismert hőmérsékletértéken kell elvégezni, és az eredményt a standard hőmérsékletre és nyomásra kell átszámítani. A módszert magát Henri Victor Regnault (1810–1878) francia vegyészről nevezték el.

regresszióelemzés (legkisebb négyzetek módszere)

Olyan módszer, mely – feltéve, hogy az és változók között lineáris kapcsolat áll fenn -, meghatározza a mért adatokat a lehető legjobban közelítő egyenest, melynek két változója közül az egyik - – pontosan mérhető, méréséhez pedig egy véletlenszerű hiba adódik. A változók közötti lineáris egyenlet az alakban írható, ahol és konstansok. A megoldás hibája a középérték (lásd átlag) és a szórásnégyzet segítségével fejezhető ki. Az adott értékhez tartozó pontos értéket az egyenlőség adja meg. Az ebben a pontban mért érték az egyenlettel adható meg, ahol a véletlenszerű hiba. Az és közti kapcsolat egy egyenes, az egyes pontokhoz tartozó véletlenszerű hibával. Ha felrajzoljuk az egyenest, akkor a mennyiség az egyes pontokban kapott hiba, vagyis az egyenes -nél felvett értéke és az különbsége. A legkisebb négyzetek módszere úgy határozza meg -t és -t, hogy minimalizálja az mennyiséget: az egyenes által kijelölt értékek és a mért értékek közti különbségek négyzetének összegét (azért a négyzetét, hogy az egyszer egyik, egyszer másik irányú különbségek ne ejtsék ki egymást). definíciója

Az -et minimalizáló és értékeket többváltozós függvény szélsőértékének meghatározásával, parciális deriválás segítségével kaphatjuk meg. A -re kapott kifejezés:

ahol és jelöli a középértékeket, az paraméter pedig az egyenletből határozható meg. A legkisebb négyzetek módszerével meghatározott és értékekkel kapott egyenest regressziós egyenesnek nevezzük.

regulátor

A terhelés változtatása ellenére egy motort vagy erőgépet állandó fordulatszámon tartó, a negatív visszacsatolás elvén működő berendezés. Az egyik gyakori elrendezés, a fordulatszám növekedése esetén az üzemanyag bevitel csökkenését okozó, „repülő” golyókat használ. A golyók rugalmas acélszalagokkal vannak a forgó tengelyen föl-le mozgatható karikához rögzítve. Ha a fordulatszám nő, a golyók kifelé repülnek, amitől az üzemanyag bevitelt szabályozó karhoz csatolt karika megemelkedik.

rejtett anyag

Lásd hiányzó tömeg.

rejtett változók elmélete

A rejtett változók elmélete tagadja, hogy a kvantummechanikai állapotleírás a fizikai rendszer teljes leírása. Sikeres rejtett változó elméletet még soha nem sikerült kidolgozni. Fontos elvi meggondolások ítélhetik kudarcra egy egyszerű rejtettváltozó-elmélet megalkotását, nevezetesen a Bell-tétel.

A rejtettváltozó-elméleteknek egyetlen olyan típusa van, aminek érvényessége nem tűnik kizártnak: a nemlokális rejtettváltozó-elméletek, azaz olyan elméletek, amelyekben a rejtett paraméterek a rendszer tetszőlegesen távoli részeiben hatnak egyidejűleg. Az olyan rejtettváltozó-elméleteket, amelyek ennek a feltételnek nem tesznek eleget, lokális rejtettváltozó-elméleteknek nevezzük.

rekesz

Kör alakú nyílás, amely limitálja a lencse effektív méretét valamely optikai rendszerben. Lehet állítható, amilyen például a fényképezőgépek íriszdiafragmája, de lehet rögzített átmérőjű is, mint egyes távcsövekben alkalmazott korongok.

rekombinációs folyamat

Olyan folyamat, amelyben egy pozitív ionból és egy negatív ionból vagy elektronból semleges atom vagy molekula jön létre, azaz .

A rekombináció során kialakuló semleges forma először általában gerjesztett állapotban van, onnan fényt vagy más elektromágneses sugárzást kibocsátva jut el alapállapotába.

rekombinációs korszak

Az ősrobbanás után az az időszak, amikor a Világegyetem már kellően lehűlt, hogy az elektronok és nukleonok atomokat alkothassanak. A rekombináció az ősrobbanás után 300000 évvel történt. Ezt megelőzően a fotonok szóródtak a szabad elektronokon és úgy is lehet fogalmazni, hogy a Világegyetem homályos volt, nem átlátszó. A rekombinációt követően a fotonok akadálytalanul száguldhattak és a Világegyetem átlátszóvá vált. Lásd még mikrohullámú háttérsugárzás.

rektifikáló lepárlás

(kémiában) A folyamat, amelyben egy folyadékot desztillálással tisztítanak.

relatív apertúra

Lásd apertúra.

relatív atomtömeg (atomsúly, r.a.t.)

Jele . A természetben előforduló elemek átlagos atomtömegének és a szén–12-es szénatom tömege 1/12-ed részének a hányadosa.

relatív dielektromos állandó

Lásd dielektromos állandó.

relativisztikus kvantumelmélet

Lásd kvantumelmélet, kvantumtérelmélet.

relativitáselmélet

Általánosan elfogadott elmélet, amelyet Albert Einstein javasolt a newtoni mechanikának ellentmondó jelenségek értelmezésére. Az 1905-ös speciális relativitáselmélet nem gyorsuló vonatkoztatási rendszereket tekint, míg az 1915-ös általános relativitáselmélet a speciális elmélet kiterjesztése gyorsuló vonatkoztatási rendszerekre.

A speciális relativitáselmélet. Galilei és Newton szerint a mozgó testek viselkedésének leírása szempontjából minden egyenletesen mozgó vonatkoztatási rendszer egyformán alkalmas. Nincsen olyan dinamikai kísérlet, amellyel különséget tudnánk tenni egy álló és egy egyenletesen mozgó laboratórium között. Az egymással ekvivalens vonatkoztatási rendszerek gondolatát speciális relativitáselméletében Einstein tovább általánosította: minden fizikai jelenség – nemcsak a dinamikai jelenségek – független attól, hogy az egyenletesen mozgó koordinátarendszerek közül melyikben írjuk le.

Amikor a speciális relativitáselméletet mgefogalmazta, Einstein megértette, hogy elméletének számot kell adnia arról, hogy miért nem létezik az éter, amelyet korábban az elektromágneses kölcsönhatás közvetítő közegének tekintettek, ám a kísérletek kimutatták, hogy éter nem létezik (lásd Michelson–Morley-kísérlet). Észrevette, hogy az éter feltételezése az elektromágnes jelenségek vontkozásában bármiféle relativitási elvet érvénytelenítene, azaz a laboratórium éterhez képesti egyenletes mozgása mérhető eltérést okozna az elektromágneses hullám vákumbeli terjedési sebességében. Mivel az éter létezésére kísérleti bizonyíták nem került elő, ez felbátorította Einsteint, hogy tovább kutasson egy minden jelenséget átfogó relativitási elv után. Mivel a fény fizikai jelenség, egymáshoz képest egyenletesen mozgó vonatkoztatási rendszerekben a vákuumbeli sebessége nem lehet különböző. Ezért a vákuumbeli fénysebességnek minden ilyen rendszerben ugyanannyinak kell lennie.

Ennek a következtetésnek fontos következményei vannak a tér és az idő természetére nézve. 1916-os népszerűsítő ismertetésében Einstein ezeket a következményeket gondolatkísérletekkel illusztrálta. Az egyik ilyen kísérletben arra kéri az olvasót, hogy képzeljen el egy vasúti töltést, melyen egy nagyon hosszú vonat halad sebességgel (lásd az ábrát).

A vonaton lévő megfigyelők a szerelvényt használják vonatkoztatási pontként, minden eseményt a vonathoz viszonyítva írnak le. Einstein egy egyszerű kérdést tesz fel: Két, a vasúti töltés mellett elhelyezkedő megfigyelők szerint egyidejű esemény egyidejű-e a vonaton lévő megfigyelő szerint is? Ha például a vasúti töltés A és B pontjában egyidejűleg két fényjelet villantunk fel, akkor az M pontban (AB felezőpontjában) álló megfigyelő a két jel között nem érzékel időkülönbséget. Az A és B eseményeknek a vonaton is megfeleltethetjük az A és a B pontot. Legyen M’ az AB szakasz középpontja a mozgó vonaton. Amikor a fényjelek felvillannak, a töltésről nézve M’ és M egybeesik. M’ azonban sebességgel jobbra mozog, így a B pont felől érkező fénynek elébe siet, miközben az A felől jövő jeltől távolodni igyekszik. Az M’-beli megfigyelő nem ért egyet az M-beli megfigyelő állításával, mely szerint a két fényjel egidejű, ő ugyanis úgy látja, hogy az B pontbeli jel korábban villant fel, mint az A pontbeli.

Látszólag itt egy probléma merül fel. Ha az M’-beli megfigyelő „a B-ből jövő fényjelnek elébe siet”, akkor nem azt állítjuk ezzel, hogy az M’ felé haladó fényjel sebessége , ahol a vákuumban mért fénysebesség?

Ennek a problémának a feloldása képezi a speciális relativitáselméletnek az alapját. Einstein szerint a mozgó M’ megfigyelő is -nek méri a vákuumbeli fénysebességet, mert nincs olyan kísérlet, amely különbséget tudna tenni a vonat koordinátarendszere és bármely másik Galilei-féle (inerciális) vonatkoztatási rendszer között. Ezért aztán az időmérés elvét kell felülvizsgálnunk; egy konkrét esemény lejátszódásához szükséges idő nem lehet ugyanaz a vonaton és a töltésen.

Et a nevezetes eredmény a térbeli távolságok mérésére is kihat. Egy térbeli távolság megmérése megkívánja a mérőrúd két végpontjának időbeli egybeesését. Az egyidejűség relativitása azt jelenti, hogy senki nem vitathatja: ha a megfigyelő a vonaton másodpercenként távolságot tesz meg, akkor a vasúti töltéshez viszonyítva is távolságot tesz meg másodpercenként. Miközben a fény terjedési sebességét próbálta a relativitási elvbe beilleszteni, Einstein megkérdőjelezte az eltérő Galilei-féle vonatkoztatási rendszerekben mért távolság- és időmérési eredmények összehasonlításának módját. A különböző inerciarendszerekben mért hely- és időkoordinátákat olyan transzformációnak kell osszekapcsolnia, amely mindkét koordinátarendszerbeli megfigyelő számára biztosítja a fénysebesség állandóságát.

A relativitási elvnek eleget tevő transzformációkat Lorentz-transzformációknak nevezzük. Ezek a transzformációk első ránézésre bonyolultnak tűnnek (lásd az ábrát). Pedig abból az egyszerű követelményből fakadnak, hogy nincs olyan dinamikai vagy elektromágneses kísérlet, amely különbséget tudna tenni két, egymástól különböző inerciarendszer között.

Ezek a transzformációk azt sugallják, hogy az irányú távolságok mérésében a különböző koordinátarendszerbeli megfigyelők nem fognak egyezségre jutni. Valóban így van, a két rendszerben az időintervallumok hossza nem ugyanaz. Pontosan erről szólt Einstein a vonatos gondolatkísérletében. Egyszerű számításokkal el lehet jutni következő képletekhez, amelyek a hosszúság- és időintervallumok viszonyát rögzítik az és az koordinátarendszerben: és , ahol és a megfelelő tér- és időintervallumok. Tehát az rendszerhez viszonyított mozgás hosszúságrövidüléshez vezet az koordinátarendszerben. Hasonlóképpen időeltérést is okoz. Az összefüggésekből világos, hogy a fénysebesség határsebesség, amit egyetlen test sem érhet el és nem léphet túl.

A fénysebességet gyakran az univerzum információs határsebességének is mondják. A fénysebességnél gyorsabban terjedő jel megsérti a kauzalitás elvét, amikor annak logikai következményeit vizsgáljuk. Ezért a speciális relativitáselmélet értelmében a világegyetem fénysebességgel frissíti önmagát, azaz ha tulajdonságai egy tartományban megváltoznak, akkor ezek hatása nem terjed át azonnal az univerzum egészére. Helyesebben szólva egy sebességgel terjedő valósághullám indul el arról a helyről, ahol a változás megtörtént.

Általános relativitáselmélet. Einstein azzal, hogy belefoglalta az elektromágneses jelenségeket is, megújította a Galilei-féle relativitási elvet. Galilei, és később Newton tudatában voltak annak, hogy nincs olyan dinamikai kísérlet, amelynek segítségével meg lehetne különböztetni egymástól az egymáshoz képest állandó sebességgel mozgó vonatkoztatási rendszereket (Galilei-féle vagy inerciális vonatkoztatási rendszereket). Ha két inerciarendszer egymáshoz képest egyenletesen mozog, akkor nincs olyan kísérlet, amellyel meg lehetne állapítani, hogy melyik van az abszolút mozgás és melyik az abszolút nyugalom állapotában.

Ez Einstein speciális relativitáselméletének az alapelve. Einstein azonban nem volt elégedett a gyorsuló vonatkoztatási rendszerek és a bennük mozgó testek viselkedésének megkülönböztetetett státuszával. Olyan általános relativitási elvet keresett, amely minden vonatkoztatási rendszerre érvényes, akármilyen is a relatív mozgásállapota, a természet általános törvényeire nézve legyen ekvivalens a többivel. 1916-os ismertetésében mindezt egy lassuló vasúti kocsiban ülő megfigyelő kísérletein keresztül magyarázza. Ezek az ő szavai:

„Bármely eseményt is tekintünk világos, hogy a Galilei-törvények a nem egyenletesen mozgó vasúti kocsira nem igazak. Ebben a helyzetben késztetést érzünk arra, hogy a nemegyenletes mozgásnak az általános relativitás elvével ellentétben, valamiféle abszolút fizikai realitást tulajdonítsunk.”

Einsteinnek megint csak Galilei egyik megfigyelése adta az alapot a továbblépéshez. Galilei megfigyelte, hogy az olyan testek gyorsulása, amelyekre csak a gravitációs erő hat, nem függ a test anyagától vagy fizikai állapotától. Einstein észrevette, hogy a gravitációs térnek ez a tulajdonsága a gravitáló és a gyorsuló vonatkoztatási rendszerek ekvivalenciáját jelenti. Ezt az ekvivalenciát, mely az általános relativitáselmélet alapelvévé vált, jól illusztrálja Einstein egyik gondolatkísérlete. Képzeljünk el egy liftet olyan távol a csillagoktól és minden más, nagyobb tömegű testtől, hogy a liftben ne legyen tapasztalható gravitációs erőhatás. A lift belsesében tartózkodó megfigyelőt lássuk el a szükséges eszközökkel, és a liftet tekintsük vonatkoztatási rendszernek. Kezdetben, amikor a lift Galilei-féle inerciális vonatkoztatási rendszernek tekinthető, a megfigyelő súlytalannak érzi magát, csupán a lift falainak mitázatából következtethet arra, hogy melyik a „le” és a „fel” irány. Ha azonban a lift tetejéhez egy kötelet erősítünk és állandó 9,81 ms gyorsulással vontatni kezdjük, akkor a megfigyelő ezt a gyorsítást a lift padlózatának erőhatásaként érzékeli. A megfigyelő által a liftben elvégzett kísérletek teljes egyezésben vannak annak a megfigyelőnek a kísérleti eredményeivel, aki a Föld gravitációs erőterében, egy liftbe zárva végzi kísérleteit. Különben a gyorsuló vonatkoztatási rendszerben lévő megfigyelő lábára ható erő a megfigyelő tehetetlen tömegének köszönhető (annak a tömegnek, ami a megfigyelő testének gyorsulással szembeni ellenállását reprezentálja).

A Földhöz rögzített liftben lévő megfigyelő szintén érzi a lift padózatának reakcióerejét, de ez az erő annak köszönhető, hogy a Föld gravitációs ereje a megfigyelő gravitációs tömegére hat. E példa által vezetve Einstein észrevette, hogy a relativitási elv kiterjesztése gyorsuló rendszerekre a súlyos és a tehetetlen tömeg egyenlőségét vonja maga után, amit Eötvös Loránd (1848–1919) kísérletileg már 1888-ban megállapított.

Ezeknek a meggondolásoknak lényeges következményeik vannak a gravitáció hatása alatt álló tér és idő természetére nézve. Ezeket a következményeket Einstein egy másik gondolatkísérlettel illusztrálta. Képzeljünk el egy K inerciális vonatkoztatási rendszert, amelyhez viszonyítva az A megfigyelő egy olyan nem inerciális K’ vonatkoztatási rendszer eseményeit figyeli, amely egy forgó korong, rajta a B megfigyelővel. A feljegyzi, hogy B körmozgást végez és centrifugális gyorsulást érez, ami B tehetetlen tömegének köszönhető. Az általános relativitási elv szerint azonban B állíthatja azt, hogy ő nyugalomban van és egy radiális irányú gravitációs tér hat rá.

A forgó korong szélén, illetve középpontjában elhelyezett időmérő eszközök összehasonlítása figyelemre méltó eredménnyel jár. Bár a K’-höz viszonyítva mindkét eszköz nyugalomban van, a korong K-hoz viszonyított mozgása a korong szélén lévő órában időeltolódást fog okozni a korong középpontjában lévő órához képest. A korong szélén lévő óra permanensen lassabban jár mint a középpontban lévő, azaz így látszik K-ból. Ugyanezt jegyezné fel a korong középpontjában lévő óra mellett ülő megfigyelő. Azaz a korongon, vagy bármely valódi gravitációs térben az órák gyorsabban vagy lassabban járnak attól függően, hogy hol helyezkednek el.

A mozgó korongon elvégzett távolságmérés hasonló hiányérzetet kelt. A korong kerületére érintőlegesen elhelyezett szabványos mérőrudak K-hoz viszonyítva a relativisztikus távolságrövidülésnek megfelelően mind lerövidülnek. Nem tapasztalunk azonban rövidülést K-ból nézve az olyan mérőrudakon, amelyeket a korong átmérőjére fektetünk. Ha a korong kerületét elosztjuk az átmérőjével, K’-höz viszonyítva meglepő eredményt kapunk. Normálisan ennek a hányadosnak az értéke lenne, most viszont nagyobb lesz. Gyorsuló vonatkoztatási rendszerekben, vagy a relativitási elv szerint gravitációs mezőben úgy tűnik nem érvényes az euklideszi geometria. Az olyan tereket, amelyekre nem igazak Eukleidész következtetései, görbült tereknek is hívják. Például egy sík papírlapra felrajzolt háromszög belső szögeinek összege . Egy görbült felületre vagy egy gömbre felrajzolt háromszög azonban nem követi ezt az euklideszi szabályt.

Einstein előre látta a gravitációs térnek ezeket a jelenségeit, annyira bízott az általános relativitás elvében. És valóban volt egy jelenség: a gravitációs mező hatása a fényre, amelyet később az általános relativitáselmélet legfőbb bizonyítékának kiáltottak ki. Einstein észrevette, hogy gyorsuló koordinátarendszerben a fénysugár pályáját görbének látjuk. Ebből arra következtetett, hogy a fénysugarak gravitációs térben görbevonalú pályán terjednek. 1919. május 19-én felvételeket készítettek a napfogyatkozásról és kiderült, hogy a Nap közelében a csillagok fénye valóban eltérül.

A görbült terek leírására alkalmas matematikai apparátus már Einstein előtt is rendelkezésre állt, de Einstein lényegében újra felfedezte az általános relativitáselmélet problémáinak megoldása érdekében. Az általános relativitáselméletben az anyagi testek a geodetikusoknak nevezett legrövidebb vonalak mentén mozognak. Ha egy rugalmas szalagot egy görbült felületre ráfeszítünk, geodetikus görbét kapunk. A fénysugár által követett görbéket nulla-geodetikusoknak nevezzük. Az anyagi test mozgását annak a térrésznek a görbülete határozza meg, amelyen a test áthalad. Mindamellett a testek tömege az, ami a tér görbületét okozza. Ez a tény elegánsan bizonyítja Einstein általános relativitáselméletének önellentmondásmentességét.

relatív molekulatömeg (molekulasúly)

Jele . A természetben megfigyelhető molekuláká egy molekulára jutó átlagos tömegének és a C–12-es szénatom tömege 1/12-ed részének a hányadosa. Az molekulát alkotó atomok relatív atomtömegének az összege.

relatív permeabilitás

Lásd permeabilitás.

relé

Olyan elektromos vagy elektronikus berendezés, amelyben az egyik áramkörben folyó áram vezérel egy másik áramkörben folyó áramot. Rengeteg olyan helyen alkalmazzák, ahol elektromos vezérlésre van szükség. A legegyszerűbb, elektromechanikus relében az első áramkör egy elektromágnest táplál, amely a második áramkörbe kötött kapcsolót működtet. A tirátron gázzal töltött relét régebben sok helyen használták, manapság azonban nagymértékben felváltotta a tirisztor szilárdtest-relé.

rem

Lásd sugárzási mértékegységek.

rend

1. (matematikában) Az a szám, ahányszor egy függvényt differenciálnunk kell. jelöli az elsőrendű deriváltat, a második deriváltat, stb. Egy differenciálegyenletben a legmagasabb rendű derivált adja meg a differenciálegyenlet rendjét. A így lineáris (elsőfokú) másodrendű differenciálegyenlet. 2. (fizikában) A fázisátalakulások osztályozási kategóriája. 3. (fizikában) Egy számítási eredmény illetve egy mért adat pontossága, valamely viszonylagosan kicsiny mennyiség vagy érték relatív hatványát rendként definiálva.

rendezetlen (szerkezetű) szilárd test

Olyan anyag, amelynek tökéletlen a kristályszerkezete: nem tökéletes kristály és kristályszerkezetét nem egymástól elszigetelt *kristályhibák jellemzik. A tökéletlen szerkezetű szilárd testek egyik fajtájában, a véletlen ötvözetben véletlenszerű a különféle atomok sorrendje. A rendezetlen szerkezetű szilárd testek egy másik fajtájában a kristályhibák véletlenszerűen oszlanak el a testben és nagy az átlagos koncentrációjuk. Az amorf szilárd testekben – az üvegekben például – az atomok véletlenszerű hálózatot alkotnak, nem kristályrácsot.

rendparaméter

Olyan mennyiség, amely a rendszer egy fázisa rendezettségének mértékét jellemzi az átalakulási hőmérséklet alatt. A rendparaméter értéke nem nulla az átalakulási hőmérséklet alatt és nulla fölötte. Rendparaméterre példa a mágnesezettség ferromágneses rendszerekben (lásd mágnesesség). Ha a fázisátalakulás folyamatos (vagyis nincs látens hő), akkor a rendparaméter folyamatosan váli nullává, ha az átalakulási hőmérséklethez alulról közelítünk. A rendezetlenségi paraméterek olyan mennyiségek, amelyek értéke az átalakulási hőmérséklet felett nem nulla, alatta nulla. A rendparaméterek a rendszer szimmetriasértésével kapcsolatosak.

rendszám (protonszám)

Jele Z. Az atom magjában lévő protonok száma. A rendszám a semleges atom atommagja körül keringő elektronok számával is egyenlő.

rendszerprogram

Lásd felhasználói programok.

renormálás (renormalizálás)

A relativisztikus kvantumtérelméletben használt eljárás, amely a perturbációszámítás során az elsőrendű tagokat követő tagokban fellépő végtelenek kezelésével foglalkozik. A renormalizálást először a kvantumelektrodinamikában alkalmazták, ahol a végteleneket azzal távolították el az elméletból, hogy az elektron megfigyelt tömegét és töltését tekintették a ’renormalizált’ paramétereknek, nem pedig az elektron ’csupasz’ tömegét és töltését.

Azokat az elméleteket, melyekben minden perturbációszámítással kapott eredmény véges számú kísérleti paraméter ’renormálásával’ végessé tehető – renormálhatónak nevezzük. A kvantumtérelméleteknek csak bizonyos típusai renormálhatók. Az olyan elméleteket, melyekben végtelen számú paraméterre lenne szükség nemrenormálhatónak nevezik, és úgy tekintik, hogy nem teljes fizikai elméletek, hanem csak a változók egy korlátozott tartományában érvényesek. Az erős, a gyenge és az elektromágneses kölcsönhatást leíró mértékelméletek renormálhatók. A gravitációs kölcsönhatást leíró kvantumelmélet nemrenormálható elmélet, ami talán a gravitáció többi fundamentális kölcsönhatással való egyesítésének szükségességére utal, még azelőtt, hogy a gravitáció konzisztens kvantumelméletét megalkotnák.

renormálási (renormalizációs, renorm) csoport

Az a módszer, melyet arra használnak, hogy megértsék az olyan rendszereket, melyekben több hosszúság-skála szerepel. Ilyen rendszerek például a fázisátalakulások, a turbulencia, a polimerek, a sok-elektron rendszerek és a rendezetlen rendszerek elektronjainak lokalizációja. A renormalizációs csoport a kvantumtérelméletből származik, melyben arra használták, hogy meghatározzák a csatolási állandók energiafüggését. Az a mód, ahogy ez a változás lezajlik, kihasználja a renormálás eljárását és egyben fizikai betekintést ad az eljárásba.

repülő-elektronika

A repülésben vagy űrhajózásban használt elektronikus áramkörök és eszközök tanulmányozása és feljesztése. A repülő-elektronika az űrkorszak beköszönte óta nagy jelentőséggel bír.

részecskefizika

A fizika elemi részecskékkel foglalkozó ága.

részecskesugár kísérlet

Az elemi részecskék fizikájában a részecskesugár kísérleteknek alapvetően két lehetséges kísérleti elrendezése van. Az 1970-es éveket megelőzően az álló céltággyal végzett kísérletek szolgáltatták a szubatomi részecskék szerkezetének vizsgálatára az egyetlen alkalmas eszközt. Az álló céltárggyal végzett kísérletekben a felgyorsított részecskék sugarát az álló céltárgyra irányítják. Példa az ilyen kísérleti berendezésre a Bevatron Berkeleyben, melyet arra a célra építettek hogy egy nagyenergiás protont egy nyugalomban lévő protonnak ütköztetve antiprotonokat keltsenek: . A tömeg-energia ekvivalencia reláció (lásd tömeg) értelmében a felgyorsított proton kinetikus energiájának egy része a proton-antiproton pár nyugalmi energiáját hozza létre. Az újonnan keletkező részecskék nyugalmi energiájához csak két proton nyugalmi energiájára van szükség, azonban álló céltárgyú kísérlet esetén ehhez a gyakorlatban hat proton nyugalmi tömegének megfelelő bejövő kinetikus energia szükséges. Ez a példa illusztrálja az álló céltárgyon végzett kísérletek rossz hatásfokát. Az impulzus megmaradása (lásd megmaradási törvény) következtében az álló céltárgyú kísérletekben a kimenő részecskéknek is rendelkezniük kell bizonyos mennyiségű kinetikus energiával, így nem elegendő, hogy a felgyorsított részecskék csak az újonnan keletkező részecskék nyugalmi energiájának megfelelő energiával rendelkezzenek. Ez a probléma a korai 1970-es években bevezetett ütköző-sugár kísérletekben nem lép fel. Ezekben a kísérletekben a részecskesugarat a vele szemben ugyanakkora sebességgel haladó antirészecskéiből álló részecskesugárral ütköztetik. Ekkor az ütköző részecskék impulzusának összege zérus, így elegendő, hogy energiájuk összege a kijövő részecskék nyugalmi energiájával egyezzen meg. Köztudott, hogy az ütköző-sugár kísérletekben kisebb a részecskék ütközésének gyakorisága, mint az álló céltárgyú kísérletekben. Az ütközés valószínűsége azonban növelhető a sugarak finom fókuszálásával, és azzal, hogy a részecskéket összegyűjtik egy tárológyűrűben, mielőtt ütköztetnék őket. A nagyenergiájú fizika új kísérleti berendezései ezért az ütköző-sugár berendezéseken alapulnak.

részecske–hullám-kettősség

Az a koncepció, hogy az energiát hordozó hullámoknak részecsketulajdonságuk is lehet, a részecskéknek pedig hullámtulajdonságuk: hogy melyik modell alkalmasabb az attól függ, hogy milyen tulajdonságra keresünk magyarázatot. Például az elektromágneses sugárzást fotonoknak nevezett részecskéknek kell elképzelnünk, ha a fényelektromos jelenséget akarjuk értelmezni, ugyanakkor az elektrondiffrakcióban az elektronokat de Broglie-hullámnak kell felfognunk. Lásd még komplementaritás; de Broglie-hullámhossz; fény.

részleges fogyatkozás

Lásd fogyatkozás.

retina (ideghártya)

Fényérzékeny hártya, ami a szem belső felszínét borítja. A retina két rétegből áll. A belső réteg idegsejteket, ereket, és kétféle típusú fényérzékeny sejtet (pálcikákat és csapokat) tartalmaz. A külső réteg pigmentált, ami megakadályozza a fény hátsó visszatükröződését, és a látásélesség ezzel járó csökkenését. A lencsén áthaladó fénysugarak egyes pálcikákat és csapokat ingerületbe hoznak, idegimpulzusokat váltva ki bennük. Ezen impulzusok a látóidegen keresztül az agy felé továbbítódnak, ahol a vizuális kép kialakul.

retrográd mozgás

1. (hátrafelé mozgás) Egy bolygó látszólagos mozgása keletről nyugatra, ahogy a Földről látszik a csillagok hátteréhez képest. 2. Egy bolygó az óra járásával megegyező irányú forgása a bolygó északi sarkáról nézve. Vesd össze direkt mozgás.

reverzibilis folyamat, megfordítható folyamat

Olyan folyamat, amelyben a rendszer állapotát leíró állapothatározók úgy változtathatók, hogy a megfordított folyamatban sorra az eredeti folyamat szerinti értékeket vegyék fel, csak éppen fordított sorrendben. A megfordítható folyamatnak az is előfeltétele, hogy a megfordított folyamatban a környezettel való energia-, munka- ás anyagcsere is ellenkezőjére forduljon. Ha egy folyamatnak a megfordítása nem elégíti ki ezeket a feltételeket, akkor azt a folyamatot irreverzibilis, nem megfordítható folyamatnak nevezik. A természeti folyamatok mind irreverzibilisek, bár némelyik megvalósítása közel vihető a megfordítható folyamathoz.

reverz ozmózis (fordított ozmózis)

Eljárás, amellyel sóoldatból tiszta vizet lehet kinyerni, mint például a sótalanítás. A tiszta víz és a sóoldat egy féligáteresztő membránnal van elválasztva egymástól. A sósvíz nyomását felemelik annak ozmotikus nyomása fölé, ezáltal a víz a sóoldatból a membránon át a tiszta vízbe áramlik. Ez az eljárás körülbelül 25 atmoszféra nyomást igényel, ami nagy mennyiség esetén megnehezíti az alkalmazását.

rezgőmozgás

Egyensúlyi helyzet körüli periodikus mozgás. Rezgőmozgást végez az inga, a harmonikus rezgőmozgást végző test, a hangvilla, a molekulák és a szilárd testek atomjai is. Elektromos rezgéseket figyelhetünk meg akkor, ha az elektromos töltés, az áramerősség vagy a feszültség periodikusan változik valamilyen egyensúlyi érték körül. Egy rezgés a periodikus mozgás egy teljes periodusa. A másodpercenkénti rezgések számát a rezgés frekvenciájának nevezzük.

rezgőszelepes torlósugár-hajtómű

Olyan torlósugár-hajtómű, amelynél a lövedék haladási irányában levő zsaluzott szelep a lövedék mozgása miatti torlóhatás következtében felnyílik, és nyitva marad, amíg az égéstérben létrejön a megfelelő nyomás. Ekkor üzemanyagot engednek be, és a keverék szikragyújtás hatására felrobban. Ez bezárja a zsaluzott szelepet, és a lövedék nyitott hátsó részénél tolóerőt hoz létre. A második világháborúban a német repülő bombákat rezgőszelepes torlósugár-hajtóművek hajtották.

r-folyamat (gyors folyamat)

A nukleoszintézis során végbemenő olyan folyamat, melyben egy mag gyors egymásutánban nagyszámú neutront fog be. Az r-folyamat csak akkor mehet végbe, ha sok neutron van jelen, mint például a szupernóva robbanásban. A tudósok úgy gondolják, hogy nagyon sok, a vasnál nehezebb elem, mint például az arany, így keletkezett.

Richardson-egyenlet

Lásd termikus emisszió.

Riemann geometria

A nem-euklidészi geometriák egy típusa, melyet Georg Friedrich Bernhard Riemann (1826–1866) javasolt. Ideálisan alkalmas az általános relativitáselméletben a téridő görbületének leírására.

ritka anyag

u, d és s (ritka) kvarkokból felépülő anyag (ezzel szemben a normál nukleonok csak u és d kvarkokat tartalmaznak). Javasolták, hogy ritka anyag keletkezhetett a korai Világegyetemben és ennek az anyagnak (s-csepp-nek nevezett) darabjai még mindig létezhetnek.

ritkaság (strangeness)

Jele . A hadronok csoportjába tartozó elemi részecskék egy bizonyos típusának (K-mezonok és hiperonok) azon tulajdonsága, hogy sokkal lassabban bomlanak, mint az a folyamat során felszabaduló nagy energia miatt várható lenne. Ezekhez a részecskékhez az kvantumszámot rendelték, hogy meg tudja magyarázni ezt a viselkedést. A nukleonokra és más nem ritka részecskékre , míg a ritka részecskék esetén az kvantumszám értéke nemzérus egész számot vesz fel. A kvark-elméletben (lásd elemi részecskék) a ritkasággal rendelkező hadronok ritka kvarkot vagy antikvarkot tartalmaznak.

RMS érték

Lásd négyzetes közép.

robotika

Robotok tervezésével, gyártásával és üzemeltetésével foglalkozó tudományág. A robotok programozható gépek, alkalmasak mechanikai feladatok végzésére, valamint automata vezérlésű mozgásokra. A robotokat az iparban használják fel ismétlődő, vagy veszélyes környezetben végzendő feladatok ellátására. A programozható robotok gondolata az 1920-as évekre nyúlik vissza. A számítástechnika fejlődésével a robotok egyre bonyolultabb feladatok, például lézeres szeletelés elvégzésére alkalmazhatók.

Rochon-prizma

Két kvarcprizmából álló optikai eszköz: az első, az optikai tengellyel párhuzamosan hasított prizmára esik rá a fénysugár. A második, az optikai tengelyre merőlegesen hasított prizma az ordinárius sugarat irányváltoztatás nélkül átengedi, ellenben az extraordinárius sugarat eltéríti, s azt egy képernyőn fel lehet fogni. Az eszközzel síkban polarizált fényt állíthatunk elő; ultraibolya sugárzás esetén is használható.

ROM

Csak olvasható memória. A számítógépek memóriájának egy fajtája, integrált áramkörökből áll, tartalmát a gyártó véglegesen rögzíti. Olyan adatokat tárolnak rajta, amelyeket soha nem kell módosítani. A programozható ROM (vagy PROM) írása külön eljárással, a gyártást követően történik. Mint ahogy a RAM, a ROM is egy sor olyan cellából áll, amelyekhez a számítógép közvetlenül és rendkívül gyorsan hozzáférhet.

rot

Lásd rotáció.

rotáció

A gradiens vektoroperátor és valamely vektor vektoriális szorzata. Az és változóktól függő, és és irányú (az és irányú egységvektorok irányába eső) komponensekkel rendelkező vektor rotációját a

összefüggés adja. Lásd még divergencia.

rotor (forgórész)

Villanymotorok, elektromos generátorok, turbinák, stb. forgó része. Vesd össze sztátor.

Röntgen, William Konrad

(1845–1923) német fizikus, aki sok alkotással járult hozzá a fizika fejlódéséhez. Legismertebb eredménye a röntgensugárzás felfedezése 1895-ben. Munkájáért 1901-ben megkapta az első fizikai Nobel díjat.

röntgen csillagászat

Kozmikus röntgenforrások tanulmányozása a Föld légkörében rakétákkal, léggömbökkel (ballonokkal) továbbá műholdakkal a légkörön kívül. Az első, Naptól különböző röntgenforrást 1962-ben észlelték egy rakétakísérletben, és ez a megfigyelés a csillagászat egy új ágának előfutára volt, amely gyorsan fejlődött az 1970-es években, azáltal, hogy e célra műholdakat kezdtek használni.

röntgendiffrakció

Röntgensugarak elhajlása kristályokon. A röntgensugárzás hullámhossza a rács atomjai közötti távolság nagyságrendjébe esik, és a periodikus rácsstruktúra ugyanúgy hat a röntgensugarakra, mint egy elhajlási rács a látható fényre. Alkalmas kristállyal tehát hullámhossz szerint elválaszthatók a röntgensugarak – éppúgy, mint egy spektrométerben. A röntgendiffrakció jelenségén alapul a röntgenkrisztallográfia. Lásd még Bragg-törvény.

röntgenforrások

A Naprendszeren kívülről érkező röntgensugárzás forrásai. Galaxisunkban nagyjából 100 olyan objektumot találtak, amelyek nagyrészt az elektromágneses spektrum röntgentartományában sugároznak ki energiát, a látható tartományban jóval kevésbé. Ezek közül a források közük több is bináris rendszerhez tartozik, nevezetesen olyan bináris rendszerhez, amely egy optikailag észlelt csillagból és egy nagyon kompakt objektumból áll. Ez uatóbbiról azt vélik, hogy vagy egy *neutroncsillag, vagy egy *fekete lyuk. Mivel a földi légkör elnyeli a röntgensugárzást, azért ezek a források csak mesterséges holdakra telepített röntgenteleszkópokkal észlelhetők. A röntgenspektrum nagyenergiájú komponenese azonban behatol a felső légkörbe, és emiatt léggömbökre szerelt röntgenteleszkópokkal is felfogható.

röntgenkrisztallográfia

A *röntgendiffrakció felhasználása a kristályok vagy molekulák szerkezetének meghatározására. Eszerint az eljárás szerint röntgensugárnyalábot irányítanak a kristályos mintára, és fényérzékeny lemezen rögzítik a elhajlott röntgensugárzást. A lemezen kirajzolódó foltok alkotják az elhajlási mintázatot; a kristályszerkezet a foltok elhelyezkedéséből és intenzitásából rekonstruálható. A röntgensugárzás az atomi elektronokon hajlik el. Ha a minta valamilyen vegyület alkotta kristály volna, akkor az adatokból az ionok vagy molekulák elektronjainak sűrűségeloszlását lehet megállapítani.

röntgensugárzás

Az ibolyántúlinál rövidebb hullámhosszú elektromágneses sugárzás; akkor keletkezik, ha az atomot nagy energiájú kvantumokkal bombázzák. Ezt a fajta sugárzást Wilhelm *Röntgen fedezte fel, 1895-ben. A röntgensugárzás hullámhossz-tartománya és közé esik. Elektronbesugárzásra minden atom karakterisztikus röntgenspektrumú sugárzást bocsát ki. A röntgenfoton akkor bocsátódik ki, ha a beeső elektron kilök egy elektront az atom valamelyik belső pályájáról. Ezután egy külsőbb héjon levő elektron lép a kilökött helyére, s így -vel csökken a potenciális energiája. Az energiacsökkenéssel járó átmenetben kisugárzott foton hullámhosszát a adja meg; itt a fénysebesség és a Planck-állandó. Lásd még fékezési sugárzás.

A röntgensugárzás az anyag sokféle formáján hatolhat át, emiatt a belső szerkezet vizsgálatára használják a gyógyításban és az iparban. Erre a célra speciális röntgencsöveket gyártanak.

rövidlátóság

Lásd myopia.

rozsdamentes acél

Az acél olyan fajtája, ami legalább 11-12% krómot, kis százalékban szenet, és gyakran néhány egyéb elemet, főként nikkelt és molibdént tartalmaz. A rozsdamentes acél nem korrodálódik, nem rozsdásodik, ezért széles körben alkalmazzák ipari, kémiai és háztartási célokra. Az egyik különösen sikeres ötvözet a 18-8 néven ismert acél, amelyben 18% Cr, 8% Ni, és 0,08% C található.

rubidium-stroncium kormeghatározás

Geológiai minták kormeghatározási módszere, mely a rubidium-87 radioizotópnak stabil stroncium-87 izotópba való bomlásán alapul. A természetes rubidium 27.87% rubidium-87 izotópot tartalmaz, melynek felezési ideje év. A mintából kapott aránnyal becslést adhatunk a minta korára (egészen többezer millió évre visszamenőleg).

rugalmas állandó

A testre ható *feszültség és a test *megnyúlásának hányadosa. A Young-modulusz (Thomas Young brit fizikusról kapta a nevét) a hosszanti feszültség és a megnyúlás hányadosa. A térfogati modulusz a testre ható nyomás és a nyomás miatt keletkezett viszonylagos térfogatváltozás viszonyát kifejező adat. A nyírási (más néven merevségi) moduluszt a radiában mért egységnyi szögdeformációt keltő érintőleges erő adja meg.

rugalmasság

Bizonyos anyagoknak az a sajátosságuk, hogy ha megszűnik a rájuk ható terhelés, akkor visszakapják eredeti méreteiket. Általában véve, ha a terhelés huzalra hat, akkor a huzalban a feszültség ezzel a terheléssel egyenes arányban nő, legalábbis egy bizonyos pontig: az arányossági határig ( lásd az ábrát). Ezt szögezi le a Hooke-törvény. Ezután a feszültség előbb kevésbé növekszik, az ábra L pontjáig: a rugalmassági határig. A deformáció csak eddig a pontig rugalmas, vagyis a terhelés megszűntével a minta még visszanyeri eredeti méreteit. Az L pont után a terhelés megszűntével már nem szűnik meg a deformáció, vagyis a minta már nem rugalmas, hanem képlékennyé válik. Ebben a képlékenységi tartományban a különféle anyagok különböző módon változnak, de egy bizonyos B pontban a terhelés növekedtével hirtelen megnő a feszültség; ez a B pont a folyáspont. A C pont – a ö͡rési feszültség pontja – után a huzal egyszer csak elpattan.

rugalmatlan ütközés

Olyan ütközés, melyben az ütköző testek kinetikus energiájának egy része egy test belső energiájává alakul át, és így az ütközés során nem marad meg a kinetikus energia. Makroszkopikus testek ütközésekor a kinetikus energia egy része az atomok rezgési energiájává alakul át, ami azok felmelegedését okozza. Gázok és folyadékok molekulái közötti ütközések szintén lehetnek rugalmatlanok, ebben az esetben a betöltött rezgési illetve a forgási energiaszintek változnak meg. A magfizikában rugalmatlan ütközésen azt értjük, amikor a bejövő részecskék atommaggal való ütközése következtében az atommagok gerjesztett állapotba kerülnek vagy széthasadnak. A mélyen rugalmatlan szórás a szubatomi részecskék struktúrájának tanulmányozására szolgáló módszer, ahhoz hasonló módon, mint ahogy Rutherford vizsgálta az atom belsejét (lásd Rutherford-szórás). Az 1960-as évek végén ilyen kísérleteket végeztek el a protonokon, nagy energiájú elektronokat használva a Stanfordi Lineáris Gyorsító Központban (SLAC). Az eredmények azt mutatták, hogy ugyanúgy, mint a Rutherford szórásban, az elektronok protonokon való mélyen rugalmatlan szórása során a beeső elektronok többsége csak nagyon kevéssé hat kölcsön a céltárggyal, mialatt keresztülhatol rajta, viszont az elektronoknak egy nagyon kicsi hányada nagyon élesen visszaszóródott. Ez azt jelenti, hogy a proton töltésének kis csomókban kell koncentrálódnia, emlékeztetve Rutherford felfedezésére, miszerint az atomok töltése az atommagban koncentrálódik. A proton esetén azonban a kísérletek azt támasztották alá, hogy a töltés három, nem pedig egy elkülönült pontban koncentrálódik (lásd elemi részecskék, parton, kvantumszíndinamika).

Rumford grófja, Benjamin Thompson

Amerikai születésű brit fizikus (1753–1814); angol kém volt az amerikai függetlenségi háború idején. Emiatt 1775-ben menekülnie kellett Amerikából; először Angliába ment, majd onnan Münchenbe. Ott megfigyelte, hogyan fúrják az ágyúcsöveket, és ez vezette őt leghíresebb megállapítására: a súrlódás hőt termel. Münchenben a Német-római Birodalom grófja lett. 1795-ben visszatért Angliába, és közreműködött a flogisztonelmélet megdöntésében.

Russell–Saunders-csatolás (L–S csatolás)

Sok fermiont tartalmazó rendszerek csatolástípusa. Az ilyen rendszerek atomjaikban olyan elektronokat, illetve atommagjaikban olyan nukleonokat tartalmaznak, amelyekre az elektrosztatikus taszítás energiája jóval nagyobb a spin–pálya kölcsönhatás energiájánál. Az alacsony rendszámú sokelektronos atomok multiplettjeire a Russell–Saunders-csatolás a jellemző. Nevét Henry Norris Russell (1877–1957) és F. A. Saunders amerikai fizikusokról kapta, 1925-ben ők posztulálták ezt a kölcsönhatástípust a kis rendszámú sokelektronos atomok színképének értelmezésére. A nehéz atomok és atommagok multiplettjeit jobban leírja a j–j-csatolás vagy köztes csatolás, amikor is az elektrosztatikus taszítás és a spin–pálya kölcsönhatás energiája azonos nagyságrendű.

Rutherford, Ernest, Lord

(1871–1937) újzélandi születésű angol fizikus, aki 1895 és 1998 között J. J. Thomson mellett dolgozott a Cambridge University-n. Ezután professzori kinevezést kapott a McGill University-n, Kanadában, s ott Frederick Soddyval együtt a radioaktivitás jelenségét vizsgálta. 1899-ben felfedezte az alfa-részeckéket, a béta-részecskéket, majd a rákövetkező évben a gamma-sugárzást. 1905-ben Soddyval közösen bejelentette, hogy a radioaktív bomlás elemátalakulások sorozatával jár együtt. 1907-ben Manchesterbe költözött, és ott – Hans Geigerrel ás E. Marsdennel közösen megtervezte az alfa-részecskék szóródását igazoló kísérletet, ami 1911-ben az atommag felfedezéséhez vezetett (lásd Rutherford-szórás). Miután 1919-ben Cambridge-be költözött, sikerült mesterségesen felhasítania könnyű atommagokat. 1908-ban kémiai Nobel-díjat kapott.

rutherfordium

Vegyjele Rf. Radioaktív transzaktinid elem; rendszáma 104, legstabilabb izotópjának tömegszáma 265 (felezési ideje 13 óra). Először 1964-ben számoltak be róla a Moszkvához közeli dubnai kutatóközpontban. Első ízben 1969-ben A. Ghiorso és munkatársai állították elő, californium-249 izotópot szén-12 atommaggal bombázva.

Rutherford-szórás

Az alfa-részecskék szóródása vékony nehézfém (pl. arany) lemezeken. A kísérlet révén, melyet 1909-ben Ernest Rutherford irányításával Geiger és Marsden végzett el, nyilvánvalóvá vált annak a feltételezésnek a helyessége, hogy az atomok diszkrét atommaggal rendelkeznek. Rutherford berendezésében a radonforrásból származó alfa-sugárnyaláb egy vékony fémfóliára jutott (lásd az ábrát). Egy mozgatható mikroszkóp tárgylemezére cink-szulfiddal bevon üveglapot erősítettek (ami az alfa-részecskék abszorpciójakor felvillan). A mikroszkópot forgatni lehetett a fémfólia körül, s abból, hogy azonos idő alatt a mikroszkóp egy bizonyos helyzetében hány felvillanást észleltek, következtetni lehetett a szórás szögfüggésére. Mivel az alfa-részecskéket a levegő gyorsan elnyeli, a készülék központi kamrájából kiszivattyúzták a levegőt. Az alfa-részecskék döntő többsége csak kis szöggel hajlott el eredeti irányától. Néhány alfa-részecske, kb. minden 8000-ből 1, azonban 90 -nál nagyobb szöggel térült el.

Ezekre az eredményekre támaszkodva Rutherford kijelentette, hogy a -nál nagyobb szögben eltérülő alfa-részecskék egy kis méretű, de nagy tömegű, pozitív töltésbe ütköztek. Rutherford 1911-ben feltételezte, hogy az atom egy pozitív töltésű magból áll, ami az atom tömegének nagy részét adja, s a magot keringő elektronok veszik körül (lásd Bohr-elmélet). Mivel nagy szögben csak igen kevés alfa-részecske szóródott, ebből az következik, hogy a maggal való frontális ütközésnek kicsi a valószínűsége. A mag tehát az atom teljes térfogatának csak igen kis részét tölti ki. Az atommag átmérője  m nagyságrendű, ugyanakkor az atom sugara  m körül van, tehát az atom százezerszer nagyobb méretű a magnál. Lásd még mag.

Rutherford–Royd-készülék

Ernest Rutherford és asszistense, Royd által 1909-ben tervezte ezt a készüléket az alfa-részecskék vizsgálatára. Az alfa-részecskék fajlagos töltését nem sokkal a felfedezésüket követően meghatározták. A kétszeresen ionizált héliumatom (a héliumatommag) töltésével egyezőnek találták. Rutherford és Royd készülékében (lásd az ábrát) a radon gáz bomlásából keletkezett alfa-részecskéket vékony üvegfalon keresztül az X kamrába juttatták, amelyből előtte a levegőt részlegesen kiszivattyúzták. Az alfa-részecskék a kamrában az elektront vagy úgy fogták be, hogy ionozálták a még fellelhető levegőmaradvány részecskéit vagy úgy, hogy a kamra üvegfalába ütköztek. A kamrát körülbelül egy hétre magára hagyták, aztán elemezték a benne lévő gázt. Elektromos töltéskisütés hatására a gáz a hélium jellegzetes színképét produkálta. Beigazolódott, hogy az alfa-részecskék héliumatommagok.

Rydberg-állandó

Jele . Az atomi színkép képletében megjelenő állandó, az elektron és az atommag közötti kötési energiával kapcsolatos. Más állandókkal az összefüggés kapcsolja össze, ahol a vákuum mágneses permeabilitása (lásd permeabilitás), és az elektron tömege és töltése, a fénysebesség, a Planck-állandó. Számszerű értéke . Nevét Johannes Robert Rydberg (1854–1919) svéd fizikusról kapta, aki – a hidrogén esetében különösen egyszerű – képletet állított fel az atomi színképére.

Rydberg-színkép

Valamely gáz abszorpciós spektruma az ultraibolya tartományban, és olyan vonalak sorozatából áll, amelyek a rövidebb hullámhosszak irányában sűrűsödve folytonos abszorpciós tartománnyá olvadnak össze. Az abszorpciós vonalak egymást követő, egyre magasabb energiaszintekre történő elektronátmeneteknek felelnek meg. A folytonos tartomány kezdete az atom vagy molekula fotoionizációjának felel meg, ezért az ionizációs potenciál meghatározására alkalmas.