Sachs–Wolfe effektus

1967-ben R. K. Sachs és A. M. Wolfe által megjósolt jelenség, amely szerint a korai Világegyetemben kvantummechanikai effektusokkal kapcsolatos sűrűségingadozások fodrozódásokat okoznak a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban. Elsőként a COBE műhold figyelte meg és később részletesebben a WMAP tanulmányozta.

sajátenergia

A klasszikus fizikában egy rendszer sajátenergiája a rendszer teljes energiájához a rendszer egyes részeinek egymással való kölcsönhatásából származó energia járuléka. A kvantumtérelméletben egy részecske sajátenergiája a részecske virtuális részecskék kibocsátásából és elnyeléséből származó energia. A kvantummechanika soktestproblémájában egy részecske sajátenergiája az különbség, ahol részecskéhez társuló kvázirészecske energiája, pedig a részecske ’csupasz’ energiája. A részecske kölcsönhat az őt körülvevő közeggel, amely visszahat az eredeti részecskére.

sajátfrekvencia

1. Egy rendszer szabad rezgésének frekvenciája 2. Az a frekvencia, amelynél egy elektromos áramkörben rezonancia figyelhető meg.

sajátfüggvény

Egy kvantummechanikai rendszerben egy adott fizikai mennyiséghez tartozó megengedett hullámfüggvény. A fizikai mennyiség ehhez tartozó megengedett értéke a sajátérték.

sajátmozgás

Egy csillag látszólagos szögelmozdulása az éggömbön. Ez a csillag fényének észlelési irányára (a látóvonalra) merőleges irányban történő mozgás.

sárgaréz

Vörösrézből és cinkből álló ötvözetek csoportja. Egy tipikus sárgaréz körülbelül 67% vörösrezet és 33% cinket tartalmaz.

sávelmélet

Az az elmélet, amely szerint a kristályokban az elektronok engedélyezett energiasávokban tartózkodhatnak, amelyek között tiltott sávok vannak. Bár a szabadelektron-elmélet képes megmagyarázni a fémek elektromos tulajdonságait, ahhoz, hogy az elektromos vezetés természetét teljes egészében megérthessük, a szabadelektron-elméletet módosítani kell annyiban, hogy az elektronok mozgási közegének, a kristályrácsnak a hatását is tartalmazza. A sávelmélet módosítja a szabadelektron-elméletet, a rács pozitív ionjai által keltett szabályos periodikus potenciált is kezelni képes. Bár a rács jelenléte önmagában még nem vagy csak speciális feltételek mellett idéz elő elektronszóródást, a rács által generált periodikus potenciál megváltoztatja az elektronállapotok sűrűségét az egyszerű szabadelektron-modellhez képest.

A dobozba zárt részecske leírás elvben annyiban módosul, hogy egy extra potenciálkifejezést kell hozzávennünk, ahol ugyanolyan periodicitást mutat, mint a rács. Ezen elektronok anyaghullámára is teljesülnie kell a Schrödinger-egyenletnek (lásd még kvantummechanika), azaz

ahol a állapothoz tartozó energia. Ezt az egyenletet gyakran Bloch-egyenletnek is nevezik: még közelítő módszerekkel sem könnyű megoldani.

Akárcsak a szabadelektron-modellnél, a Bloch-egyenlet megoldása is összefüggést ad elektronállapotot jellemző impulzusok és ugyanennek az állapotnak az energiája között. Ez az összefüggés azonban már nem az egyszerű

parabolafüggvény, ahol az állapotra jellemző elektronimpulzus, pedig az elektron tömege. Ehelyett a függvény többértékű, és vannak bizonyos tiltott energiasávok is, amelyekre nincsen engedélyezett állapot. és viszonyát egydimenziós kristályra az (1) diagram mutatja.

A diagram legfontosabb jellemzője, hogy értéke szerint periodikusan ismétlődik, ahol a Planck-állandó, pedig a rácsállandó. Az alsó görbe , és pontjai csupán az impulzus értékében eltérő, egyébként azonos állapotokat jelölnek. A felső görbe azt mutatja, hogy minden impulzusértékhez több megengedett energiaállapot létezik, mégpedig minden energiasávban egy (azaz , , ). Hogy elkerüljük azt a zűrzavart, ami akkor állna elő, ha valamennyi görbéhez tartozó értékegyütteseket egyszerre vennénk tekintetbe, szokás kiválasztani olyan görbeszakaszokat, amelyeken növekedtével értéke is nő. A -tól induló legkisebb értékek a legalsó energiasáv – az (1) diagram legalsó görbéje – számára vannak fenntartva. A következő csoportot a és , valamint és közötti értékeket a második energiasávhoz – az (1) diagram középső görbéjéhez – társítják és így tovább. Ezt a zónaszerkezetet mutatja a (2) diagram. Kiterjesztett zónaszerkezetnek nevezzük. Ez nem több, mint egy hasznos konvenció: segítségével bármely terjedelmű értékegyüttessel meg tudjuk határozni az összes megengedett energiaállapotot.

A szabadelektron-modell eredményeit és a kiterjesztett zónasémát könnyen összevethetjük, ha megnézzük, milyen összefüggést ad a két model és között. Ezt mutatja a (2) diagram, amelyen a megszakított görbe felel meg a szabadelektron-modell parabolikus viszonyának.

-nek minden kiterjesztett zónában annyi megengedett értéke van, amennyi a kristály ionjainak száma. Mint a szabadelektron-elméletben is, egy értéknek megfelelő állapotban kétféle irányítottsága lehet a spinnek. így minden zónában a lehetséges állapotok száma a rácsbeli ionok számának kétszerese. Ez azt jelenti, hogy ha a fém atomonként egyetlen elektronnal járul hozzá a vezetéshez, akkor a fém elektronjai csak a zóna alsó felén – a (2) ábra szürkén árnyalt részén – lévő állapotokat foglalják el. Egyetlen állapotot egynél több elektron nem tölthet be. Ez a korlátozás abból fakad, hogy az elektronok fermionok és ezért a Fermi–Dirac-statisztikát követik. Az ilyen egyvegyértékű fémek energiaeloszlására a szabadelektron-modell és a sávmodell lényegében ugyanazt adja, mert az elektronok nem kezdik betölteni az első tiltott sáv feletti állapotokat.

Ha az anyag atomonként páros számú elektront tartalmaz, akkor bizonyos számú zóna be van töltve. Amikor az anyagot elektromos térbe helyezzük, az elektronok impulzusának eloszlásában csak akkor tapasztalunk változást, ha a zónák energiaszintje közel van egymáshoz. A legfelső betöltött zóna tetején elhelyezkedő elektronok ilyenkor elegendő energiatöbbletre tehetnek szert (például termikus gerjesztés révén) ahhoz, hogy átugorják a tiltott energiasávot és elfoglalják a következő zóna alján elhelyezkedő megengedett állapotokat. Ha ehhez a hőenergiával összevetve túl sok energiára van szükség, akkor nem jut fel elektron a következő sávra, áramot nem tapasztalunk. Az ilyen anyagot a szigetelők közé soroljuk.

Ha az energiarés nem túlságosan nagy, néhány elektron elegendő hőenergiát abszorbeál ahhoz, hogy átugorja a tiltott energiasávot. A termikus gerjesztés már szobahőmérsékleten is lehetővé teszi az ilyen átmenetet, s ezért az anyagban gyenge elektromos áram figyelhető meg. Mivel a hőmérséklet növelésével egyre több atom kerül a felső sáv állapotaiba, a hőmérséklet növekedtével a vezetőképesség is nő. Ez a viselkedés a félvezetőkre jellemző.

Végül, az atomonként páratlan számú elektront tartalmazó kémiai elemek rendes körülmények között elektromos vezetőként viselkednek. Ilyenkor a félig feltöltött sávban mindig vannak betöltetlen állapotok. Az elektronok impulzusának eloszlása egy sávon belül úgy néz ki, mintha a konkrét kiterjesztett zónára a szabadelektron-modellt alkalmaznánk egy keskeny impulzussávban.

Schmidt távcső

Lásd távcső.

Schottky-hiba

Lásd kristályhiba.

Schrieffer, John

Lásd Bardeen, John.

Schrödinger, Erwin

(1887–1961) osztrák fizikus, 1927-től a Berlini Egyetem professzora. 1933-ban a nácik elől Oxfordba menekült, 1936-ban visszatért Ausztriába, Grácba, majd 1938-ban újra elhagyta hazáját és a dublini Institute of Advanced Studies munkatársa lett. 1956-ban tért vissza végleg Ausztriába. Nevét a hullámmechanika és a Schrödinger-egyenlet tette ismertté. E kutatásainak köszönhetően 1933-ban Paul Dirac-kal közösen fizikai Nobel-díjat kapott.

Schrödinger-egyenlet

A hullámmechanikában (lásd kvantummechanika) valamely részecske hullámfüggvényének meghatározására alkalmazott egyenlet. Az időtől független Schrödinger-egyenlet: , ahol a hullámfüggvény, a Laplace-operátor (lásd Laplace-egyenlet), a Planck-állandó, a részecske tömege, a teljes energia, a pontenciális energia. Az egyenletet Erwin Schrödinger állította fel, jórészt neki köszönhető a hullámmechanika létrejötte. A Schrödinger-egyenletet egzakt módon csak a legegyszerűbb rendszerekre lehet megoldani, például a harmonikus oszcillátorra vagy a hidrogénatomra.

Schrödinger macskája

Erwin Schrödinger 1935-ből származó gondolatkísérlete, mellyel egy szubatomi részecske adott pontbeli megtalálási valószínűségének kvantummechanikai paradoxonát illusztrálta. Niels Bohr szerint az ilyen részecske helyzete mindaddig határozatlan marad, amíg a részecskét meg nem figyeljük. Schrödinger elképzelt egy zárt edényt, benne egy macskával, továbbá egy olyan eszközt, amelyet valamilyen kvantumesemény, például egy radioaktív atommag bomlása vezérel. Ha a kvantumesemény bekövetkezik, akkor cianid szabadul fel és a macska elpusztul; ha az esemény nem következik be, a macska életben marad. Schrödinger úgy érvelt, hogy a kvantummechanikai jelenségek Borh-féle interpretációja azt jelenti, hogy csak akkor tudjuk megmondani, hogy a macska életben van-e vagy sem, ha az edény kinyitjuk, és a macska állapotát megfigyeljük. A paradoxont megszületésétől kezdve széles körben vitatták. Jelenleg az gondoljuk, hogy a dekoherencia-elv megnyugtató módon feloldja ezt a paradoxont.

Wigner barátja a Schrödinger macskája paradoxon egy változata. Tegyük fel, hogy Wigner Jenő (1902–1995) barátjának adatik meg a lehetőség, hogy elsőként betekintsen az edénybe, s ott megtalálja vagy az élő vagy a holt macskát. Azonban, ha barátja az edénnyel és a macskával együtt egy zárt szobában tartózkodik, a kvantummechanika Bohr-féle értelmezése szerint Wigner professzor nem tudja meghatározni barátja agyának állapotát (örül-e az életben maradt macska láttán, vagy bánkódik a halott macska felett) mindaddig, amíg be nem kukkant a szobába, jóllehet barátja már rég tisztában van a macska sorsával. Ezek a paradoxonok jól mutatták, hogy a kvantummechanika Bohr-féle interpretációjában eltúlzott szerepet kapott a mérés és a megfigyelés.

Schwarzschild sugár

Adott tömegű test kritikus sugara (rádiusza), amelynél a test sugarának nagyobbnak kell lennie, hogy a fény kiszökhessen belőle. A Schwarzschild sugár , ahol a gravitációs állandó, a fénysebesség és a test tömege. Ha egy test olyan mértékben összehúzódik, hogy a sugara a Schwarzschild sugár alá csökken, akkor a szökési sebesség egyenlő lesz fénysebességgel és az objektumból fekete lyuk lesz. A Schwarzschild sugár ekkor a fekete lyuk eseményhorizontjának a sugara. Ezt a fogalmat Karl Schwarzschild (1873–1916) német csillagász vezette be. Lásd még csillag halála.

Schwinger-effektus

Egy elméleti úton megjósolt kvantumelektrodinamikai jelenség, amikor az elektromos tér mintegy „kiszívja” a vákuumból az elektron–pozitron párt. A jelenséget Julian Schwinger (1918–1994) amerikai fizikus jósolta meg 1951-ben. Még soha nem figyelték meg, mert az effektus igen kicsiny, de úgy gondolják, hogy elegendően erős elektromos tér esetén mégis felfedezhető lesz. Van olyan eshetőség is, hogy nehéz ionok reakcióiban bukkan fel. A Schwinger-effektust a fémeknél tapasztalható téremisszió analogonjaként foghatjuk fel.

S-csepp

Lásd ritka anyag.

seaborgium

Vegyjele Sg. Radioaktív, fémes, az aktinidák csoportjába tartozó transzurán elem; rendszáma 106, relatív atomtömege 266. Legstabilabb izotópjának tömegszáma 271 (felezési ideje 2.4 perc), Négy izotópja ismert, tömegszámuk 259, 261, 263, 271. 1974-ben hozták létre először majdnem egyszerre két laboratóriumban is. A. Ghiorso-nak és munkatársainak (Lawrance Berkeley Laboratory) a 263 tömegszámú 1 s élettartamú izotópját, míg G.N. Flerov-nak és munkatársainak (JINR (Joint Institute for Nuclear Research), Dubna) a 259 tömegszámú 48 s élettartamú izotópját sikerült előállítaniuk. Előállításánál californium-249 atomot bombáztak oxigén-18 részecskesugarakkal. A természetben nem fordul elő, gyakorlati felhasználása nincs. Glenn Seaborg amerikai fizikai kémikusról nevezték el, a transzurán elemekkel kapcsolatos kutatásainak tiszteletére.

Searle-rúd

Egy rúd hővezető-képességének meghatározására való szerkezet. A rudat rögzítik, az egyik végét gőzzel felmelegítik, a másikat hideg vízzel lehűtik. Két, egymástól távolságban levő ponton hőmérővel vagy termopárral megmérik a rúd hőmérsékletét. A mért hőmérséklet-különbségből meghatározható a rúd anyagának hővezető-képessége.

Seebeck-jelenség (termoelektromos jelenség)

Elektromos feszültség keletkezése olyan áramkörben, amely két, egymástól különböző fémből vagy félvezetőből áll és két összeerősítési pontjuk különböző hőmérsékletű. A feszültség nagysága attól függ, hogy milyenek az anyagok és hogy mekkora a hőmérséklet-különbség. A Seebeck-jelenségen alapul a termopár. Ez a jelenség T. J. Seebeckről (1770–1831) kapta a nevét; ő voltaképpen azt ismerte fel, hogy két különböző vezetőből álló áramkör körül csak akkor alakul ki mágneses mező, ha a vezetők két összeerősítését különböző hőmérsékleten tartja. Helytelenül azt tette fel magyarázatként, hogy a hőmérséklet-különbség közvetlenül mágnesezi a vezetőket. Vesd össze a Peltier-hatással.

Seger-kúpok (pirometrikus kúpok)

Kohókban vagy égetőkemencékben a hőmérséklet jelzésére használt kúpok sorozata. A kúpokat agyag, mészkő, földpát, stb. különböző keverékéből készítik oly módon, hogy mindegyik különböző hőmérsékleten lágyul meg. A csúcs lekonyulása jelzi, hogy az ismert lágyulási hőmérsékletet elérték, így a kemence hőmérséklete megbecsülhető.

Segrè görbe

Az összes stabil izotóp neutronszámának (N) az rendszám (Z) függvényében ábrázolt görbéje. Az atommagok stabilitása kvalitatíven érthető az erős kölcsönhatás természete (lásd fundamentális kölcsönhatások), valamint a rövid hatótávolságú erős vonzóerő és az elektromos taszítóerő versengése alapján. Az erős kölcsönhatás független az elektromos töltéstől, vagyis a nukleonok bármely elrendezésében az erős kölcsönhatás ugyanakkora erővel hat két neutron között, mint két proton vagy egy proton és egy neutron között. Ezért a protonok között ható elektromos taszítás hiányában a legstabilabb atommagok azok lennének, melyek egyenlő számú protonnal és neutronnal rendelkeznek. Az elektromos taszítás eltolja ezt az egyensúlyt a nagyobb számú neutront tartalmazó atommagok irányába, de a túl sok neutront tartalmazó atommagok instabilak, mert nem tud közülük elég sok párba állni a protonokkal

A nukleonok számának növekedésével az elektromos kölcsönhatás teljes energiája gyorsabban növekszik, mint a nukleáris kölcsönhatásé. Az atommagban az (pozitív, taszító) elektromos potenciális energia közelítőleg -tel, míg a (negatív, vonzó) nukleáris kölcsönhatás potenciális energiája közelítőleg -vel nő, amit a párképződés hatása korrigál. Nagy értékekre így az egy nukleonra eső elektromos potenciális energia sokkal gyorsabban nő, mint az egy nukleonra eső nukleáris potenciális energia, egészen addig, amíg el nem éri azt a pontot, ahol a stabil mag kialakulása már lehetetlenné válik. így az elektromos és a nukleáris kölcsönhatás közötti versengés szolgál magyarázatául a stabil atommagok neutron-proton arányának -vel való növekedésére, valamint a stabilitás maximumának létezésére az függvényében. A görbét Emilio Segrè (1905–1989) után nevezték el. Lásd kötési energia, bomlás, stabilitási határ, cseppmodell.

selektron

Lásd szuperszimmetria.

Selényi Pál

(1884–1954) Dunaadonyban született, majd Pesten tanult. A budapesti tudományegyetemen matematika-fizika tanári oklevelet szerzett 1907-ben. Itt kezdte meg oktatói és tudományos pályáját is. 1910-ben doktorált. 1911-ben dolgozta ki a róla elnevezett, nagyszögű interferencia kísérletet. Ebben Einstein ún. tűsugárzás elméletét cáfolta, megmutatva, hogy az atom által kibocsátott fénysugarak nagy irányszög-különbség esetén is interferenciaképesek. Berlinben és Göttingenben is volt ösztöndíjas. A világháború alatt akusztikai vizsgálatokat végzett a bécsi egyetemen. A Tanácsköztársaság után elveszti egyetemi tanári állását. 1921-től az akkor alakuló Egyesült Izzó-beli kutatólaboratóriumban dolgozik. Kiemelkedő volt az izzólámpa, a fotocella, az objektív fény-mérés területén végzett fejlesztő munkája, így annak a fényelemnek a kidolgozása, amely alapját képezte a fényképezőgépek megvilágításmérőjének. Legjelentősebb ipari felfedezése azonban a fénymásolás, a xerográfia volt. A II. világháború kitörése utáni kényszernyugdíjazása után a hazai egyenirányító-gyártás megalapozásában vett részt. A háború után az ELTE professzoraként tanított és kutatott, optikai eredményeit Kossuth-díjjal ismerték el. Sajtó alá rendezte Eötvös Loránd tudományos feljegyzéseit.

sértett szimmetria

Olyan szituáció, amikor a soktestprobléma legalacsonyabb energiájú állapota, vagy a relativisztikus kvantumtérelmélet vákuumállapota kisebb szimmetriával rendelkezik, mint a rendszert definiáló egyenletek. A szilárdtestfizikában példa erre a jelenségre a ferromágnesesség, az antiferromágnesesség és a szupravezetés. Részecskefizikában a Weinberg-Salam modell (lásd elektrogyenge kölcsönhatás elmélete) fontos példája a sértett szimmetriájú relativisztikus térelméletnek.

A sértett szimmetriához kapcsolódó eredmények matematikai alapja a Goldstone tétel. Ez azt mondja ki, hogy amennyiben a folytonos szimmetriával rendelkező relativisztikus térelméletben a szimmetria sérül, akkor az elméletben szükségszerűen léteznie kell egy Goldstone bozonnak nevezett zérus tömegű részecskének. A soktestproblémában a Goldstone bozonok a kollektív gerjesztések. A Goldstone tétel alóli kivételek sértett mértékelméletek esetén az olyan elméletek, mint a Weinberg-Salam modell, melyekben az úgynevezett Higgs mechanizmuson keresztül a Goldstone bozonok a vektorbozonok longitudinális polarizációjú állapotává alakulnak - ezáltal a vektorbozonok tömeget kapnak. Az elméletben megmaradó skalár Higgs bozon pedig nemzérus tömegű lesz. A soktestproblémában analóg módon a nagy hatótávolságú erők adják a Goldstone tétel alóli kivétel feltételét.

s-folyamat

Folyamat a nukleoszintézisben, amelyben egy atommag befog egy neutront és valószínűleg béta bomlással elbomlik mielőtt még egy neutront befogna. s-folyamat (az angol „lassú folyamat” kezdőbetűjéből) akkor fordul elő, amikor állandó, de nem nagy neutronutánpótlás áll rendelkezésre a csillagban nukleáris fúziós reakciókból. Sok, vasnál nehezebb elem keletkezik s-folyamatban.

Shockley, William

Lásd Bardeen, John.

SI-egységek

Système International d’Unités; tudományos célokra jelenleg ajánlott nemzetközi egységrendszer. Egységes és racionális rendszer, amelynek az MKS-rendszer az alapja. A CGS-egységeket és a birodalmi egységeket váltja ki. A rendszernek hét alapegysége és két dimenzió nélküli egysége van (ezeket korábban kiegészítő egységeknek nevezték). A rendszernek 18 származtatott egysége van, mindnek külön neve. Az egységeknek egyezményes jelük is van (nagybetű, ha a mértékegység egy tudósról kapta a nevét, egyébként pedig egy vagy két kisbetű). Az egységeket prefixumokkal lehet ellátni: ezek 10-nek bizonyos hatványait jelölik. Lásd a függeléket.

siemens

Jele S. Az elektromos vezetőképesség SI mértékegysége, megegyezik egy olyan áramkör vagy áramköri elem vezetőképességével, amelynek az ellenállása 1 ohm. 1 S . A mértékegységet korábban mho-nak vagy reciprok ohm-nak nevezték. Nevét a német születésű brit mérnökről Sir William Siemensről (1823–83) kapta.

Siemens-Martin eljárás

Az acélgyártás hagyományos módszere, melynek során öntési hulladékot, nyersvasat, forró fémeket, stb. hevítenek együtt egy hőálló bevonatú, sekély, nyitott, levegőben elégetett generátorgáz által fűtött kemencében.

sievert

A dózis ekvivalens SI egysége (lásd sugárzási mértékegységek). Rolf Sievert (1896–1966) svéd fizikus után nevezték el.

sík

Sima felület, melyet az a feltétel definiál, hogy bármely két pontját összekötő egyenes teljes egészében rajta fekszik.

síkban polarizált fény

Lásd a fény polarizálása.

síkdomború lencse

Lásd konvex; lencse.

síkhomorú lencse

Lásd konkáv; lencse.

Simonyi Károly

(1916–2001) A Sopron megyei Egyházasfaluban született. Budapesten érettségizett, majd – párhuzamosan – Pécsett jogi, Budapesten villamosmérnöki diplomát szerzett. Ezután a Budapesti Műegyetemen a Bay Zoltán vezette atomfizika tanszéken dolgozott. A II. világháború alatt a Bay-csoporttal a radar kifejlesztésén dolgozott. A háború végén bekapcsolódott a Bay Zoltán vezette Hold-radar kísérletbe. Később a soproni egyetem fizika-elektrotechnika tanszékének, majd a különválasztott elektrotechnika tanszéknek a vezetője lett. Itt tervezte meg azt a van de Graaff rendszerű részecskegyorsítót, amelyért 1952-ben Kossuth-díjat kapott. A budapesti Központi Fizikai Kutatóintézetben Simonyi igazgatóhelyettesként irányította az ezzel végzett kutatásokat. 1956-ban megválasztották a KFKI forradalmi bizottsága elnökének, amely miatt a KFKI elhagyására kényszerítették. 1970-ig a BME tanszékvezetője volt. 1975 tavaszán kezdte nagysikerű, „A fizika kultúrtörténete” című előadássorozatát, amit az azonos című könyv megírása követett. E könyv hazai és külföldi kiadásaiért, valamint nemzetközi hírű tankönyvírói tevékenységéért Állami Díjjal tüntették ki 1985-ben. Budapesten halt meg.

sivítás

Az égésnek a rakétákban és gázturbinákban néha előforduló, rövid idő alatt nagy kárt okozó, éles hanggal járó instabil formája.

skalár hármasszorzat

Lásd hármasszorzat.

skalármennyiség (skalár)

Olyan mennyiség, melynek nincs iránya, ilyen például a hőmérséklet, vagy nincs megadva, mint például a gyorsaság. A skalármennyiség a koordinátarendszer transzformációja során változatlan marad. Vesd össze: vektor.

skalár szorzat (belső szorzat)

A rendre illetve komponensű és vektorokból származtatott

alakú kifejezés. A szorzat eredménye átírható az alakba, ahol és sorrendben az és vektorok hossza, pedig az általuk bezárt szög. A skaláris szorzat jelölésére sokszor csak a pont nélküli alakot használják. Vesd össze: vektorszorzat.

skvark

Lásd szuperszimmetria.

slepton

Lásd szuperszimmetria.

sliren-fotográfia

Mozgó folyadékokban levő sűrűségkülönbségek fényképezését lehetővé tevő technika. Például, egy folyadék turbulens áramlása közben kialakuló, rövid életű sűrűségkülönbségek a törésmutatóban eltéréseket hoznak létre, amelyek a felvételen felvillanó sávokként (németül: Schliere) jelentkeznek. A slieren-fotográfiát a szélcsatornás vizsgálatokban a turbulencia által létrehozott sűrűséggradiensek és az álló modell körüli lökéshullámok kimutatására használják.

S-mátrix elmélet

Werner Heisenberg német fizikus által 1943-ban kezdeményezett, majd az 1950-es és a 1960-as években széleskörűen továbbfejleszett, az erős kölcsönhatást szórási tulajdonságain keresztül leíró elmélet. Az S-mátrix elmélet olyan általános tulajdonságokat használ, mint a kauzalitás a kvantummechanikában, és a speciális relativitáselmélet. A kvantumszíndinamika, mint az erős kölcsönhatás fundamentális elméletének felfedezése után az S-mátrix elmélet szerepe arra korlátozódott, hogy a kvantumtérelméletben a szórás általános eredményei leírásának módszere legyen. A húrelmélet, mint a hadronok elmélete, azokból a próbálkozásokból származik, amelyekkel az S-mátrix elméletét kívánták megalapozni.

Snellius–Descartes-törvény

Lásd törés.

Soddy, Frederick

(1877–1956) Brit kémikus, Ernest Rutherford-dal Kanadában majd William Ramsay-vel dolgozott Londonban, mielőtt 1919-ben véglegesen letelepedett Oxfordban. ő jelentette be 1913-ban az izotópok létezésének felfedezését, amelyért 1921-ben fizikai Nobel díjat kapott.

sokaság

Részecskerendszerek halmaza, amelyet a statisztikus mechanikában egyedi rendszerek leírására használnak. A fogalmat Josiah Willard Gibbs (1839–1903) amerikai fizikus vezette be 1902-ben mint egy egyszerű rendszer valamely tulajdonságának időátlaga kiszámítási módját: az átlagolást egy rögzített pillanatban a sokaság rendszereire végezzük el. A rendszerek sokaságát az egyedi rendszer ismeretében konstruáljuk és a fázistér egy ponthalmazaként reprezentálhatjuk, mely reprezentációban a sokaság egy-egy rendszerének a fázistér egy-egy pontja felel meg. Sokaságokat mind izolált, mind pedig nyílt rendszerekre kontruálhatunk.

sokszorozási tényező (reaktivitás)

Jele k. Az atomreaktorban egységnyi idő alatt keletkezett neutronok átlagos számának és az ugyanezen idő alatt abszorpció és elszivárgás miatt elveszített neutronok számának aránya. Ha , akkor a reaktort kritikusnak nevezzük. Ha , akkor a reaktor szuperkritikus, ha pedig akkor szubkritikus. Lásd még kritikus reakció.

sokszög

Szakaszokkal határolt síkbeli alakzat. Egy szabályos sokszög összes oldala és összes belső szöge megegyezik. Egy oldalú szabályos sokszög belső szögeinek nagysága , belső szögeinek összege pedig ( .

sokvilág-értelmezés

A kvantummechanika egy interpretációja. Feltételezi, hogy bármely mérés elvezet a mérés minden lehetséges kimenetéhez, melyek az univerzum különböző változataiban egyidejűleg léteznek. A sokvilág-szemléletről való gondolkodás egyik módja, hogy feltételezzük: minden kvantumesemény felhasadást eredményez. Például, egy részecske spinjének kétféle állapota lehet, mondjuk „le” és „fel”. A kvantummechanika koppenhágai értelmezése szerint az állapot mindaddig meghatározatlan, amíg a mérést el nem végezzük, de a méréskor a részecske vagy a „fel” vagy a „le” állapotot veszi fel. A sokvilág értelmezés szerint a mérés két univerzumot hoz létre, amelyek egyikében a részecske spinje „fel”, míg a másikban „le” állapotú. Az univerzum e felfogásban folyamatosan sokszorozza önmagát, irdatlan mennyiségű párhuzamos világot hozva létre, melyek mind egyidőben léteznek, s együttesen multiverzumot alkotnak. Az elméletet 1957-ben javasolta Hugh Everett III (1930–1982) amerikai fizikus.

sor

Véges vagy végtelen sorozat tagjainak összege. Például az exponenciális sorban a sorozat -ik tagja . Az összes tag -tól -ig vett összegét az

alakban írhatjuk fel. Ha a sornak, mint az előbbinek is, végtelen sok tagja van, végtelen sornak nevezik. Egy véges sornak rögzített számú tagja van. Lásd még aszimptotikus sorok, konvergens sor.

sornyomtató

Lásd nyomtató.

soros áramkörök

Áramkörök, amelyekben az áramköri elemek egy sorban vannak elhelyezve, így egymás után mindegyiken ugyanaz az áram folyik át. Sorba kapcsolt ellenállások esetén az eredő ellenállás az egyes ellenállásoknak az összege, míg sorba kapcsolt kondenzátorok esetén a eredő kapacitást az összefüggés adja meg.

sorozat

Véges vagy végtelen számhalmaz elemeinek sorbarendezése. A sorozat -edik eleme ezen számok sorrendben -edik tagja. Ha az elemek száma végtelen, akkor végtelen sorozatnak, míg ha véges akkor véges sorozatnak nevezzük. Gyakran a sorozat elemeit a sorozatban elfoglalt sorszáma segítségével parametrizált kifejezéssel adnak meg, amit képzési szabálynak neveznek.

sönt (párhuzamos vezeték)

Egy elektromos áramkörrel vagy berendezéssel párhuzamosan kötött, az azon átfolyó áramban részt vevő ellenállás, vagy más áramköri elem. Például egy galvanométer kivezetései között a rendszeren átfolyó megengedett áram megnövelése érdekében söntöt használnak. A mellékáramkörű tekercselésű generátorban vagy motorban a gerjesztő tekercsét a forgórész áramkörével párhuzamosan kapcsolták, míg a főáramkörű tekercselésűben viszont sorosan.

sötét anyag

Lásd hiányzó tömeg.

sötét energia

A Világegyetem energiájának egy része, amely azzal kapcsolatos, hogy a Világegyetem tágulása gyorsul és a kozmológiai állandó értéke, lehet, hogy nem nulla. A WMAP-kísérlet adatainak kiértékelése azt mutatja, hogy a Világegyetem energiájának körülbelül 70 %-a sötét energia formájában található. Ennek az energiának a mibenléte, természete nem ismeretes.

sötét galaxis

Egy nagyrészt sötét anyagból álló galaxis. Van néhány bizonyíték arra, hogy ilyen galaxisok léteznek. Az asztrofizikusok úgy gondolják, hogy nagyon gyakorinak kell lenniük, különösképpen azért, mert a Világegyetem nagyléptékű szerkezetét sokkal jobban leírják az elméletek, ha rengeteg sötét galaxis létezését feltételezik.

spektroszkópia (színképelemzés)

Színkép előállítása és elemzése spektroszkóp, spektrométer, spektrográf és spektrofotométer segítségével. Az így előállított színkép értelmezése hasznos a kémiai analízisben, az atomok és molekulák energiaszintjeinek és a molekulaszerkezetnek a vizsgálatában, valamint az égitestek alkotóelemeinek és mozgásának meghatározásában (lásd vöröseltolódás).

spektroszkópiai binérek

Lásd kettőscsillagok.

spektrumkémiai sorozatok

Ligandumok sorozata aszerint rendezve, hogy milyen mértékben képesek felhasítani fémkomplexek d pályáinak energiaszintjeit. Néhány gyakori ligandumból álló ilyen sorozat:

spektrumsáv

Lásd színkép.

spin (belső impulzusmomentum)

Jel vagy . A részecske, atom, atommag stb. teljes impulzusmomentumának része, tehát megkülönböztetendő a pálya-impulzusmomentumtól. Egy meghatározott energiaszinten lévő molekulának, atomnak vagy atommagnak, vagy egy konkrét elemi részecskének meghatározott spinje van, hasonlóan a töltéséhez vagy a tömegéhez. A kvantumelmélet szerint a spin valamely irányra vett vetülete kvantált, értéke többszöröse lehet, ahol a Planck-állandó. A spin az kvantumszámmal jellemezhető. Például az elektronra , ami értéket jelent az egyik forgásirányban és értéket a másik forgásirányban. A spin miatt a részecskék saját belső mágneses momentummal is rendelkeznek, és mágneses térben a részecskék spinje a tér irányával bizonyos szöget bezárva rendeződik, miközben precesszál a mágneses tér iránya körül. Lásd magmágneses rezonancia.

spinhullám (magnon)

Mágneses rendszerekben lehetséges kollektív gerjesztés. Spinhullámok ferromágneses és antiferromágneses rendszerekben egyaránt kialakulhatnak (lásd mágnesesség).

spinodális görbe

Egy metastabil és egy instabil tartomány elválasztógörbéje valamely kétkomponensű folyadék két fázisa együttes létezésének tartományában. A spinodális görbe felett egyensúly felé közelítő cseppkiválásos folyamatok zajlanak, alatta viszont a rendparaméter periodikus modulációja figyelhető meg; kezdetben ennek a modulációnak kicsi az amplitúdója (lásd spinodális kiválás. A spinodálgörbe a valóságos rendszerekben az ingadozások miatt nem éles határvonal.

spinodális kiválás

Az egyensúly felé haladás folyamata a fázisdiagramnak egy olyan részében, amelyben a rendparaméter megmaradó mennyiségként viselkedik. Spinodális kiválás figyelhető meg például kétkomponensű keverékek lehűtésekor. (Lásd spinodális görbe)

spinor

A vektorokhoz hasonló matematikai fogalom, amely azzal a tulajdonsággal rendelkezik, hogy minden -os forgatás esetén előjelet vált. A relativisztikus kvantummechanikában példa a spinorra egy spinű részecske, mint például az elektron hullámfüggvénye. A spinorokat széleskörűen használják az általános relativitáselméletben.

spinstatisztika-tétel

A relativisztikus kvantumtérelmélet alaptétele, amely azt mondja ki, hogy a fél-egész spineket csak akkor lehet következetesen kvantálni, ha azok a Fermi–Dirac-statisztikának engedelmeskednek (fermionok), a páros egész spineket pedig akkor, ha a Bose–Einstein-statisztikának engedelmeskednek (bozonok; lásd kvantumstatisztika). Ezzel a tétellel megérthetjük azt a kvantumstatisztikai eredményt, hogy a bozonok hullámfüggvénye szimmetrikus, míg a fermionoké antiszimmetrikus. Ez a tétel a Pauli-féle kizárási elvet is megalapozza. Ezt az elvet először 1940-ben bizonyította Pauli, máig már több, egymástól eltérő bizonyítása is született.

spintronika (mágneses elektronika)

Olyan ága a technológiának, amely kimondottan az elektronspin kvantummechanikai fogalmára támaszkodó elektronikai eszközöket készít. Ez a terület rendkívül gyorsan fejlődik, és valószínűleg olyan gyors elemek előállításához vezet majd, amelyek az információt tárolni is, feldolgozni is képesek, továbbá olyan eszközökhöz, amelyeket a kvantum-számítástudomány fog majd használni.

spinüveg

Olyan ötvözet, amelyben kis mennyiségű (0,1–10%) mágneses fém van nem mágneses fémmel ötvözve, és a mágneses összetevő atomjai véletlenszerűen épülnek be a nem mágneses összetevő kristályrácsába. Spinüveg például az AuFe és a CuMn. A spinüvegek mágneses és egyéb tulajdonságainak elmélete a mágneses atomok véletlenszerű eloszlása miatt meglehetősen bonyolult.

spin–pálya kölcsönhatás

Egy egyedi részecske, például egy elektron pályaimpulzusmomentuma és spin impulzusmomentuma közötti kölcsönhatás. Könnyű atomokban a spin–pálya kölcsönhatás kicsi, így a sokelektronos atomok multiplettjeit a Russell–Saunders-csatolás írja le. Nehéz atomokra a spin–pálya kölcsönhatás nagy, így a sokelektronos atomok multiplettjeit a j–j-csatolás írja le. Közepes méretű atomok esetében a spin–pálya kölcsönhatáshoz társult energia összemérhető az elektronok közötti elektrosztatikus taszítás energiájával, ebben az esetben a multipletteket a köztes csatolással írjuk le. A spin–pálya kölcsönhatás sok atommagban erős, különösen a nehéz magokban.

spirális galaxis

Lásd galaxis.

spontán emisszió

Egy atom fotonkibocsátása, miközben gerjesztett állaptoából alapállapotába ju vissza. A spontán emisszió bármilyen külső elektromágneses sugárzás jelenléte nélkül megfigyelhető: az átmenetet a kvantált elektromágneses tér vákuumfluktuációi (lásd vákuumállapot) és az atomok közötti kölcsönhatás okozza. A spontán emisszió jelenségéről a nemrelativisztikus kvantummechanika – amelyet például a Schrödinger-egyenlettel tárgyalhatunk – nem képes számot adni. Ez a folyamat felelős azért, hogy az atom gerjesztett állapotban csak korlátozott ideig létezhet. Lásd még a sugárzás kvantumelmélete; Einstein-együtthatók; lézer.

stabil egyensúly

Lásd egyensúly.

stabilitási határ (dripline)

Azon a grafikonon, melyben az egyes atommagokban a protonok számát a bennük lévő neutronok számának függvényében ábrázolják, az a határ, amely azt jelzi, hogy egy atommag létezhet-e vagy sem. Két ilyen görbe létezik, a proton stabilitási határ (proton dripline) és a neutron stabilitási határ (neutron dripline). A proton stabilitási határ az a szám, ahány proton lehet maximálisan az adott neutronszámú atommagban, a neutron stabilitási határ pedig az a szám, ahány neutron lehet maximálisan az adott protonszámú atommagban. A kritikus stabilitású atommagok (dripline atommagok) azok, amelyek közel esnek ezekhez a határokhoz.

stacionárius állapot

A rendszer olyan állapota, amikor energiaszintja kvantummechanikailag megengedett. Egyik stacionárius állapotból egy másik stacionárius állapotba való átmenet csak a megfelelő energiakvantum (foton) emissziója vagy abszorpciója esetén figyelhető meg.

stacionárius hullám

Olyan hullám, amelynek alakja nincs mozgásban, hanem stacionárius (állandósult). Megkülönböztetendő a terjedő (vagy haladó) hullámtól, amelynek hullámprofilja a hullám terjedési sebességével mozog a közegben. Stacionárius hullám alakul ki, ha a haladó hullám saját útvonala mentén visszaverődik. A stacionárius hullámnak vannak olyan pontjai, amelyeknek nulla a kitérése, ezeket hívjuk csomópontoknak. A maximális kitérésű pontok az amplitúdópontok. Egy csomópont és a hozzá legközelebb eső amplitúdópont távolsága a hullámhossz negyede. A stacionárius hullám minden pontjának más az amplitúdója, és az egymást követő csomópontoktól egyforma távolságokra lévő pontok fázisban vannak. A haladó hullám minden pontja ugyanazzal az amplitúdóval rezeg, s a rezgés fázisa a hullám terjedési iránya mentén változik.

standard állapot

A rendszer termodinamikai mérésekben vonatkoztatási alapul vett állapota. Ennek az állapotnak a specifikációjában ott szerepel a nyomás (általában 1 atmoszféra, azaz 101,325 kilopascal) és a koncentráció (rendszerint 1 mól). A termodinamikai függvényeket akkor tekintik standard függvényeknek, ha olyan változásokat írnak le, amelyekben a reagensek és a reakciótermékek valamennyien standard és normálállapotukban vannak. Például a víz 298 kelvinen való képződésének standard moláris entalpiája a

Az felső index itt arra utal, hogy standard állapotok uralkodnak; a hőmérsékletet külön kell feltüntetni.

standard elektróda

Az elektródpotenciál mérésére használt elektróda (fél-elem). Lásd hidrogén fél-elem.

standard elektródpotenciál

Lásd elektródpotenciál.

standard eltérés (standard hiba)

Az adatok szóródásának mértéke a statisztikában. Az értékek esetén az adatok középértéke: . Az egyes értékeknek középértéktől való eltérése az egyes értékek és a középérték különbségének abszolút értéke, vagyis . A standard eltérés a ezen eltérések négyzetösszege -edrészének a gyöke, vagyis

Folytonos értékkészlet esetén a fenti összefüggésben az összegzés helyébe integrálás lép.

standard körülmények

Standard nyomás és hőmérséklet (korábbi nevük: normálnyomás és normálhőmérséklet). Ezek szolgálnak vonatkoztatási alapul a nyomástól és hőmérséklettől függő mennyiségek kiszámításában; ilyen feltételek mellett szokás összehasonlítani a gázok tulajdonságait. A standard hőmérséklet értéke 273,15 K (avagy 0 C), a standard nyomásé 101 325 Pa (avagy 760,0 higanymilliméter).

standard modell

Lásd elemi részecskék.

Stark-effektus

Az atom spektrumvonalainak felhasadása erős elektromos térben. A jelenséget Johannes Stark (1874–1957) német fizikusról nevezték el, ő fedezte fel 1913-ban. Akárcsak a normális Zeeman-effektus, a Stark-effektus értelmezhető a Lorentz-féle klasszikus elektronelmélet alapján. A Stark-effektust hidrogénatomra a Bohr-elmélet is leírja. A kvantummechanika az elektromos tér vonatkozásában a Stark-effektust úgy írja le, mint az elektromos tér nélküli kvantumállapotok és az atomi energiaszintek perturbációját. A perturbációelméletnek ez volt az első kvantummechanikai alkalmazása.

statisztika

A matematikának az az ága, amely numerikus adatokból a valószínűségszámítás segítségével levonható következtetésekkel foglalkozik. A statisztikai következtetés olyan konklúzió, melyet a sokaságról készült valamely reprezentatív minta elemzéséből kaptak. Lásd mintavétel.

statisztikus mechanika

A fizikának az az ága, amely statisztikai módszerekkel vizsgálja egy rendszer mikroszkopikus alkotórészeit – hogy előrejelezze, megjósolja a rendszer makroszkopikus tulajdonságait. Ezt a módszert Maxwell és Boltzmann használta először, a XIX. században; a nagy molekulasokaságok statisztikai sajátosságaiból próbálták így leszármaztatni a gázok termodinamikai tulajdonságait.

A klasszikus statisztikus mechanikában minden részecskét a fázistér egy pontjának tekintenek, vagyis olyasvalaminek, aminek mindenkor pontosan meghatározható helyzete és impulzusa van. Annak a valószínűségét, hogy ez a pont a fázistér egy kis térfogatú részébe esik, arányosnak veszik a térfogattal. A Maxwell–Boltzmann-féle törvény a részecskék fázistérbeli legvalószínűbb eloszlását adja meg.

A kvantummechanika kialakulásával (a Heisenberg-féle határozatlansági elv miatt) kétségessé vált ezeknek a feltevéseknek a jogosultsága. Az emiatt létrehozott kvantumstatisztikában a fázisteret cellákra osztják; egy-egy ilyen cellának a térfogata; ebben a Planck-állandó, pedig a részecskék szabadsági fokainak száma. Ez az új felfogásmód vezetett el a Bose–Einstein-féle statisztikához, a Pauli-féle kizárási elvnek eleget tervő részecskék körében pedig a Fermi–Dirac-féle statisztikához.

Stefan-féle törvény, Stefan–Boltzmann-törvény

Egy fekete test felületének egységnyi eleme által egységnyi idő alatt kisugárzott teljes energia arányos a test termodinamikai hőmérsékletének negyedi hatványával. Az arányossági tényezőnek, a Stefan-féle állandónak, más néven Stefan–Boltzmann-féle állandónak J s m K az értéke. Ezt a törvényt Joseph Stefan szlovén fizikus (1853–1893) ismerte fel, és Ludwig Boltzmann származtatta le elméleti eszközökkel.

Stern–Gerlach-kísérlet

1921-ben elvégzett klaszikus kísérlet, amely az atom máneses momentumának kvantummechanikai természetére mutatott rá. Ezüstatomokból álló nyalábot erős inhomogén mágneses térbe helyeztek. A klasszikus elképzelés szerint ilyenkor a nyalábnak folytonos módon ki kellene szélesednie. A nyaláb azonban két különálló nyalábra bomlott – a kvantummechanikai felfogásnak megfelelően. A kísérletet Otto Stern (1888–1969) és Walter Gerlach (1889–1979) német fizikusok végezték el.

Stirling-motor

Egy forró hengerből, egy hideg hengerből és egy hőcserélőként működő regenerátorból álló hőerőgép. A hengerekben ide-oda járó dugattyúk vannak. A forró hengerrel kívülről közölnek hőt, amitől a benne levő gáz kitágul, és meghajtja a dugattyút. A gáz a hőcserélőben lehűl, mielőtt a hideg hengerbe érne, ahol a dugattyú összenyomja, majd visszahajtja a hőcserélőbe, ahonnan felmelegedve érkezik a forró hengerbe. A Robert Stirling (1790–1878) által 1816-ban feltalált Stirling-motorok halkak és hatékonyak, de az előállításuk költséges. A felhasználási területük korlátozott volt, az érdeklődés irántuk azonban az 1960-as években újraéledt.

STM

Lásd pásztázó alagútmikroszkóp.

Stokes-féle paraméterek

Az -lal, -gyel, -vel és -mal jelölt paraméterek együttese, amelyek segítségével az észlelések alapján meghatározhatjuk egy monokromatikus sugárzás polarizációs állapotát. A Stokes-paraméterek a térerősségben kvadratikusak és intenzitásmérésekkel vagy polarizátorral lehet meghatározni őket. A Stokes-paraméterek nem függetlenek egymástól, az összefüggés áll fenn közöttük. Nevüket Sir George Gabriel Stokes nyomán kapták, 1852-ben ő vezette be ezeket a paramétereket. A Stokes-paraméterek meghatározásának asztrofizikai alkalmazásai is vannak, ilyen egyebek közt a pulzárok elektromágneses sugárzásának mechanizmusára vonatkozó információk kinyerése.

Stokes tétel

Egy vektor rotációjára vonatkozó, a divergenciatétellel analóg tétel. A Stokes tétel azt mondja ki, hogy az görbével határolt sima, egyszeresen összefüggő felület (vagyis ha a felületen lévő bármely zárt görbe folytonosan összehúzható egy pontra anélkül, hogy az a felületet elhagyná) esetén a felületen értelmezett vektorra

Az összefüggésben a infinitezimális felületelem iránya az adott pontban a felület normálisával egyezik meg, az görbe körüljárása pedig olyan, hogy a infinitezimális felületelemvektorral jobbrendszert alkot. A Stokes tételt Sir George Gabriel Stokes mondta ki – Lord Kelvin 1850-ben hozzá intézett levelére – egy Cambridge-i vizsgakérdésre válaszolva.

strange attraktor

Lásd attraktor.

stroboszkóp

Olyan eszköz, amely a mozgást megszakítással látható állóképek sorozataként jeleníti meg. Ez vagy egy szabályos időközönként felvillanó lámpa vagy egy redőny segítségével valósul meg, ami a tárgyat szakaszosan láttatja. A stroboszkópikus fényképezés esetén a mozgó tárgyról nagyon rövid expozíciós idővel, elektronikusan vezérelt vakuval készül fényképsorozat.

struktúrák kialakulása a Világegyetemben

Folyamat, amely létrehozta a Világegyetemben az anyag nem-egyenletes eloszlását, azaz a nagyléptékű szerkezetet, mint például a galaxisokat. Általában csomósodások akkor jönnek létre, ha az anyag nem homogén, azaz az anyagrészecskék közötti vonzás nem egyenletes. A csomósodások kialakulhattak a kvantumfluktuációk következtében a korai Univerzumban az inflációhoz kapcsolódva és a táguló Világegyetemben a Jeans instabilitás miatt. Megfigyelések alátámasztják ezt a feltételezést a COBE és a WMAP mérései alapján. A struktúrák kialakulásának egy alternatív elmélete a kozmikus húrokra épül, de a megfigyelések nincsenek összhangban az elmélet jóslataival. Jelenleg még nem létezik a struktúrák kialakulásának teljes kvantitatív elmélete.

sugárkivezető ablak

Nyílás egy nukleáris reaktor sugárvédelmén, amelyen keresztül a neutronok vagy más részecskék nyalábja kísérleti célból ki tud áramlani.

sugárterápia

Ionizáló sugárzás használata rák, és néhány csontvelő- és vérbetegség kezelésére. A diagnosztikus radiológiában használt röntgensugárzásnak és gamma-sugárzásnak alacsony az energiája, így azok nem károsítják a szövetet, amin áthaladnak. A sugárterápia azonban az ionizáló sugárzásnak azt a tulajdonságát használja ki, amit a diagnosztikus radiológia elkerülni próbál: elegendő energiája legyen, hogy az útjába kerülő sejteket elpusztítsa.

Az ionizáló sugárzás a sejteket válogatás nélkül pusztítja el. Emiatt amikor egy rákos daganatot besugároznak, a sugárzás a daganat környezetében levő normális szövet számos sejtjét is elpusztítja. Mivel a daganatok elpusztításához rendszerint nagy dózisra van szükség, lépéseket kell tenni a normális szövet károsodásának korlátozására. Ezt a frakcionálásnak nevezett módszerrel érik el, amely során a szükséges sugárdózist több részre osztják, és egy hosszabb időszak alatt közlik a beteggel. Ez lehetővé teszi, hogy a normális szövet a kezelések között részlegesen regenerálódjon. Mivel sok esetben a rákos sejtek sokkal érzékenyebbek a sugárzásra, mint a normális sejtek, a normális szövet gyorsabban regenerálódik. Emiatt lehetséges, hogy a frakcionálás következtében a betegnek nagyobb a terápiával szembeni tűrőképessége.

A beteggel a sugárdózist közölhetik akár a szervezeten kívülről, akár belülről. A teleterápia esetében a sugárnyaláb a szervezeten kívülről érkezik, míg a brachyterápia esetében kis térfogatú, lezárt, rádioaktív nuklid forrást ültetnek be a daganat közelébe.

sugárvédő beton

Nagy tömegszámú elemeket (mint például vas vagy ólom) tartalmazó beton, melyet a nukleáris reaktorokat körülvevő sugárvédő árnyékolásra használnak.

sugárzás

1. Energia továbbítása elektromágneses hullámok vagy fotonok formájában. 2. Egy radioaktív forrásból kilépő részecskék (speciálisan alfa- vagy béta-részecskék) vagy egy nukleáris reaktorból kilépő neutronok áramlata.

sugárzási energia

Elektromágneses sugárzás formájában továbbított energia.

sugárzási fluxus

Jele . Elektromágneses sugárzás formájában kibocsátott, elnyelt vagy továbbított teljes energia. Watt-ban mérik.

sugárzási hőmérséklet

Egy égitest felszíni hőmérséklete a Stefan–Boltzmann törvény szerint, feltételezve, hogy az égitest fekete testként viselkedik. A sugárzási hőmérsékletet általában az elektromágneses spektrum egy kis részén mérik, például a látható tartományban (ez adja az optikai hőmérsékletet).

sugárzási intenzitás

Jele . Egy pontszerű forrás által egységnyi térszögben kibocsátott sugárzási fluxus. Mértékegysége a watt/szteradián.

sugárzási károsodás

A nagyenergiájú elektronoknak, nukleonoknak, hasadási termékeknek, illetve a nagyenergiájú elektromágneses sugárzásnaknak kitett élő szervezetekben, valamint élettelen anyagokban fellépő káros átalakulások. Az élettelen anyagokban a károsodást az elektrongerjesztések, ionizáció, transzmutáció vagy az atomok helyükről való kilökése okozza. Élő szervezetekben ezek a folyamatok változásokat okozhatnak a sejtekben – megváltoztathatják a sejtek genetikus szerkezetét, meggátolhatják az osztódásukat, vagy egyszerűen megölhetik őket. Az emberekben ezek a változások a sugárzás nagy dózisának hatására sugárbetegséghez, radioaktív égéshez, vagy különböző típusú hosszútávú károsodáshoz vezethetnek, amelyek közül a legsúlyosabbak a rák különböző formáit eredményezhetik (például leukémiát, fehérvérűséget).

sugárzási kibocsátás

Lásd fluxus kibocsátóképesség.

sugárzási mértékegységek

Mértékegységek, melyek egy radioaktív izotóp aktivitásának, illetve az ionizáló sugárzás *dózisának jellemzésére szolgálnak. A curie, röntgen, rad és a rem egységek nincsenek összhangban az SI egységekkel, azonban ideiglenes használatuk elfogadott az SI egységekkel párhuzamosan, amíg a becquerel, gray és a sievert SI származtatott mértékegységek közismertebbek nem lesznek.

A becquerel (Bq) az aktivitás SI mértékegysége. Egy radioaktív sugárforrás aktivitása 1 Bq, ha átlagosan egy másodperc alatt egy spontán bomlás történik. így 1 Bq = 1 . Az erre előzőleg használt métékegység, a curie (Ci) 3.7 x Bq-rel egyezik meg. A curie-t eredetileg úgy választották, hogy közelítőleg megegyezzen 1 gramm rádium-226 aktivitásával.

A gray (Gy) az elnyelt dózis SI mértékegysége, az a sugárdózis, amelyet 1 kg tömegű anyag elnyel, ha vele ionizáló sugárzás útján 1 J energiát közlünk. Az erre előzőleg használt mértékegység, a rad (rd) Gy-jel egyezik meg.

A sievert (Sv) a dózisekvivalens SI mértékegysége, az a dózis, amely biológiai hatásosság szempontjából 1 Gy gamma-dózissal egyenértékű, vagyis amikor az ionizáló sugárzásból az anyag által elnyelt dózis és a sugárzás típusára jellemző meghatározott dimenziótlan faktor szorzata 1 J kg . Mivel a különböző típusú radioaktív sugárzások különböző mértékű hatást okoznak a biológiai szövetekben, a dózis-ekvivalensnek nevezett súlyozott elnyelt dózisban az elnyelt dózist úgy módosítják, hogy megszorozzák a Nemzetközi Sugárvédelmi Bizottság (ICRP) által közzétett, a sugárzás típusára jellemző dimenziótlan faktorral. A dózisekvivalens előzőleg használt mértékegysége, a rem (amely a ’roentgen ekvivalent man’ rövidítését adó betűszóból ered) 10 Sv-tel egyezik meg.

SI egységekben az ionizáló sugárzás besugárzási dózisának mértékegységét Coulomb per kilogrammban adhatjuk meg. Ez a röntgen illetve a gamma sugárzásnak az a mennyisége, amely 1 kilogramm tömegű tiszta száraz levegőben annyi ionpárt kelt, melyek pozitív illetve negatív töltésének nagysága 1 Coulomb. Az előzőleg használt mértékegység, a röntgen (R) 2.58 x 10 C kg -mal egyezik meg.

sugárzási nyomás

Elektromágneses sugárzás által egy felületre kifejtett nyomás. Mivel a sugárzás impulzust is szállít éppúgy, mint energiát, ezért erőt fejt ki, amikor egy felülettel találkozik, ugyanis a fotonok impulzust adnak át, amikor beleütköznek a felületbe. Nagy testeken a nyomás általában elhanyagolható, például a Napból érkező sugárzás nyomása a Föld felszínén pascal nagyságrendű, de kis testeken jelentős hatása lehet, eltaszítva azokat a sugárzás forrásától. A sugárzási nyomás (sugárnyomás) fontos hatást fejt ki még a nagy tömegű csillagok belsejében.

sugárzási ütközés

Töltött részecskék olyan ütközése, amelyben a kinetikus energia egy része fotonok formájában kisugárzódik.

sugárzásmentes csillapodás

Egy atom vagy egy molekula visszatérése gerjesztett állapotából egy alacsonyabb energiaszintre elektromágneses sugárzás kibocsátása nélkül. Sugárzásmentes folyamatra szokásos példa az Auger-jelenség, amikor a csillapodás úgy következik be, hogy foton helyett egy elektront bocsát ki az atom.

sugárzásmérő (aktinométer)

Bármely, az elektromágneses sugárzás intenzitásának mérésére szolgáló mérőműszer. A modern sugárzásmérők a fényelektromos jelenségen alapulnak. A régebbi műszerek vagy a sugárzás által egy ernyőn létrehozott fluoreszcencián, vagy pedig egy megfelelő anyagban a sugárzás által indukált kémiai változáson alapultak.

sugárzást át nem bocsátó

Lásd opacitás.

sugárzóképesség

Jele . A felületegységről származó sugárzásteljesítmény és az azonos hőmérsékletű fekete test által kibocsátott sugárzásteljesítmény hányadosa. Ezért a fekete test sugárzóképessége 1, a tökéletes visszaverő felület sugárzóképessége 0. Egy felület sugárzóképessége egyenlő annak abszorpcióképességével.

súlyvonal

A háromszögben az az egyenes, amely egy csúcsot összeköti a szemközti oldal felezőpontjával.

surd

Olyan szám, amely nem írható fel racionális számként. Számok olyan gyökét, vagy azok összegét illetve különbségét (például ) tartalmazza, amely nem írható fel véges vagy végtelen szakaszos tizedes tört alakjában (magyarban nem használatos).

sűrűségfunkcionál-elmélet

Sok-fermionos rendszerek leírására alkalmazott elmélet, amelyben az energia a fermionok sűrűségének funkcionálja. A sűrűségfunkcionál-elméletet kiterjedten alkalmazzák az atomok, molekulák és szilárd testek elektronjainak elméletében, valamint az atommagokban kötött nukleonok elméletében.