Большая Советская Энциклопедия (ЦЕ)
Шрифт:
В щёлочно-галогенных кристаллах обнаружены и др. более сложные собственные Ц. о. — F– агрегатные электронные центры: F2 (или М ), F3 (или R ), F4 (или N ), представляют собой соответственно два, три и четыре сопряжённых F– центра (т. е. две, три или четыре анионные вакансии, захватившие 2,3,4 электрона); F2+ , F3+ — ионизованные F2–
Примесные Ц. о. — чужеродные атомы или ионы, внедрённые в кристалл, стекло или др. основу. В кристаллы для образования примесных Ц. о. примесь вводится в расплав или раствор в процессе кристаллизации или же путём диффузии в готовый кристалл. Примесные атомы и ионы так же, как и др. точечные дефекты, могут захватывать электрон или дырку, в результате чего изменяют полосу поглощения кристалла и его окраску. Наведённые примесные Ц. о. возникают в кристаллах и стеклах, содержащих примеси, при фотохимическом окрашивании благодаря изменению заряда примеси. В большинстве случаев ионы примеси, входящие в наведённые Ц. о., имеют валентность, отличную от ионов основы. Так, например, в кристалле KCl с примесью Tl примесный Ц. о. — ион Tl+ , а наведённые примесные Ц. о. — атомы Tl и ионы Tl2+ ; в рубине (Al2 O3 с примесью Cr) примесный Ц. о. — ион Cr3+ , наведённые примесные Ц. о. — ионы Cr2+ и Cr4+ . Все наведённые Ц. о. могут быть разрушены оптически или термически.
В кристаллах с примесями обнаружены также Ц. о. смешанного типа: FA– центры и Z– центры. Первые представляют собой F– центры, расположенные рядом с ионом примеси (активатором), вторые (в щёлочно-галогенных кристаллах) — F– центры, связанные с вакансиями и с двухвалентными примесными ионами (Ca, Sr). Наблюдаются также сложные примесные Ц. о., состоящие из двух или более частиц примеси одного или разных сортов. Например, в щёлочно-галогенных кристаллах обнаружены примесные Ц. о.. связанные с внедрением ионов (О– , O2– , S2– , S3– , SO2– , PO42- , CO32- и др.). Ц. о. под влиянием внешних воздействий (свет, тепло, электрическое поле) могут коагулировать, образуя т. н. коллоидные центры.
Ц. о., будучи центрами захвата электронов и дырок, могут служить центрами люминесценции (см. Центры свечения ). Наиболее эффективным методом исследования Ц. о. является электронный парамагнитный резонанс в сочетании со спектральными исследованиями, позволяющий расшифровать строение Ц. о.
Окрашивание и обесцвечивание кристаллов и стекол широко применяется в научном эксперименте и в технике. Оно используется в дозиметрии ядерных излучении, в вычислительной технике (устройства для хранения информации), в устройствах, где применяются фотохромные материалы (солнцезащитные стекла, темнеющие под действием солнечного света и просветляющиеся в темноте) и др. В археологии и геологии по исследованиям Ц. о., возникших под действием излучения радиоактивных элементов, находящихся в толще Земли, определяют возраст глиняных изделий и минералов (см. Геохронология ). Окраска ряда драгоценных камней и самоцветов связана с Ц. о. (аметист, цитрин, алмаз, амазонит и др.). Некоторые кристаллы и стекла с примесными Ц. о. используются в качестве активной среды в лазерах (рубин, стекло с примесью Nb и др.; см. Квантовая электроника , Лазер ).
З. Л. Моргенштерн.
Центры происхождения культурных растении
Це'нтры происхожде'ния культу'рных расте'нии, географические центры генетического разнообразия культурных растений. Учение о Ц. п. к. р. возникло в связи с потребностью в исходном материале для селекции и улучшения сортов культурных растений. В основу его легла идея Ч. Дарвина («Происхождение видов», гл. 12, 1859) о существовании географических центров происхождения биологических видов. В 1883 А. Декандоль опубликовал труд, в котором установил географические области начального происхождения главнейших культурных растений. Однако эти области были приурочены к целым континентам или к др. также достаточно обширным территориям. В течение полувека после выхода книги Декандоля познания в области происхождения культурных растений значительно расширились; вышли монографии, посвященные культурным растениям различных стран, а также отдельным растениям. Наиболее планомерно эту проблему разрабатывал в 1926—39 Н. И. Вавилов , стремившийся поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства СССР. На основании материалов о мировых растительных ресурсах (коллекция составляла около 250 000 образцов), собранных большим коллективом советских ботаников (в т. ч. и им самим) в многочисленных экспедициях, он выделял 7 основных географических Ц. п. к. р. (см. карту ).
1. Южноазиатский тропический центр (около 33% от общего числа видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества тропических и овощных культур.
2. Восточноазиатский центр (20% культурных растений). Родина сои, различных видов проса, овощных и плодовых культур.
3. Юго-Западноазиатский центр (4% культурных растений). Важнейшая область происхождения видов возделываемых в Европе культур — хлебных злаков, бобовых, плодовых культур и винограда.
4. Средиземноморский центр (примерно 11% видов культурных растений). Родина маслины, рожкового дерева, множества кормовых и овощных культур.
5. Эфиопский центр (около 4% культурных растений). Характеризуется рядом эндемичных видов и даже родов — хлебный злак тефф, масличное растение нуг, особый вид банана, кофейное дерево и др. Характерно наличие оригинальных культурных эндемичных видов и подвидов пшеницы и ячменя.
6. Центральноамериканский центр. Отсюда берут начало около 90 пищевых, технических и лекарств. видов растений, в том числе кукуруза, длинноволокнистые виды хлопчатника, ряд видов фасоли, тыквы, какао, многие виды плодовых.
7. Андийский центр. Родина многих видов клубненосных растений. Прежде всего культурных видов картофеля, оки, ульюко, анью, а также хинного дерева, кокаинового куста и др.
Некоторые растения введены в прошлом в культуру и вне этих основных центров, но число таких растений невелико. Если ранее считалось, что основные очаги древних земледельческих культур — широкие долины Тигра, Евфрата, Ганга, Нила и др. крупных рек, то Вавилов показал, что почти все культурные растения появились в горных районах тропиков, субтропиков и умеренного пояса. Основные географические центры начального введения в культуру большинства возделываемых растений связаны не только с флористическим богатством, но и с древнейшими цивилизациями. Южно-азиатский тропический центр связан с высокой древнеиндийской и индокитайской культурами; Средне-азиатский — с этрусской, эллинской и египетской культурами, насчитывающими около 6 тыс. лет, и т.п. Таким образом, решающую роль в использовании дикой флоры сыграли качественный состав флоры, наличие развитой земледельческой культуры и соответственно больших населённых массивов.
Многочисленные раскопки археологов в 60—70-е гг. подтвердили теоретические представления Вавилова о центрах и очагах происхождения культурных растений. Многие исследователи, в том числе сов. ботаники П. М. Жуковский, Е. Н. Синская, А. И. Купцов, продолжая работы Вавилова, внесли в эти представления свои коррективы. Так, тропическую Индию и Индокитай с Индонезией рассматривают как 2 самостоятельных центра, основой Восточно-азиатского центра считают бассейн Хуанхэ, а не Янцзы, куда китайцы как народ-земледелец проникли позднее. Французские исследователи школы О. Швалье установили центр древнего земледелия в Западном Судане.