Квантовые эффекты

Величина второго вириального коэффициента при высоких температурах определяется взаимодействием атомов гелия, имеющих сравнительно большую энергию в отсутствие квантовых эффектов. [c.86]

Вывод о том, что тепловая энергия пропорциональна температуре, справедлив почти для всех твердых тел при комнатной и более высоких температурах и несправедлив при низких температурах вследствие квантовых эффектов, рассматриваемых в т. IV. [c.239]

Это соотношение обычно называется в курсах физики законом равномерного распределения энергии по степеням свободы, впервые сформулированным Больцманом. Мы подробно обсудим его в т. V. При очень больших плотностях уравнение (114) не всегда справедливо, так как в нем не учитываются квантовые эффекты но оно должно выполняться при условиях, существующих внутри большинства горячих звезд. [c.302]

Прежде чем переходить к описанию работы оптического квантового генератора, сделаем замечание о смысле принятого для него названия. Для формирования потока направленного излучения в активной среде используются процессы излучения атомов или молекул, квантовых систем, обладающих дискретным набором возможных значений энергии и испускающих кванты энергии — фотоны. Это определяет целесообразность применяемого термина оптический квантовый генератор , или, сокращенно, — ОКГ ). В радиотехнических ламповых генераторах, в которых используется движение электронов проводимости и частоты излучения низки, квантовые эффекты существенной роли не играют, и возможно классическое описание большинства происходящих в них явлений. [c.779]

Если для расчета электронной тепловой поляризации пользоваться классическими представлениями, то результаты будут примерно такими же, как в случае ионной тепловой поляризации. Ясно, однако, что при описании движения электронов в кристаллах пренебрегать квантовыми эффектами нельзя. Необходимо учитывать, что эффективная масса электронов в кристалле сильно отличается от массы свободного электрона, что электроны в твердом теле подчиняются статистике Ферми —Дирака и т. д. Точные расчеты поляризуемости в этом случае достаточно сложны. [c.288]

Вклад в комбинационное рассеяние дают только переходы через промежуточные состояния. Комбинационное рассеяние — принципиально квантовый эффект оно не имеет аналога в классической теории рассеяния света. [c.280]

Для нее можно точно вычислить различные коэффициенты переноса. Лоренц надеялся использовать свою модель для описания электронов в металлах, но для этой цели она оказалась непригодной вследствие квантовых эффектов и дальнодействующего характера кулоновского взаимодействия. Однако она может быть применена в ряде физически интересных и важных случаев. [c.151]

При классическом рассмотрении статистической системы потенциал эф- фективно учитывает и вклады, обусловленные квантовыми эффектами. [c.206]

Найденное же изменение температуры при адиабатном смешении квантовых идеальных газов является чисто квантовым эффектом. [c.328]

Отметим в заключение, что идеальные газы не удовлетворяют тепловой теореме Нернста. Действительно, для идеального газа производная др/дТ)у, равная R/v, при Т = О не обращается в нуль, как это должно было бы быть согласно тепловой теореме. Точно так же разность теплоемкостей Ср и Су равняется при Г = О не нулю, как этого требует тепловая теорема, а газовой постоянной R. Несоответствие свойств идеальных, т. е. сильно разреженных, газов тепловой теореме связано с неприменимостью уравнения Клапейрона—Менделеева при низких температурах. Вблизи абсолютного нуля разреженные газы подчиняются не уравнению Клапейрона—Менделеева, а более сложному уравнению состояния, учитывающему квантовые эффекты ( вырождение газа). [c.88]

Кривая фазового равновесия кристалл — плазма , т. е. кривая плавления при высоких давлениях, условно изображена на рис, 1 там же нанесена обычная часть этой кривой, включающая тройную точку. Загиб кривой при высоких давлениях влево, т. е. в сторону низких температур, обусловлен квантовыми эффектами. [c.639]

Простейшим после атома водорода является атом гелия, электронная оболочка которого состоит из двух электронов. Однако, несмотря на сравнительную простоту атома гелия, попытки построить его теорию в рамках старой теории Бора не увенчались успехом. В дальнейшем стало ясно, что старая теория Бора в принципе не могла дать решения проблемы атома гелия. Это обусловлено главным образом двумя обстоятельствами. Во-первых, квантовая теория Бора не позволяет учесть наличие обменной энергии, существование которой является чисто квантовым эффектом. А обменная энергия в многоэлектронных системах, в том числе и в атоме гелия, играет существенную роль. Во-вторых, старая теория Бора не учитывает наличие спина у электрона. Эффекты, связанные со спином, существенны для многоэлектронных систем, и без их учета невозможно полное объяснение многих особенностей этих систем. [c.270]

При этом, по-видимому, осуществляются два процесса. При достаточно большом электрическом поле электроны и дырки в переходе успевают ускориться до таких энергий, что в состоянии вызвать ионизацию атомов и породить другие пары электронов и дырок. В результате начинается лавинный процесс образования носителей, приводящий к росту силы тока. Второй фактор связан с туннельным эффектом, позволяющим микрочастицам преодолевать потенциальные барьеры, имея недостаточную для этого энергию. Это чисто квантовый эффект, о котором уже говорилось в связи с туннельным диодом. [c.363]

В квантовой теории главной фундаментальной физической константой является постоянная Планка й, равная 10 эрг с. Это проявляется в том, что квантовые эффекты несущественны в тех случаях, когда постоянную Планка можно считать малой и полагать равной нулю. Ниже в п. 3 мы сформулируем конкретные количественные условия применимости классической неквантовой механики. [c.16]

Из этого сравнения видно, что практически всегда b min > Ь т п, т. е. квантовые эффекты начинают влиять раньше, чем эффекты за счет смещения электронов. Например, для протона с энергией 10 МэВ величина р имеет порядок 0,1, так что [c.438]

Пересечение кривой фазового равновесия кристалл-плазма в точке N оси ординат Ор обусловлено квантовыми эффектами и связано с тем, что при давлении, достигающем астрофизических величин, частицы вещества будут как бы вдавлены на наинизшие энергетические уровни, отвечающие Т = 0. Вблизи точки N возможно своеобразное холодное плавление кристалла, связанное с тем, что нулевая энергия вещества может оказаться больше энергии связи кристалла. [c.220]

Известны различные методы теоретического описания адгезионных свойств металлов и межфазных процессов при их взаимодействии [1—3]. Вместе с тем из-за возникающих трудностей при анализе квантовых эффектов на поверхности двух металлов и соответственно в контактной зоне [4] обобщающая теория адгезии еще не создана. [c.5]

Наше построение классической механики основывалось на ряде определений и постулатов, данных в главе 1. Однако иЗ вестно, что при скорости движения, близкой к скорости света, эти постулаты не согласуются с некоторыми опытными фактами. Поэтому они были соответствующим образом изменены, что привело к созданию так называемой специальной теории относительности. Изменения, вносимые этой теорией в механику, не являются столь сильными, как изменения, вносимые квантовой механикой. Имеется много физических явлений, в которых квантовые эффекты существенны, а релятивистские поправки ничтожно малы, и много явлений, в которых релятивистские скорости играют существенную роль, а поправки квантовой механики не сказываются на проводимых рассуждениях. Между квантовой теорией и специальной теорией относительности нет внутренней связи, и каждую из них можно рассматривать, независимо от другой. В этой главе мы рассмотрим те изменения, которые вносит в классическую механику специальная теория относительности. [c.208]

ЖИДКОСТЬ [—вещества в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным идеальная — жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение квантовая — жидкость, свойства которой определяются квантовыми эффектами, в частности сверхтекучестью неньютоновская— жидкость, вязкость которой не является постоянной величиной ньютоновская — жидкость, подчиняющаяся при своем течении закону пропорциональности касательных напряжений и скорости сдвига (перегретая — метастабильное состояние жидкости, нагретой до температуры выше температуры ее равновесного фазового перехода в газообразное переохлажденная — метастабильное состояние жидкости, охлажденной до температуры ниже температуры ее равновесного фазового перехода в твердое) состояние при данном давлении] [c.230]

Здесь Тв — точка Бойля, определяемая как те1йпература, в которой В(Т)=а. Классический принцип соответственных состояний неприменим для тех газов, у которых начинают проявляться квантовые эффекты, поэтому при низких температурах вириаль-ные коэффициенты В Т) для Не и Не отличаются от представленных на рис. 3.2. [c.80]

Для термометрии в области низких температур, где в качестве термометрического газа используется гелий, уравнение (3.9) является приближенным, так как не учитывает влияния квантовых эффектов. Вопросу изучения вторых вириальных коэффициентов Не и Не в квантовой области ниже 8 К, а также в промежуточной области между 8 и 30 К было уделено довольно много внимания. Первые успешные вычисления вириальных коэффициентов выполнены де Буром и Мичелом в 1939 г. [22]. Псгзднее более точные вычисления были осуществлены Килпатриком и др. [44] и Бойдом и др. [7]. Полное выражение для В(Т) с учетом квантовых эффектов, данное в работе [7], представляет собой сумму двух взаимодействий — В(Т)прям и В(Т)обы. Первая часть описывает парное взаимодействие частиц, подчиняющихся статистике Больцмана, вторая — взаимо- [c.81]

Колклаф [19], используя формулы (3.10) и (3.11) для В Т) Прям и В Т) обм, получил улучшенную интерполяционную формулу для описания зависимости В Т) от температуры. Особый интерес представляет область температур, в которой квантовые эффекты становятся заметными,—это область ниже 30 К. В гл. 2 уже отмечалось, что в последнее время именно эта область представляла наибольший интерес для первичной термометрии. Колклаф показал, что для значений между [c.83]

В.Н. Бовенко [15] принял, что при механическом воздействии на твердое тело упругая энергия переходит не только в потенциальную энергию атомов (образующихся свободных поверхностей), как это было принято Гриффитсом, но и в энергию автоколебательного движения. Это привело к установлению дискретно - волнового критерия устойчивости структуры - число Бовеи-ко) [15]. Предложенная им автоколебательная модель предразрушения твердого тела базируется па постулате о возникновении областей автовозбуждения активности вещества вблизи дефектов структуры вследствие нарушения однородного состояния исходной активной неустойчивой конденсированной среды. Эти автовозбуждения являются основными носителями когерентных (или макроскопических квантовых) эффектов. Они являются очагами пластической деформации, микро- и макротрещин, зародышами образования новой фазы на различных структурных иерархических уровнях самоорганизации, источниками акустической эмиссии (АЭ), микросейсмов и землетрясений. [c.201]

При температурах, близких к абсолютному нулю, в свойствах жидкости на первый план выдвигаются квантовые эффекты в таких случаях говорят о квантовых жидкостях. Фактически лишь гелий остается жидким вплоть до абсолютного нуля все другие жидкости затвердевают значительно раньше, чем в них становятся заметными квантовые эффекты. Существуют, однако, два изотопа гелия —" Не и Не, отличающиеся статистикой, которой подчиняются их атомы. Ядро Не не имеет спина, и вместе с ним равен нулю и спин атома в целом эти атомы подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Атомы же Не обладают (за счет своего ядра) спином /2 и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Это различие имеет фундаментальное значение для свойстй образуемых этими веществами квантовых жидкостей в первом случае говорят о квантовой бозе-жидкости, а во втором — о ферми-жидкости. В этой главе будет идти речь только о первой из них. [c.706]

К первым мгновениям. Процесс эволюции Вселенной определялся, как мы видели, совокупностью физических законов и значениями фундаментальных постоянных. Проблема формирования их числовых значений вновь и вновь приводит нас к анализу перчых мгновений жизни Вселенной. Фридмановская модель эволюции цри всех ее очевидных достоипствах не може быть основой такого анализа. Это очевидно, так как она выросла из классической общей теории относительности и так же, как и она, не содержит в своей структуре постоянной Планка А. СУна принципиально не квантовая теория, а первые мгновения жизни Вселенной определялись квантовыми эффектами. [c.228]

Газы с очень малым атомным весол вследствие квантовых эффектов (см. [100]) наиболее сильно отклоняются от классического закона [c.47]

При частотах порядка (Оцр. возможны квантовые эффекты, так как энергия кванта в этом случае будет порядка энергетической щели. Когда ш>( кр.г возбуждения в сверхпроводящем состоянии ничем не отличаются от возбуждений в нормальном состоянии, н поэтому можно ожидать, что при этих частотах будет справедливо выражение Чэмберса (17.5) для случая аномального скин-эффекта. Это выражение можно записать в виде, подобном формуле (26.4) [c.728]

Заключительные замечания. Хотя существует некоторое качественное представление о природе сверхпроводящего состояния, мы до сих пор не имеем строгой математической теории или даже физической картины различия между нормальным п сверхпроводящим состояниями. Сверхпроводник представляет собой упорядоченную фазу, в которой квантовые эффекты распространяются на большие расстояния в пространстве (порядка 10 см для чистых металлов). Эта большая протяженность волновых пакетов, несомненно, объясняет магнитные свойства сверхпроводников. Как и в случае других фазовых переходов второго рода, сверхпроводник, по-видимому, характеризуется некоторым параметром порядка, который обращается в нуль в точке перехода. Однако существуюпцге физические толкования параметра упорядочения неубедительны, и у нас нет никакого представления о том, как параметр упорядочения связан с реальными величинами. [c.777]

При учете взеимодействия электронов обменное вырождение отсутствует, но свойства симметрии волновых функций сохраняются, поскольку они являются следствием тождественности частиц, которая соблюдается и при взаимодействии. Принцип Паули полная волновая функция электронов должна быть антисимметричной функцией относительно перестановки любой пары электронов. Обменная энергия взаимодействия является кулоновской энергией, возникающей благодаря квантовому эффекту обмена электронов между различными состояниями. Обменная энергия, знак которой определяется ориентировкой спинов, является величиной того же порядка, что и потенциальная энергия электрона в кулоновском поле ядра, т.е. она значительно больше энергии взаимодействия магнитных моментов электронов. [c.275]

Эти различные части одного и того же электрона взаимодействуют между собой по закону Кулона и дают энергию взаимодействия /1. Таким обрачом, это есть кулоновская энергия взаимодействия, возникающая благодаря чисто квантовому эффекту обмена элек гронов между различными состояниями. Эта энергия называется обменной. [c.278]

Такое определение действительно существует, но при его использовании следует соблюдать осторожность ввиду существования квантовых эффектов. Эти эффекты особенно резко проявляются при низких энергиях, т. е. при больших длинах дебройлевских волн (X >/ нейтр) падающих нейтронов. Именно, оказывается, что при малых энергиях нейтронов сечения сильно зависят от энергии (что делает определение радиуса ядра по сечению бессмысленным) и могут достичь очень бо 1ьших значений. Например, при рассеянии [c.59]

С увеличением плотности плазмы взаимодействие между частицами может возрасти настолько, что наступает вырождение плазмы н тогда се свойства будут определяться в основном квантовыми эффектами. Вырождение плазмы является прямым следствием одного из основных принципов квантовой физики— принципаПаули, согласно которому в каждом квантовом состоянии может находиться не более одного электрона Квантовое состояние занимает в шестимерном фазовом пространстве элементарную ячейку объемом / (/г — постоянная Планка), в котором может помеенться не более двух лектронов, [c.390]

В случае, когда в квантовом кристалле присутствуют атомы примеш, оказываются возможными квантовые туннельные процессы обмена местами атома примеси с соседним атомом матрицы, приводящие даже цри абсолютном нуле к перемещению примесного атома. В результате примесный атом теряет локализацию и возникают волны флуктуации массы, которым сопоставляются квазичастицы, называемые примеоонами [21, 24]. Оказываются возможными и более сложные квазичастицы, представляющие собой комплексы из двух и большего числа примесных атюмов. Интересно, что и дислокации в квантовых кристаллах теряют локализацию в плоскости скольжения, обнаруживая своеобразные квантовые эффекты [22]. [c.33]

Типичными представителями немногочисленных квантовых кристаллов являются кристаллы изотопов гелия Не и Не . Однако существуют сплавы внедрения леших атомов (водорода) в матрице, построенной из массивных атомов металла. Б таких сплавах квантовый эффект делокализации будет существен только для подсистемы внедренных атомов, тогда как атомы металла могут рассматриваться как локализованные в определенных узлах решетки в соответствии с класеической моделью твердого тела. [c.33]

Рассеяние частиц в поле центральной силы. Исторически интерес к центральным силам возник из астрономических задач о движении планет. Однако нет оснований считать, что интерес к этим силам ограничивается лишь задачами такого рода. Мы уже указывали на другой пример применения теории центральных сил — задачу о движении электрона в атоме Бора. Мы сейчас рассмотрим еще одну задачу о центральных силах, допускающую решение с позиций классической механики. Это — задача о рассеянии частиц в поле центральной силы. Конечно, если эти частицы имеют масштабы атома, то следует ожидать, что некоторые результаты классического исследования будут часто физически неправильными, так как квантовые эффекты в этих случаях обычно значительны. Тем не менее, имеется много классических полох<ений, которые остаются верными и здесь и поэтому могут служить в качестве достаточно хорошего приближения. [c.97]

АН0МАЛИИ в квантовой теории по л я (от греч. anomalia — отклонение, неправильность) — свойство квантовой теории поля (КТП), состоящее в том, что нек-рые законы сохранения, справедливые в классич. теории, перестают выполняться при правильном учете квантовых эффектов. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...