Взаимодействие частиц в кристаллах

Взаимодействие частиц в кристаллах [c.15]

Тип связи, возникающий между частицами в кристалле, определяется электронным строением атомов, вступающих во взаимодействие. Частицы в кристалле сближаются на определенное расстояние, которое обеспечивает кристаллу наибольшую термодинамическую стабильность. Расстояние, на которое сближаются частицы, определяется взаимодействием сил, действующих в кристалле. [c.15]

Оценки потенциалов взаимодействия между частицами в кристалле показывают, что магнитные силы здесь весьма малы, а гравитационными силами вообще можно пренебречь. Таким образом, характер сил межатомного взаимодействия в первую очередь определяется строением электронных оболочек взаимодействующих атомов. [c.55]

Свойства кристаллов зависят от электронного строения атомов и характера взаимодействия их в кристалле, от пространственного расположения частиц, химического состава. Все эти детали строения кристаллов описывает понятие структура . [c.8]

Тонкая структура описывает расположение частиц в кристалле и электронов в атоме изучают ее дифракционными методами (рентгенография, электронография, нейтронография). Анализируя дифракционную картину, получаемую при взаимодействии атомов кристалла с короткими волнами (Л = 10 °. .. м) рентгеновских лучей (или волн электронов, нейтронов), можно получить обширную информацию о строении кристаллов. [c.8]

Наиболее существенным недостатком классических представлений является предположение о том, что все частицы в кристалле имеют сферическую форму и между любыми двумя частицами имеет место центральное взаимодействие. Однако это упрощение дает возможность наглядного и эффективного количественного, описания. В большинстве материалов обычно так или иначе представлены все типы связей, и доминирующую связь, характеризующую прочность на разрыв, иногда выделить нелегко. [c.33]

Силы взаимодействия между частицами в кристалле [c.108]

Металлическая связь отлична от других видов связи частиц в кристаллах. Природа ее обусловлена взаимодействием ионов с электронами, переходящими от одного иона к другому. Последнее сближает металлическую связь с ковалентной, однако в отличие от нее металлическая связь не обладает ни направленностью, ни насыщенностью, определяемой валентностью соответствующих атомов, что сближает ее с ионной связью. Степень связанности электрона в металле в определенной степени характеризуется работой выхода электрона, измеряемой наименьшей энергией электромагнитных колебаний, способной выделить электрон, или температурой, при которой начинается термоэлектронная эмиссия. Экспериментально найденные значения работы выхода электрона для некоторых металлов приведены в табл. 17. [c.110]

Начальное состояние Ui отвечает газу частиц, когда можно пренебречь взаимодействием частиц. Конечное состояние Uo, отвечает равновесному расположению частиц в кристалле при абсолютном нуле температуры. Полагая 1 = 0, получаем [c.37]

Поверхность кристалла представляет собой обрыв периодического расположения элементов решетки. Связи любой выделенной внутри кристалла частицы насыщаются связями соседей. Для атомов, ионов или молекул, находящихся на поверхности, это насыщение уже не является всесторонним. Отсюда вытекают характерные энергетические изменения взаимодействия частиц в близ- [c.250]

Общий подход. Кинетические уравнения. Рассмотрим лазерное охлаждение примесных частиц в кристалле, подсистема которых сама может служить охладителем для образца. Примесные молекулы испытывают колебательные либрации относительно своих равновесных положений в кристалле. В силу того, что направления их дипольного момента перехода жёстко связаны с осями симметрии молекулы, эти либрации модулируют постоянную взаимодействия молекулы с электромагнитным полем, что приводит к так называемым непрямым переходам, когда вместе с фотонами поглощается или испускается фонон. [c.88]

Назовите основные характеристики строения и внутреннего взаимодействия частиц в твердых телах, кристаллах металлов. [c.32]

Внутренняя энергия системы есть сумма всей кинетической и потенциальной энергии частиц. Жидкостям и аморфным телам свойствен лишь ближний порядок, а газы имеют беспорядочное расположение частиц при максимальной внутренней энергии системы. Состояние вещества зависит от температуры Т и значения сил межмолекулярного взаимодействия. Энергия теплового движения или так называемая энергетическая температура частиц равна кТ. При высоких температурах значение кТ превосходит энергию взаимодействия молекул и вещество может быть только газом. Напротив, в кристалле частицы связаны сильно и энергия взаимодействия много больше кТ. [c.31]

Структура кристаллов определяет закон взаимодействия составляющих его ионов, точнее распределения физических сил в пространстве. Поэтому движение кристаллических решеток, имеющих одинаковую симметрию, будет подчиняться единым законам, даже если они состоят из атомов разных сортов. Индивидуальность вещества (соединения) проявится лишь в количественном выражении характеристик (в нашем случае колебательного движения), описывающих взаимодействие частиц данной структуры или конфигурации. [c.72]

Типы квазичастиц. Атомная динамика идеального (беспримесного, бездефектного) кристалла описывается коллективными волновыми движениями. С квантовой точки зрения эти движения эквивалентны газу неких частиц, энергия е и импульс р которых выражаются через частоту волн и волновой вектор с помощью известных соотношений е=Ай и p=flq. Частицы, сопоставляемые с коллективными волновыми движениями в кристалле, называют квазичастицами. Формально мы получаем квазичастицы, производя квантование волн, распространяющихся по кристаллу. Представление кристалла в виде газа квазичастиц составляет сущность метода квазичастиц (метода элементарных возбуждений). Этот метод является основным в современной теории твердого тела он позволяет свести крайне сложную динамику огромного коллектива взаимодействующих реальных частиц (атомов кристалла) к относительно простой динамике газа квазичастиц. [c.146]

При достаточном сближении частиц между ними возникают силы взаимодействия. Независимо от природы этих сил, общий характер их остается одинаковым (рис. 1.1, а) на относительно больших расстояниях возникают силы притяжения / пр, увеличивающиеся с уменьшением расстояния между частицами г (кривая /) на небольших расстояниях возникают силы отталкивания / от> которые с уменьшением г увеличиваются значительно быстрее, чем (кривая 2). Так, для ионных кристаллов fnp 1/г , Far 1/ -На расстоянии г = силы отталкивания уравновешивают силы притяжения и результирующая сила F обращается в нуль (кривая 3). Так как F = — dU/dr, где U — энергия взаимодействия частиц, то ири г = Го величина U достигает минимального значения, равного — U B (рис. 1.1, б). Поэтому состояние частиц, сближенных на расстояние Го, является состоянием устойчивого равновесия, вследствие чего под влиянием сил взаимодействия частицы должны были бы выстраиваться в строгом порядке на расстоянии Го друг от друга, образуя тело с правильной внутренней структурой. [c.5]

Наконец, в кристалле реализуется и такое движение, при котором в энергию взаимодействия переходит не только вся работа внешней силы, но и часть его кинетической энергии поступательного движения. Скорость движения электрона под действием внешней силы того же направления в этом случае не только не будет расти, а, наоборот, будет падать. Электрон будет вести себя как частица, обладаюш,а я отрицательной массой. [c.152]

Анизотропия среды может быть обусловлена несколькими причинами анизотропией образующих её частиц, анизотропным характером их взаимодействия (диполь-ным, квадрупольным и др.), упорядоченным расположением частиц (кристаллич. среды, жидкие кристаллы), мелкомасштабными неоднородностями (см,, напр.. Текстура). В то же время анизотропные или анизотропно взаимодействующие частицы могут образовывать изотропную среду (напр., аморфные вещества или газы и жидкости, в к-рых изотропия обусловлена хаотич. движением и вращением частиц), А. с, может образоваться под действием внеш. полей, ориентирующих или деформирующих частицы. Даже физ. вакуум во внеш. полях (эл.-магн., гравитац, и др.) поляризуется и ведёт себя как А, с. Физ. поля и вещество искривляют само пространство-время, к-рое приобретает анизотропные гравитац, свойства. [c.84]

Форма полос люминесценции определяется тепловым движением Э. и отражает распределение их по энергиям, к-рое хорошо соответствует распределению частиц по энергиям в идеальном ферми-газе (см. Ферми—Дирака распределение). На этом основании совокупность Э. можно рассматривать как идеальный газ, пока их концентрация невелика, и можно пренебречь их взаимодействием. Э. диффундируют в кристалле, но коэф. диффузии D для экситонного газа много больше, чем для атомарного газа. В оксиде меди при 1,2 К /)=10 см -с (для водорода в воздухе 0,2 см -с). [c.502]

Пусть U(rij)—потенциальная энергия взаимодействия между двумя частицами в кристалле, расстояние между которыми равно Tij. Выбрав в объеме кристалла центр i-й частицы за начало отсчета и просуммирова-з по всем частицам при/=т г, найдем энергию Ui взаимодействия i-vi частицы со всеми другими частицами решетки [c.64]

Ионная (или гетерополярная) связь обусловливается отдачей одним атомом и ириобретеяием другим атомом электронов ионизацией атомов и наличием вследствие этого электростатического притяжения между различно заряженными ионами. Результатом такого взаимодействия является стремление к построению наиболее устойчивых электронных оболочек. В кристалле-каждый ион окружен более близко к нему расположенными ионами противоположного знака, вследствие чего притяжение преобладает над отталкиванием. Этим и объясняется общая связь частиц в кристалле. [c.68]

Задача о диффузии в газовой среде решается методами кинетической теории газов, так как в этом случае не требуется особой энергии активации для проникновения одного газа в другой. Если диффузия происходит в конденсированных фазах (жидкая, твердая), то в этом случае для перемещения частиц диффузанта требуется энергия активации, так как в жидкости и в кристалле частицы между собой связаны значительной энергией межатомного или межмолекулярного взаимодействия, находясь на малых расстояниях друг от друга. Скорость диффузии в этом случае будет значительно меньше. [c.296]

При расчете энергии сцепления молекулярных и ионных кристаллов в силу того, что конфигурация электронов в этих кристаллах не слишком сильно отличается от их конфигурации в-изолированных атомах или ионах, обычно ограничиваются вычислением классической потенциальной энергии системы сферически симметричных частиц, образующих определенную кристаллическук> структуру. Считается, что силы, действующие между атомами или ионами, являются центральными, т. е. полная потенциальная энергия системы зависит только лишь от расстояния между взаимодействующими частицами, которые локализованы в узлах решетки и кинетическая энергия которых пренебрел<имо мала. [c.63]

В первом приближении различные тепловые возбуждения можно рассматривать независимо, однако следует помнить, что в высших приближениях уже приходится учитывать их взаимодействие. Среди всех возможных типов возбуждений следует особо выделить чрешеточныеч) возбуждения динамических степеней свободы, которые связаны с колебаниями частиц, образующих кристаллическую решетку (атомов, ионов или молекул) вблизи их положений равновесия. Если решетка состоит из молекул, то решеточные возбуждения связаны с колебаниямхг молекул как целого, однако наряду с ними возможны молекулярные возбуждения, связанные с колебаниями отдельных атомов или ионов внутри молекулы. Молекулярные возбуждения такого типа встречаются в кристаллах в тех случаях, когда межатомное взаимодействие в группе атомов превышает взаимодействие между атомами соседних групп. [c.316]

Другим примером пространственных диссипативных структур является так называемая решетка вакансионных пар, экспериментально обнаруженная Дж. Эвансом в 1970 г. при исследовании микроструктуры молибдена, облученного ионами азота. Известно,, что облучение металла быстрыми частицами (нейтронами, ионами) приводит к образованию в кристаллической решетке точечных дефектов — вакансий и межузельных атомов. При повышении температуры эти вакансии, двигаясь в кристалле, образуют сложные кластеры дефектов в виде сферических вакансионных пор и плоских дислокационных петель. Обычно такие кластеры образуют пространственно однородную систему. Однако при определенных условиях облучения вакансионные поры располагаются упорядоченно в виде правильных сверхрешеток , тип которых совпадает с типом кристаллической решетки металла и имеющих период, в сотни раз превыщающий период этой рещетки. Образование таких упорядоченных структур вакансионных пор вызвано нелинейным динамическим взаимодействием точечных дефектов с мелкими вакансионными кластерами и диффузионным взаимодействием между порами. [c.34]

Н. Сушкиным были поставлены (1949) специальные опыты по дифракции электронов в условиях, исключающих взаимодействие дифрагирующих электронов между собой. Электроны направлялись на кристалл с очень малой интенсивностью. Благодаря этому в кристалле не могло дифрагировать одновреме1шо более одного электрона и исключалась возможность взаимодействия между ними в качестве причины дифракции. Дифракционная картина при индивидуальной дифракции электронов оказалась абсолютно идентичной картине дифракции от обычного электронного пучка. Так б]>1ло доказано, что волновыми свойствами обладает индивидуальная частица. [c.65]

Работа, которую необходимо затратить, чтобы разделить кристалл на отдельные достаточно далеко расположенные и не взаимодействующие частицы, определяет внутреннюю энергию кристалла. Эта энергия пропорциональна величине, характеру сил связи и числу связей, т е. обп.ему кристалла. Поверхностная энергия всего кристалла пропорциональна его поверхности. Поэтому диспергирование кристалла, ведуп ,ее к увеличению его поверхности и образованию bo6oahiiIx связей без изменения объема, должно сопровождаться увеличением поверхностной энергии. При соединении двух тел поверхностная энергия уменьшается пропорционально суммарной площади соединившихся поверхностей и может выделиться в виде теплоты или затратиться на подстройку в кристаллической решетке одного кристалла к другому. [c.53]

Такое парадоксальное на первый взгляд поведение электрона объясняется тем, что в кристалле под действием внешнего поля меняются одновременно не только кинетическая энергия поступательного движения электрона по кристаллу, но и энергия взаимодействия его с решеткой. Предположим, что под действием ускоряющего поля движение электрона изменяется так, что энергия взаимодействия его с решеткой уменьшается на AU. Тогда увеличение кинетической энергии поступательного движения будет происходить не только за счет работы поля, как у свободного электрона, но и за счет перехода в нее энергии взаимодействия AU. Поэтому изменение скоростн под действием внешней силы у такого электрона должно происходить быстрее, чем у свободного. Он будет вести ссбя как частица, обладающая массой, меньшей массы свободного электрона. [c.151]

РЕАКЦИЯ [термоядерная — реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при высоких температурах 10 К фотоядерная- -расщепление атомных ядер гамма-квантами цепная — реакция деления атомных ядер тяжелых элементов под действием нейтронов, в каждом акте которой число нейтронов возрастает, так что может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления ядерная — превращение атомных ядер, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами, в том числе с гамма-квантами, или друг с другом] РЕВЕРБЕРАЦИЯ — процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника РЕЗОНАНС (есть явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынужденной силы к собственной частоте колебаний системы акустический — избирательное поглощение энергии фононоБ определенной частоты в парамагнитных кристаллах, помещенных в постоянное магнитное поле антиферромагнитный — избирательное поглощение энергии электромагнитных волн, проходящих через антиферромагнетик, при определенных значениях частоты и напряженности приложенного к нему магнитного поля гигантский — широкий максимум, которым обладает зависимость сечения ядерных реакций, вызванных налетающей на атомное ядро частицей или гамма-квантом, от энергии возбуждения ядра магнитный — избирательное поглощение энергии проходящих через магнетик электромагнитных волн на определенных частотах, связанное с переориентировкой магнитных моментов частиц вещества параметрический — раскачка колебаний при периодическом изменении параметров тех элементов колебательных систем, в которых сосредоточивается энергия колебаний) [c.271]

ЭНЕРГИЯ [(скалярная единая физическая величина различных форм движения и взаимодействия всех видов материи, измеряемая в единицах работы) активации—избыточная энергии частицы среды для преодоления потенциального барьера, разделяющего исходное и конечное состояния ее внутренняя включает в себя энергию всевозможных видов движения и взаимодействия всех частиц, образующих систему ноннзацнн—равна работе удаления одного электрона (внешнего) из атома, находящегося в основном состоянии кинетическая — мера механического движения, равная для материальной точки половине произведения массы материальной точки на квадрат ее скорости кристаллической решетки — работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить друг от друга на бесконечное расстояние частицы, образующие кристалл] [c.298]

При наличии М. д. с. между соседними областями с разными направлениями М существуют переходные области — доменные стенки (ДС) (их наз. также доменными границами), обладающие энергией y на едиппцу площади. Появление М. д. с. возможно лишь в то.м случае, когда энергия, затраченная на образование ДС, меньше убыли магнитостатич. энергии. Это условие выполняется в кристаллах достаточно больших размеров, больших размера однодоменности (см. Одподолепные частицы). На расстояниях г г . короткодействующее обменное взаимодействие играет более важную роль, чем дальнодействующее магнитостатическое, с чем и связана невозможность образования М. д, с. в кристаллах с размерами, меньшими (для Ni, напр., - 10 см). Обычно домены в ФМ имеют размеры 10-4—10-2 см. [c.653]

Экспериментальные методы определения закона дисперсии Ф. (f (р) основаны на взаимодействии Ф. с нейтральными частицами (фотонами и нейтрона.ми). Пог.пощение ИК-фотонов кристаллами, как правило, означает резонансное превращение фотона в оптич. Ф. Т.к. импульс фотона очень мал, то по поглощению ИК-фотонов можно определить энергию оптич. Ф. с импульсом, близким к нолю. Неупругое рассеяние световых фотонов (см. Мандельштама— Бриллюэна рассеяние), как и неупругое рассеяние нейтронов в кристаллах, связано с рождением и поглощением Ф. [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...