ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА МАЛЫХ ЧАСТИЦ

Глава 2 ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА МАЛЫХ ЧАСТИЦ 2.1. Дискретность электронных энергетических уровней [c.274]

КОЛЛЕКТИВНЫЕ СВОЙСТВА МАЛЫХ ЧАСТИЦ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОНОВ [c.226]

Поведение электронов в малых частицах существенно отличается от их поведения в изолированных атомах или в массивном теле. Изучение электронной структуры таких частиц представляет интерес не только потому, что уже в небольших кластерах происходит зарождение и формирование многих сугубо коллективных свойств, например электропроводности, сверхпроводимости, ферромагнетизма, но также и потому, что оно важно для понимания различных тонких явлений, подобных хемосорбции, катализу, росту кристаллов и др. [c.226]

Быстрота нарастания сил отталкивания при сближении атомов и перекрывании электронных оболочек дает обоснование макроскопическим свойствам малой сжимаемости жидкостей и взаимной непроницаемости и твердости, которые являются существенными признаками твердого состояния, В микроскопическом масштабе твердые тела проницаемы, особенно при ионной бомбардировке, проникновении а-частиц и диффузии газов. Последнее требует особого внимания при создании вакуумно-плотных материалов. Круто возрастающая ветвь кривой и от (г), при уменьшении г переходящая почти в вертикальную-стенку, позволяет ввести важную характеристику атомов и ионов — кристаллохимические ионные, атомные и молекулярные радиусы, которые различаются в зависимости от типа сил притяжения. [c.37]

Изучение магнитных свойств микрочастиц показывает, что в основном магнитные свойства атома определяются магнитными свойствами электронов. Магнетизм других частиц относительно мал. Так, магнитный момент атомного ядра приблизительно в тысячу раз меньше магнитного момента электронной оболочки атома. Магнитный момент электрона возникает вследствие движения электрона по орбите (орбитальный момент) и наличия у него спина (спиновый момент). [c.273]

Размерные эффекты. При обсуждении энергетического спектра электронов на однородных поверхностях тонких пленок мы уже отмечали целую гамму размерных электронных эффектов, когда свойства объекта начинают зависеть от ряда характеристических размеров. Особое внимание было обращено на квантовые размерные эффекты, возникающие при приближении размеров объекта к длине волны Де Бройля кв— квантовые пленки, нити, точки и др. Однако уже при значительно больших, чем Хв, размерах малых объектов начинают проявляться классические размерные эффекты. Последние играют важную роль во многих явлениях природы и в экологии (проблемы конденсации переохлажденной атмосферы, проблемы вечной мерзлоты, аэрозоли и задача борьбы с озоновыми дырами и многое другое). Техника широко использует высокодисперсные частицы в первую очередь — это порошковая технология изготовления конструкционных и магнитных материалов, керамических композиций для высокотемпературной сверхпроводимости и т.д. Малые частицы обладают развитыми фаницами раздела и высокой кривизной свободных поверхностей. Адсорбционные процессы на таких поверхностях могут оказать сильное влияние на многие физические свойства таких объектов. [c.240]

Очень ценным свойством пузырьковой камеры является возможность использовать в качестве рабочего вещества жидкости с самыми разнообразными свойствами, например пропан, фреон, ксенон, водород, гелий. Это позволяет изучать те или иные явления наиболее эффективно. Так, водородная пузырьковая камера очень удобна для изучения взаимодействия частиц с протонами. Для этой же цели (хотя и с меньшими удобствами) может быть использована более простая в эксплуатации пропановая камера. Гелиевая камера используется для изучения взаимодействия частиц с ядрами гелия, которые очень удобны для анализа, так как у аНе как обычный, так и изотопический спин равны нулю ксеноновая (благодаря малой радиационной длине ксенона) —для изучения электромагнитных процессов (например, распада я°-мезона на два у Кванта с последующей конверсией их в электрон-позитронные пары). [c.165]

В настоящее время считается, что адекватное описание сверхпроводимости не может быть получено на основе модели индивидуальных частиц. Тем не менее интересно исследовать свойства вырожденного электронного газа, считая, что и 3 — независимые переменные и не связаны между собой, как в случае единственной зоны Бриллюэна. Большой диамагнетизм не получается даже при очень малых т , если только не предположить недопустимо большие значения Е . [c.720]

Так как частицы окиси алюминия крайне малы (0,1—0,01 мк), оптический микроскоп не дает полного представления о структуре, поэтому целесообразно применение электронного микроскопа [48]. Структура деформированного САП представляет собой алюминиевый твердый раствор с внедренными дисперсными частицами окисной пленки. Чем меньше расстояние между частицами окиси алюминия, тем выше прочность материала САП. Особенно это заметно на свойствах этого материала, испытанного при комнатной температуре. Расстояние между частицами окиси алюминия зависит от величины элементарных частичек исходного (до комкования) порошка. [c.106]

ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное [—процесс испускания электромагнитных волн, а также само переменное электромагнитное поле этих волн Вавилова — Черенкова возникает в веществе под действием гамма-излучения и проявляется Б свечении, связанном с движением свободных электронов видимое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе при длине волн излучения от 770 до 380 нм вынужденное образуется в результате взаимодействия атомов вещества с полем при условии отдачи энергии атомов полю гамма-излучение — испускание волн возбужденных атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц, аннигиляции пар частица — античастица и других процессах (при длине волн в вакууме менее 0,1 нм) инфракрасное испускается нагретыми телами при длине волн в вакууме от 1 мм до 770 нм (1 нм=10 м) оптическое (свет) характеризуется длиной волны в вакууме от 10 нм до 1 мм рентгеновское возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме от 10—100 нм до 0,01—1 пм ультрафиолетовое является оптическим с длиной волны в вакууме от 380 до 10 нм] ИНДУКТИВНОСТЬ [характеризует магнитные свойства электрической цепи с помощью коэффициента пропорциональности между силой электрического тока, текущего в контуре, и полным магнитным потоком, пронизывающим этот контур взаимная является характеристикой магнитной связи электрических цепей, определяемой для двух контуров коэффициентом пропорциональности между силой тока в одном контуре и создаваемым этим током магнитным потоком, пронизывающим другой контур] ИНДУКЦИЯ магнитная—силовая характеристика магнитного поля, определяемая векторной величиной, модуль которой равен отношению модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент проводника с электрическим током, к произведению силы тока на длину проводника, расположенного перпендикулярно вектору магнитной индукции [c.240]

Движения атомных частиц в Т, т, разнообразны, и это проявляется в разнообразии его свойств. Важную роль играет различие масс атомных частиц. Т. к. ионы в тысячи раз тяжелее электронов, скорость движения ионов в Т. т. мала по сравнению со скоростью электронов. В адиабатическом приближении, исследуя движение электронов, ионы можно считать неподвижными, а движение ионов определять усреднёнными (по быстрому движению) характеристиками электронов. [c.45]

Как и свободные электроны, частицы Э. г. подчиняются Ферми — Дирака статистике. Э. г.— газ фермионов. Малое число электронов в полупроводниках (по сравнению с металлами) иногда позволяет для описания свойств Э, г. в полупроводниках использовать Болы)мана статистику. [c.573]

Эта величина ничтожно мала. А на примере рентгеновских лучей мы уже знаем, как трудно установить волновую природу коротких волн. Из этой оценки также становится ясно, что реально регистрировать волновые свойства материи можно лишь на частицах микроскопически малой массы. И первый кандидат 6 волны — электрон. [c.96]

Высокую каталитическую активность малых частиц объясняют электронным и геометрическим эффектами, хотя такое деление весьма условно, так как оба эффекта имеют один источник — малый размер частицы. Число атомов в изолированной металлической частице мало, поэтому расстояние между энергетическими уровнями 8 = EfIN Ef — энергия Ферми, N — число атомов в частице) сравнимо с тепловой энергией к Т. В пределе, когда 8 > к Т, уровни оказываются дискретными и частица теряет металлические свойства. Каталитическая активность малых металлических частиц начинает проявляться, когда 8 по величине близко к к Т. Это позволяет оценить размер частицы, при котором проявляются каталитические свойства. Для металлов энергия Ферми Ер составляет около 10 эВ, при комнатной темпе- [c.8]

Кроме линий поглощения агрегаций, имеющих менее 10 атомов серебра, в оптических спектрах появлялась и усиливалась по мере роста концентрации металла в матрипе широкая полоса поглощения при 1 3000 А, которая была обусловлена плазменными колебаниями электронов в частицах, содержащих iOO атомов [50]. Достаточно толстые осажденные слои позволили применить для исследования колебательных уровней энергии кластеров лазерную рамановскую спектроскопию, полученные спектры показаны на рис. 118 для разных концентраций металла в криптоновой матрице. Трансформация спектров, очевидно, обусловлена изчезновением малых и появлением более крупных атомных агрегаций. На основании проведенных оптических исследований Шульце м др. [50] заключили, что необходимо свыше 10 атомов, чтобы молекулярный тип электронных свойств кластеров серебра изменился в направлении к металлическому типу, и что переход от наиболее стабильной линейной к трехмерной структуре кластеров ожидается уже для Ag4 или Ags. [c.263]

На недостаточность рассмотрения только одного размерного фактора при определении принадлежности системы к наномиру было отмечено в ряде работ [8-12]. М.И, Алымовым обращено внимание на тот факт, что при идентификации НСМ следует учитывать, кроме размерного фактора, также и состояние границ раздела с учетом плотности дислокаций. Сделан вывод, что к НСМ следует отнести только материалы с больщеугловыми границами [8,9]. И.Д. Морохов и др. [10] относят к НСМ материалы, у которых наибольший размер одного из структурных фрагментов меньще либо равен размеру, характерному для физического явления, например для прочностных свойств - размер бездефектного кристалла, для магнитных свойств - размер однодоменного кристалла для электропроводности - длина свободного пробега электронов. По физической классификации наноматериалов предельные значения размеров структурных элементов различны для разных свойств и материалов [10]. В табл. 5.1. приведены расчетные значения размеров частиц и зерен, в которых отсутствуют призматические дислокационные петли и краевые дислокации. Экспериментальные исследования структуры малых частиц методами просвечивающей электронной микроскопии показали отсутствие в них дислокаций. [c.150]

Соответствующие осцилляции плотности заряда можно наблюдать при изучении свойств, зависящих от локальной плотности электронов. Например, эксперименты по ядерному магнитному резонансу показывают сдвиг резонансной частоты, зависящий от плотности электронов на ядрах. Уширение этих резонансов в сплавах может быть вызвано осцилляциями фриделевского типа вокруг примесных атомов. Такое уширение возникает и для очень малых частиц из-за фриделевских осцилляций, возникающих у поверхностей кристалла. [c.337]

Электроны в этом случае ведут себя как обычные классические частицы идеального газа. Таким образом, при условии ехрХ X [ (f— f)/( вТ )] 1 вырождение электронного газа полностью снимается. Снятие вырождения происходит при температуре 7 р = рМв = 5-10 К. Отсюда становится понятным, почему поведение электронного газа в металлах в отношении многих свойств резко отличается от свойств обычного молекулярного газа. Это обусловлено тем, что электронный газ остается вырожденным вплоть до температуры плавления и его распределение очень мало отличается от распределения Ферми — Дирака при О К. [c.178]

Объединение взаимодействий. Диалектичность процесса познания еще раз в полной мере проявилась в том, что идеи объединения взаимодействий возникли при анализе... различий их свойств. Эти идеи не лежат на поверхности, и тем не менее о них в неявном виде уже говорилось на страницах книги. Поясним это. Константы различных взаимодействий отличаются друг от друга весьма значительно — на 40 порядков Но, и это самое главное, их значения зависят от энергии взаимодействия ( бехущие константы ), и зависят по-разному. На малых расстояниях сильносвязанные в нуклона кварки ведут себя как почти свободные (асимптотическая свобода), следовательно, константа сильного взаимодействия а, уменьшается с ростом энергии взаимодействия. С ростом энергии зондирующих электронов возрастает заряд электрона (см. рис. 18). Следовательно, константа электромагнитного взаимодействия должна возраста ь. С ростом энергии взаимодействия или, что то же самое, с ростом массы взаимодействующих частиц резко возрастает гравитационное взаимодействие, следовательно, возрастает и константа взаимодействия ttg. Ниже будет показано, что и слабое взаимодействие xjf также возрастает с ростом Е. [c.213]

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]

Во всех этих примерах образование двойного слоя связано с определенными свойствами межфазной границы, проницаемой для заряженных частиц одного какого-либо сорта электронов, катионов металла, ионов малого размера. Если перенос электрических зарядов через границу раздела фаз невозможен, то двойной слой возникает в результате избирательной адсорбции поверхностно-активных ионов или дипольных молекул растворителя. Подобного рода скачки потенциала обнаружены на границе раствор—воздух, если в растворе присутствуют поверхностно-активные ионы. При адсорбции дипольных молекул, например на ртути, происходит их ориентация, вследствие которрй к поверхности металла оказывается обращенным какой-либо определенный конец диполя, и двойной слой реализуется внутри самих адсорбированных молекул (рис. 2). [c.8]

Известно не так уж много аналитических форм уравнений состояния. Это вызвано тем, что все они опираются на одни и те же фундаментальные двойства вещества. Все вещества независимо от их агрегатного состояния состоят из частиц (атомов, молекул, электронов и др.), характер взаимодействия между которыми определяет разнообразие физических й.- еханических свойств сплошной среды. Основной чертой, отличающей металлы в твердом (или жидком) состоянии от газов, является сильное взаимодействие между атомами, которое носит двоякий характер. С одной стороны, атомы, удаленные друг от друга на достаточно большое расстояние, притягиваются друг к другу, а с другой — сближенные на достаточно малое расстояние они будут отталкиваться друг от друга из-за взаимодействия электронных оболочек. Таким образом, при отсутствии [c.41]

Необычная каталитическая активность малых металлических частиц приписывается главным образом особенностям их электронной структуры [20, 695—702]. Кластеры серебра играют первостепенную роль в фотографическом процессе [703—705]. Сейчас при описании определенных свойств массивного тела и его поверхности все большую популярность приобретает кластерный подход, который заменяет традиционную квантовомеханическую трактовку безграничной периодической решетки более гибким, учитывающим локальное окружение квантовохимическим рассмотрением конечной, искусственно удаленной из массивного тела группы атомов [356, 706—711]. Одним из наиболее интересных примеров применения подобного подхода является изучение хемосорбции атомов и молекул на металлах [712— 717]. Другой пример — кластерный метод исследования ыеталло-органических химических соединений, который как бы перебрасывает мост между молекулярной и твердотельной химией [707, 718]. [c.226]

Электроны, ионы или диполи приводят к образованию электрического дипольного момента (поляризованного состояния) посредством различных механизмов. Если эти частицы связаны в структуре диэлектриков достаточно жестко , внещнее поле или другие воздействия могут привести лищь к очень малым (по сравнению с атомными размерами) смещениям этих частиц относительно неполяризованного состояния. Тем не менее небольщие упругие смещения всех структурных единиц диэлектрика приводит к значительному интегральному вкладу в изменение его свойств. Такой механизм поляризации можно называть упругим его называют также поляризацией смещения или деформационной поляризацией. [c.62]

Смотреть страницы где упоминается термин ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА МАЛЫХ ЧАСТИЦ : [c.4] [c.108] [c.249] [c.9] [c.321] [c.10] [c.6] [c.804] [c.160] [c.549] [c.175] [c.656] [c.378] [c.245] [c.277] [c.151] [c.152] [c.152] [c.375] [c.572] [c.146] [c.473] [c.281] [c.100] [c.449]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...