Газ из частиц с кулоновским взаимодействием

Начнем с ионизации вещества под действием заряженных частиц. Кулоновское взаимодействие проходящих частиц с электронами вещества в основном происходит на сравнительно больших (порядка межатомных) расстояниях. Поэтому за единичное столкновение электрону в среднем передается довольно малая энергия, имеющая порядок 10 эВ. Эта энергия, как правило, достаточна для выбивания электрона только из наружной атомной оболочки. Электроны внутренних оболочек, получив такую энергию, только возбуждаются. Из-за этого, а также из-за большого разброса передаваемых энергий вокруг среднего значения не каждое столкновение с электроном ведет к ионизации атома. [c.457]

Электропроводность смеси в условиях термической электризации была исследована oy [728]. Смесь состояла из твердых заряженных частиц (размером 1 мк или менее), электронов (образующихся только благодаря термической электризации) и атомов газа. Было установлено, что сечение столкновений между электронами (индекс е) и заряженными твердыми частицами (индекс р) при кулоновском взаимодействии намного превосходит сечение столкновений, скажем, между атомами гелия (индекс а) и электронами, взаимодействующими по закону одной пятой . Вследствие большого дебаевского радиуса в этом случае сочетание диффузного рассеивания и пространственного заряда обусловило более низкую электропроводность, чем в ионизованном газе с подобной концентрацией электронов. [c.466]

Пусть в точке О (рис. 4.3,6) находится неподвижный силовой центр — материальная точка, действующая на частицу М с силой F, которая как для гравитационного, так и для кулоновского взаимодействий может быть представлена в виде [c.86]

Помимо столкновений, сопровождающихся ионизацией и возбуждением атомов, помимо тормозного излучения, заряженная частица, проходящая через вещество, испытывает также упругое рассеяние. При малых энергиях пролетающей частицы упругое рассеяние обусловлено кулоновским взаимодействием. Этот вопрос рассматривается в 11 и 26. [c.29]

Еще из опытов Резерфорда было известно, что при сближении заряженной частицы (а-частицы, протона) с ядром между ними действуют силы кулоновского взаимодействия. Будем считать, что это электрическое поле вокруг ядра обладает сферической симметрией и потенциал поля V (г) зависит только от координаты г и [c.87]

В 1904 г. английский физик Томсон предложил первую модель атома, согласно которой атом представляет собой положительно заряженный шар размером 10 см с взвешенными внутри него электронами. Эта модель казалась более или менее удовлетворительной до тех пор, пока в 1909 г. она не вступила в противоречие с результатами опытов по изучению рассеяния а-частиц на тонких металлических пленках. В этих опытах было обнаружено, что наряду с рассеянием на малые углы, которое соответствует расчетам кулоновского взаимодействия а-частиц с атомом типа Томсона, в некоторых случаях а-частицы испытывают отклонения на очень большие углы (больше 90°). Для объяснения таких отклонений модель Томсона абсолютно непригодна. [c.15]

Кулоновское взаимодействие заряженных частиц с ядрами [c.432]

Величина кулоновского взаимодействия заряженной частицы с ядром характеризуется высотой кулоновско-го барьера [c.433]

Одна из этих особенностей заключается в кулоновском взаимодействии заряженных частиц с ядром. Величина кулоновско-го взаимодействия характеризуется высотой кулоновского барьера [c.452]

Первое слагаемое (сумма по всем ионам) представляет собой оператор их кинетической энергии, второе —оператор кинетической энергии всех валентных электронов. Последние три слагаемых описывают соответственно кулоновское взаимодействие (отталкивание) между электронами, взаимодействие между ионами и взаимодействие между ионами и электронами. Это- взаимодействие зависит от расстояний между соответствующими частицами. В первых двух суммах (чтобы не учитывать взаимодействие одной пары частиц дважды) индексы частиц Должны быть разными, в третьей они могут совпадать и множитель 1/2 отсутствует. [c.47]

Это уравнение может быть выведено и широко используется для описания однокомпонентных систем с дальнодействующим (например, кулоновским) взаимодействием. Физически это связано с тем, что каждая молекула ( частица ) вследствие дальнодействия взаимодействует одновременно с большим числом других молекул ( среда ), причем по той же причине доминирующую роль в их взаимодействии играют так называемые дальние столкновения (большие прицельные расстояния), при которых скорость рассеиваемых молекул почти не меняется и углы столкновения малы. На основе последнего предположения можно вывести уравнение Фоккера—Планка, например из кинетического уравнения Больцмана (несмотря на то, что первое предположение без второго не соответствует самому уравнению Больцмана (приближение парных столкновений)). [c.60]

Таким образом, каждая частица одновременно взаимодействует с целым коллективом соседних частиц и, следовательно, плазма представляет собой, по существу, не газ, а своеобразную систему, стянутую дальнодействующими силами. Благодаря дальнодействию кулоновских сил и большой подвижности легких электронов в плазме определяющую роль играют коллективные процессы, т. е. колебания и волны различных типов. [c.215]

Внутренняя энергия полностью ионизованного газа состоит из кинетической энергии движения частиц и средней энергии кулоновского взаимодействия их [c.635]

Средняя энергия кулоновского взаимодействия частиц [c.635]

Давление частично ионизованного газа в случае, когда плотность газа настолько мала, что кулоновским взаимодействием частиц можно пренебречь, [c.638]

Чтобы определить зависимость степени ионизации от температуры, предположим, что газ находится в состоянии термодинамического равновесия, т. е. температура ионов и электронов одна и та же. Допустим далее, что средняя энергия теплового движения частиц значительно меньше потенциала ионизации, но больше средней энергии кулоновского взаимодействия между двумя заряженными частицами е г (где г — среднее расстояние между частицами), т. е. [c.638]

При малых энергиях вылетающей заряженной частицы форма р-спектра искажается под влиянием кулонов-ского взаимодействия между ядром и вылетающей из него заряженной частицей. При электронном распаде кулоновское взаимодействие является притягивающим, т. е. стремящимся уменьшить энергию вылетающего электрона. При позитронном распаде, напротив, кулоновское взаимодействие — отталкивающее, так что оно ускоряет вылетающий позитрон. В результате кулоновского взаимодействия Р -спектры обогащаются, а р -спектры обедняются низкоэнергетическими частицами, как это изображено на рис. 6.16. Если учесть кулоновские эффекты, то [c.238]

Электростатическая сила обусловлена кулоновским взаимодействием заряженных частиц. Индуцированная составляющая появляется при взаимодействии заряженной частицы с нейтральной, которая превращается вследствие поляризации в диполь. Диполь характеризуют дипольным моментом — произведением заряда на расстояние между центрами зарядов диполя. Существуют молекулы, называемые полярными они обладают постоянным дипольным моментом в отсутствие внешнего поля. Дисперсионные [c.11]

Основные параметры неидеальности. Плазма, заряж. частицы к-рой взаимодействуют по закону Кулона, становится неидеальной, когда ср. энергия кулоновского взаимодействия e n J сравнима с тепловой энергией кТ, т. е. [c.252]

Осн. отличие Ф. п. связано Со способом её формирования и заключается в том, что аномально высокие, сверх-равновесные значения плотности заряж. частиц ( 10 ч-10 см " ) достигаются при весьма низких значениях электронной темп-ры ( 0,3- 0,5 зВ). Т. о., в Ф. д. сравнительно легко нарушаются условия идеальности, согласно к-рым ср. потенц. энергия кулоновского взаимодействия заряж. частиц много меньше их характерной тепловой энергии. Это делает Ф. п. удобным объектом исследования электрич. и термодинамич. свойств неидеальной плазмы. [c.358]

Плазмой называют ионизированный квазинейтральный газ с произвольной, но не очень малой степенью ионизации. Резкой границы между плазмой и нагретым газом не существует. Условно в качестве такой границы можно принять состояние газа со степенью ионизации, при которой столкновения заряженных частиц (кулоновские взаимодействия) играют заметную роль по сравнению со столкновениями нейтральных частиц. Требование квазинейтраль ности накладывает ограничение на геометрические размеры плазмы они должны быть существенно больще среднего расстояния между частицами. [c.228]

Наличие сил кулоновского взаимодействия между электронами и ионами делает их соударения в плазме значительно более сложными, чем соударения нейтральных частиц. Вместо броуновского зигзагообразного движения молекул траектория заряженной частицы становится извилистой, соответствующей изменениям (флуктуациям) электрического поля в плазме. Поэтому в плазме, вообще говоря, должны учитываться все возможные сечения соударений ион — атом — Qia (перезарядка) ион— ион — Qii (сечение Гвоздовера) электрон — атом — Qm (сечение Рамзауэра) электрон — ион — Qe, (прилипание или захват электрона) и электрон — электрон Qee. Тогда для k видов частиц [c.41]

Известно много форм ироявления электромагнитного взаимодействия. Для заряженных частиц — кулоновское рассеяние, ионизационное то рможение, радиационное торможение, черен-ковское излучение для у-квантов — фотоэффект, эффект Комптона, образование электронно-позитронных пар, фотоядерные реакции. [c.202]

Если рассматривать только ядернов (без кулоновского) взаимодействие между любыми нуклонами р — р), (п — п) и (п — р), находящимися в одинаковых пространственных и спиновых состояниях, то все три вида взаимодействия тождественны между собой. Таким образом, оба нуклона ведут себя одинаково, в связи с чем их в некотором смысле можно считать тождественными частицами. [c.279]

В 20 было показано, что одним из возможных механизмов потери энергии быстрой заряженной частицей являются потери на тормозное излучение, т. е. на испускание фотонов в процессе торможения частицы кулоновским полем ядер среды. Тормозное излучение пропорционально квадрату ускорения и, следовательно (при одинаковом z, т. е. одинаковой силе взаимодействия), обратно пропорционально квадрату массы частицы. Заряженные частицы особенно сильно теряют энергию на тормозное излучение при движении в конденсированных (например, твердой) средах, где из-за большой плотности ядер очень велика вероятность кулоновского торможения. Обратная пропорциональная зависимость интенсивности тормозного излучения от квадрата массы частицы приводит к тому, что тормозное излучение несущественно для частиц с большой массой, например протонов, и, наоборот, является основным процессом потерь энергии для быстрых электронов. При этом может случиться, что образовавшиеся в результате торможения электронов фотоны будут иметь энергию > 2ШйС2, где — масса электрона. В этом случае у-квант может создать в поле атомного ядра пару из электрона и позитрона, торможение которых снова приведет к образованию фотонов, и т. д., пока энергия возникающих у-квантов не станет [c.551]

Причина, по которой гамильтониан Блоха дает удонлетворительные результаты в большинство случаев в теории металлов, состоит в том, что кулоновские взаимодействия экранированы в пределах расстояния, по порядку величины равного расстоянию между частицами. Например, Абра-гамс [128] оценил поперечное сечение соударения и среднюю длину свободного пробега для экранированных электронов в щелочных металлах. Он нашел, что возможные рассеяния настолько ограничены принципом Паули, что практически при всех температурах средняя длина свободного пробега при электронных столкновениях значительно больше, чем длина свободного пробега для электронпо-фононных взаимодействий. [c.756]

Наконец, остановимся вкратце еще на одном вопросе. В литературе иногда возникает вопрос о возможности существования в сверхпроводниках возбуждений бозевского типа [3]. Рассмотренные выше возбуждения фермиевского типа имели характерный спектр с энергетической щелью. Наличие, например, звуковых колебаний типа фононов (со спектром без щели) не помешало бы существованию сверхпроводимости, подобно тому как фононы но мешают сверхтекучести. Но если бы в спектре имелась такая ветвь, это существенным образом отразилось бы на температурной зависимости всех термодинамических величии. Нетрудно, однако, видеть, что вопрос о бозевских колебаниях рассматриваемой системы ферми-частиц не является сколько-нибудь важным для теории сверхпроводимости. Дело в том, что такие колебания будут связаны с колебаниями плотности электрического заряда, которые благодаря большому кулоновскому взаимодействию будут находиться в онтическо11 области частот. Для их возбуждения понадобятся энергии порядка 1 эв. Таким образом, весь вопрос о бозевской ветви в спектре ферми-частиц имеет лишь академический характер. [c.917]

Таким образом, ионизованный газ веледствие кулоновского взаимодействия частиц отклоняется от идеальности. [c.637]

При высоких температурах, когда энергия теплового движения во много раз больше энергии кулоновского взаимодействия частиц плаз.мы, последняя близка по своим свойствам к идеальному газу (газоподобная плазма). С уменьшением температуры влияние кулоновского взаимодействия возрастает и свойства плазмы отклоняются от свойств идеального газа, приближаясь к жидкости (жидкоподобная плазма). К тому же эффекту приводит повышение давления, так как при этом уменьшается среднее расстояние между частицами. [c.639]

Кулоновское взаимодействие тяжелой заряженной частицы с ядром наряду с упругим рассеянием может привести и к неупругому рассеянию с кулоновским возбуждением ядра на одно из низколежа-щих возбужденных состояний. [c.161]

Д. р. э.— макс. прицельный параметр, на к-ром происходит кулоновское взаимодействие при парных столкновениях заряж. частиц в плазме. Т. к. вследствие дебасвской экранировки злектрич. поле кулонов-ского взаимодействия на расстояниях убывает экспо-зюнциально, то в тех случаях, когда заряж. частица имеет прицельный параметр больше го, фактически никакого рассеяния при столкновениях заряж. частиц не происходит. На расстояниях, больших по сравнению с Д. р. 3., взаимодействие носит коллективны характер, т. е. осуществляется через самосогласованные электрич. и магн. поля, создаваемые ансамблем заряж. частиц. Для того, чтобы такое взаимодействие было эффективным, необходимо, чтобы число частиц в дебаевской сфере (т. н. параметр идеальности =пг о) было существенно больше единицы >1. Такую плазму называют идеальной. Если 1, то в такой плазме ср. 91[Сргпл кулоновского взаимодействия соседних заряж. частиц сравнима или даже больше их кинетич энергии теплового движения. Ур-ние состояния такой плазмы весьма сложно (см. Неидеальная плазма). [c.572]

Из (5), (6) следует, что значения Д. п. в интервале от О до 1 ( диаулектричество ) недопустимы. Вместе с тем при h lL возможны отрицат. значения е(0, к), т. е. возможно притяжение между одноименными тя>кёлы.ии заряда.ми, помещённ ,1мп в среду. Существует широкий класс таких сред (им свойственно сильное кулоновское взаимодействие между частицами) неидеальная плазма, ионные расплавы, электролиты, нек-рые металлы. [c.699]

Низкотемпературной наз. плазму, у к-рой ср. энергия электронов меньше характерного потенциала ионизации атома (< 10 эВ) темп-ра её обычно не превышает Ю К. Плазма с более высокой темп-рой наз. горячей или высокотемпературной. Обычно Н. п. слабоио-низованвая, т. е. число нейтральных атомов и молекул значительно превышает число заряж. частиц — элект-рОЕов и ионов. Отношение числа ионизов. атомов к полному их числу в единице объёма наз. степенью ионизации плазмы. Поскольку кулоновское взаимодействие [c.351]

Электронное охлаждение пучков тяжёлых частиц, предложенное Г. И. Будкером в 1966 и реализованное в 1974—75 [3], основано на взаимодействии охлаждаемого пучка с электронным пучком. Для этого в одном из прямолинейных промежутков накопителя сквозь циркулирующий пучок тяжёлых частиц пропускается электронный пучок с той же ср, скоростью и малым разбросом скоростей. Благодаря кулоновскому взаимодействию между холодными электронами и горячими тяжёлыми частицами происходит интенсивный теплооб- мен, в результате к-рого пучок тяжёлых частиц охлаж- Ы/ [c.517]

Помимо хаотич. теплового движения частицы П. могут участвовать в упорядоченных коллективны.х процессах, из к-рых наиб, характерны продольные колебания пространствейного заряда — ленгмюровские волны. Их угл. частота сОр = лпе /т наз. плазменной частотой (сит— заряд и масса электрона). Многочисленность и разнообраэие коллективных процессов, отличающие плазму от нейтрального газа, обусловлены дальностью кулоновского взаимодействия, благодаря чему П. можно рассматривать как упругую среду, в к-рой легко возбуждаются и распространяются разл. шумы, колебания и волны. Наличие собств. колебаний и волн — Характерное свойство П. [c.595]

Примеры применения Т. т. в. для разл. типов физ. систем (напр., для неидеальных газов низкой плотности с ко-роткодействием — т.н. газовое приближение или для системы частиц с дальнодействующим кулоновским взаимодействием— т.н. плазменное приближение) подробно рассмотрены в монографии [7] (см. также в ст. Вириалыюе разложение, Майера диаграммы в статистич. физике). Т. т. в. широко используется также для анализа физ. свойств систем, описываемых спиновым гамильтонианом, выше критич. точки фазового перехода напр., для сильно магнитных систем [8] строятся т. н, высокотемпературные разложения для намагниченности, восприимчивости и т. п., к-рые затем анализируются методом Паде аппроксимации с целью нахождения критических показателей. [c.92]

В основе Т,, м. лежит ограничение движения составляющих плазму заряж. частиц (электротюв и ионов) в направлении, поперечном к магн. полю В, за счёт силы Лоренца. В результате траектории частиц выглядят как спирали, обвивающие магн. силовые линии, и если бы частицы не испытывали столкновений (точнее, кулоновского взаимодействия между собой), то Т. м, в магн. ловушках была бы идеальной. Но при большой частоте столкновений v, значительно превосходящей циклотронную частоту ui = eBjm вращения чаети[1ы (с зарядом е и массой т) вокруг магн. силовой линии, когда ср. длина свободного пробега частицы I-V/V (у — ср. тепловая скорость) много меньше ср. радиуса спирали гв —у/<Ив (лар.моровский радиус), магн. поле практически не влияет на траекторию частиц и Т. м, отсутствует, Т. м. становится эффективной при [c.93]

Многодолинная зонная структура означает, что благодаря симметрии кристалла в нём существует несколько эквивалентных групп электронов или дырок. Кроме Ge и Si такой зонной структурой обладают кристаллы GaP, С, соединения группы А и др. Оказывается, что в этом случае значения и,, и существенно больше, чем они были бы в полупроводнике с теми же значениями эфф. масс и диэлектрич. проницаемости, но с простым однодолинным энергетич. спектром для электронов и для дырок. Это обусловлено тем, что полная энергия частиц в Э.-д. ж. складывается из двух энергий кинетической (фермиевской) и потенциальной (кулоновского взаимодействия). Равновесная плотность определяется из условия минимума полной энергии, т. е. баланса этих двух вкладов. [c.557]

Реакции под де1ктвнем заряженных части1 (р, d, t, а,...). Осн. процессами здесь также являются упругое и неупругое рассеяния, радиац. захват, реакции (р, п), (п, а), (р, f) и др. Отличия от Я. р., вызванных нейтронами, связаны с зарядом частиц. Вероятность Я. р. (сечение) заметно отличается от О, начиная с энергии, при к-рой проницаемость кулоновсхого барьера достаточно велика. С увеличением заряда растёт высота кулоновского барьера ядра. В упругом рассеянии существ. вклад в сечение даёт кулоновское взаимодействие. [c.668]

Di. часть эл.-.магн. взаимодействия нуклонов составляет кулоновское отталкивание между протонами. На больших расстояниях оно определяется только зарядами протонов. СВ приводит к тому, что электрич. заряд протона не является точечным, а распределён на расстояниях < 1 Фм (среднеквадратичный радиус протона равен яаО,8 Фм см. Размер элементарной частицы). Электрич. взаимодействие на малых расстояниях зависит и от распределения заряда внутри протона. Это распределение совр. теория СВ не может надёжно рассчитать, но оно достаточно хорошо известно из эксперим. данных по рассеянию электронов на протонах. Нейтроны в целом электронейтраль-ны, но из-за СВ распределение заряда внутри нейтрона также существует, что приводит к электрич. взаимодействию между двумя нейтронами и между нейтроном и протоном. Магн. взаимодействие между нейтронами такого же порядка, что и между протонами, из-за большой величины аномального магнитного момента, обусловленного СВ, Менее ясна ситуация со слабым взаимодействием нуклонов. Хотя гамильтониан слабого взаимодействия известен хорошо, СВ приводит к перенормировке соответствующих констант взаимодействия (аналог аномального магн. момента) и возникновению формфакторов. Как и в случае эл.-магн. взаимодействия, эффекты слабого взаимодействия не могут быть достоверно рассчитаны, но в этом случае они не известны и экспериментально. Имеющиеся данные о величине эффектов несохранения чётности в 2-нуклонной системе позволяют установить интенсивность этого взаимодействия, но не его структуру. Существует неск, альтернативных моделей слабого взаимодействия нуклонов, к-рые одинаково хорошо описывают 2-нуклонные эксперименты, но приводят к разл. следствиям для атомных ядер. [c.671]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...