Раби метод




НазваниеРаби метод
страница1/19
Дата конвертации30.11.2012
Размер2.27 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Р


РАБИ МЕТОД [по имени амер. физика И. А. Раби (I. I. Rabi)], резонансный метод исследования магн. моментов ядер, атомов и молекул и внутримол. вз-ствий в молекулярных и атомных пучках. Резонансное высокочастотное магн. поле, через к-рое пролетают ч-цы, вызывает переориентацию магн. моментов, обнаруживаемую по из­менению их траекторий в неоднород­ном магн. поле.

РАБОТА силы, мера действия силы, зависящая от численной вели­чины и направления силы и от пере­мещения точки её приложения. Если сила F численно и по направлению по­стоянна, а перемещение М0М1 прямо­линейно (рис. 1), то P. A = F•scos, где s=M0M1,  — угол между на­правлениями силы и перемещения. Когда <90°, Р. силы положительна, при 180°>90° — отрицательна, а при =90°, т. е. когда сила перпен­дикулярна перемещению, А=0. Еди­ницы измерения Р.: джоуль (в СИ), 1 эрг=10-7 Дж и килограмм-сила на метр (1 кгсм=9,81 Дж).



В общем случае для вычисления Р. силы вводится понятие элемен­тарной работы dA=Fdscos, где ds — элем. перемещение,  — угол между направлениями силы и каса­тельной к траектории точки её при­ложения, направленной в сторону перемещения (рис. 2). В декартовых координатах

dA=Fxdx+Fydy+Fzdz, (1) где Fx, Fy, Fz проекции силы на координатные оси, х, у, z — коорди­наты точки её приложения. В обоб­щённых координатах

dA=Qiqi. (2)

где qiобобщённые координаты, Qi обобщённые силы. Для сил, действу­ющих на тело, имеющее неподвижную ось вращения, dA=Mzd, где Mz сумма моментов сил относительно оси вращения z,  — угол поворота. Для сил давления dA=pdV, где р — давление, V — объём.

Р. силы на конечном перемещении определяется как интегральная сумма элементарных Р. и при перемещении М0М1 выражается криволинейным ин­тегралом:

A=M0M1)(Fcos)ds или


A=M0M1(Fxdx + Fydy + Fzdz). (3)

Для потенциальных сил dA=-dП и А= П01, где П0 и П1 — значения потенциальной энергии П в нач. и конечном положениях системы; в этом случае Р. не зависит от вида траек­торий точек приложения сил. При движении механич. системы сумма работ всех действующих сил на нек-ром перемещении равна измене­нию её кинетической энергии Т, т. е. Аi=T1-T0. Понятие «Р. силы» ши­роко используется в механике, а также в др. областях физики и в технике.

С. М. Тарг.

Р. в термодинамике — обоб­щение понятия «Р. в механике» [выра­женного в дифф. форме (2)]. Обобщён­ные координаты в термодинамике -это внеш. параметры термодинамич. системы (объём, напряжённость внеш. магн. или электрич. поля и т. п.), а обобщённые силы (давление и др.) — величины, зависящие не только от координат, но и от внутр. параметров системы (темп-ры или энтропии). Р. термодинамич. системы над внеш. те­лами заключается в изменении со­стояния этих тел и определяется кол-вом энергии, передаваемой системой внеш. телам при изменении внеш. параметров системы. В квазистатиче­ских (т. е. бесконечно медленных) адиабатических процессах Р. равна изменению внутренней энергии си­стемы, в квазистатич. изотермических процессах — изменению Гельмгольца энергии. В ряде случаев Р. может быть выражена через др. потенциалы тер­модинамические. В общем случае ве­личина Р. при переходе системы из нач. состояния в конечное зависит от способа (пути), каким осуществляется этот переход. Это означает, что бес­конечно малая (элементарная) Р. си­стемы не явл. полным дифференциалом к.-л. функции состояния системы; поэтому элем. Р. обозначают обычно не dA (как полный дифференциал), а А. Зависимость Р. от пути при­водит к тому, что для кругового процесса, когда система вновь воз­вращается в исходное состояние, Р. системы может оказаться не равной нулю, что используется во всех теп­ловых двигателях. Работа внеш. сил над системой А=-A, если энергия вз-ствия системы с внеш. телами не меняется в процессе совершения Р. Примерами Р. при изменении одного из внеш. параметров системы могут служить: Р. сил давления р при из­менении объёма V системы A=pdV, Р. сил поверхностного натяжения при изменении поверхности системы A=-d ( — коэфф. поверхностного натяжения, d — элемент поверхности); Р. намагничивания системы A=-HdJ (H напряжённость внеш. магн. поля, J — намагниченность в-ва) и т. д. Р. системы в неравновесном (необратимом) процессе всегда мень­ше, чем в равновесном.

• Леонтович М. А., Введение в тер­модинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; Р е й ф Ф., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1972 (Верклеевский курс физики, т. 5).

Г. Я. Мякишев.

РАБОТА ВЫХОДА, энергия Ф, к-рую необходимо затратить для удаления эл-на из твёрдого или жидкого в-ва в вакуум (в состояние с равной нулю кинетич, энергией). Р. в. Ф=е, где  — потенциал Р. в., е — абс. вели­чина электрич. заряда электрона. Р. в. равна разности между мин. энер­гией эл-на в вакууме и Ферми энер­гией эл-нов внутри тела. Если элект­ростатич. потенциалы в вакууме вак, в толще в-ва об, а ξF — энергия Ферми, отсчитываемая от энергии неподвижного эл-на в точке вакуума, где потенциал равен вак, то Р. в. (в случае однородной поверхности)

Ф=e(об-вак)-ξF.

В приповерхностной области лю­бого тела образуется двойной элект­рич. слой. Он возникает даже на идеально чистой поверхности кри­сталла в результате того, что «центр тяжести» плотности эл-нов в поверх­ностной крист. ячейке не совпадает с плоскостью, в к-рой расположены ионы. При этом

вак-об=4PS. где PS — дипольный момент двойного слоя, приходящийся на ед. площади поверхности S>0, если дипольный момент направлен наружу). Р. в.— характеристика поверхности тела: гра­ни одного и того же кристалла, об­разованные разными кристаллогра­фич. плоскостями или покрытые раз­ными в-вами, имеют разные РS и раз­ную Р. в. Вблизи этих поверхностей вак также не совпадают и между поверхностями возникают контактная разность потенциалов и электроста­тич. поле.

В металлах при низких темп-рах уровень Ферми совпадает с самым высоким заполненным энергетич. уров­нем эл-нов и Р. в. имеет смысл наи­меньшей энергии, требуемой для уда­ления эл-на в вакуум. В полупроводниках такой смысл Р. в. придавать нельзя. В металлах двойной электрич. слой сосредоточен на самой поверх­ности и толщина его — порядка меж­атомного расстояния. В ПП заряд одного знака находится на поверх­ности (эл-ны или дырки в поверхност­ных состояниях), а заряд противопо­ложного ' знака распределён в слое, толщина к-рого зависит от концент­раций примесей и темп-ры и может достигать многих тыс. межатомных расстояний.

600


РАБОТА ВЫХОДА (в эВ) НЕКОТОРЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ, Q1=0, Q2=0, . . ., Qs=0. (2)

ПП И ОТДЕЛЬНЫХ ГРАНЕЙ МОНОКРИСТАЛЛА ВОЛЬФРАМА



Р. в. может быть сильно изменена адсорбцией разл. атомов или молекул на поверхности (адсорбированные ч-цы изменяют РS). Атомы металлов с малой энергией ионизации (напр., Cs) при адсорбции приобретают дипольный момент, направленный в сторону вакуума, и снижают Р. в. Покрытие Cs уменьшает Р. в. для нек-рых ме­таллов и ПП до 1 эВ (4—6 эВ в от­сутствие Cs, см. табл.).

В ПП с гомополярными межатом­ными связями (Ge, Si и т. п.) Р. в. практически не изменяется даже при сильном изменении ξF в объёме кри­сталла (при изменении темп-ры или введении примеси): изменение ξF вызывает такое изменение заполнения поверхностных состояний эл-нами и, следовательно, такое изменение об — вак, к-рое компенсирует изменение ξF. Плотность состояний на чистых поверхностях ионных ПП в области запрещённой зоны невелика и допу­скает изменение Р. в. с изменением положения уровня Ферми в объёме ПП (напр., введением примесей).

Абс. величину Р. в. измеряют по кол-ву теплоты, к-рое нужно подво­дить к телу при отборе из него термоэмиссионного тока (см. Термоэлект­ронная эмиссия), чтобы темп-ра тела оставалась неизменной; по темпера­турной зависимости и полной вели­чине термоэмиссионного тока, а в металлах и вырожденных ПП — также по красной границе фотоэлектронной эмиссии. Контактная разность по­тенциалов Uк двух тел равна разно­сти их Р. в.; измеряя Uк между ис­следуемой поверхностью и эталонной, находят и Р. в. первой.

•Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Ривьере X., Работа выхода. Измере­ния и результаты, в сб.: Поверхностные свойства твердых тел, под ред. М. Грина, М., 1972; Фоменко В. С., Эмиссионные свойства материалов, К., 1981.

С. Г. Дмитриев, Ш. М. Коган.

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ, термин, при­меняемый в технической термодина­мике для обозначения макс. работы, к-рую может совершить система при переходе из данного состояния в рав­новесие с окружающей средой.

РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, применяются для практич. измерений при науч. исследованиях, в произ-ве и др. областях. Этим они отличаются от образцовых средств измерений, при­меняемых только для поверки др. средств измерений.

РАВНОВЕСИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, состояние механич. систе­мы, находящейся под действием сил, при к-ром все её точки покоятся по отношению к рассматриваемой системе

отсчёта. Если система отсчёта явл. инерциальной (см. Инерциальная си­стема отсчёта), равновесие наз. аб­солютным, а если неинерциальной, то относительным. Изучение условий Р. м. с.— одна из осн. задач статики. Условия Р. м. с. имеют вид равенств, связывающих действующие силы и параметры, определяющие положения системы; число этих условий равно числу степеней свободы системы. Ус­ловия относит. Р. м. с. составляются так же, как и условия абс. равновесия, но к действующим на точки силам прибавляют соответствующие перенос­ные силы инерции. Условия равно­весия свободного тв. тела состоят в равенстве нулю сумм проекций сил на три координатные оси Oxyz и сумм моментов всех приложенных к телу сил относительно этих осей, т. е.



При выполнении условий (1) тело будет по отношению к данной системе отсчёта находиться в покое, если ско­рости всех его точек относительно этой системы в момент начала дей­ствия сил были равны нулю. В про­тивном случае тело при выполнении условий (1) будет совершать т. н. движение по инерции, напр. двигаться поступательно, равномерно и прямо­линейно. Если тв. тело не явл. сво­бодным (см. Связи механические), то условия его равновесия дают те из равенств (1) (или их следствий), к-рые не содержат реакций наложенных связей; остальные равенства дают ур-ния для определения неизвестных реакций. Напр., для тела, имеющего неподвижную ось вращения Oz, ус­ловием равновесия будет mz(Fk)=0; остальные равенства (1) служат для определения реакций подшипников, закрепляющих ось. Если тело за­креплено наложенными связями жёст­ко, то все равенства (1) дают ур-ния для определения реакций связей.

Согласно отвердевания принципу, равенства (1), не содержащие реакций внеш. связей, дают одновременно не­обходимые (но недостаточные) усло­вия равновесия любой механич. си­стемы и, в частности, деформируемого тела. Необходимые и достаточные ус­ловия равновесия любой механич. системы могут быть найдены с помо­щью возможных перемещений прин­ципа. Для системы, имеющей s сте­пеней свободы, эти условия состоят в равенстве нулю соответствующих обоб­щённых сил:

Из состояний равновесия, опреде­ляемых условиями (1) или (2), прак­тически реализуются лишь те, к-рые явл. устойчивыми (см. Устойчивость равновесия). Равновесия жидкостей и газов рассматриваются в гидростатике и фэростатике.

С. М. Тарг.

РАВНОВЕСИЕ СТАТИСТИЧЕСКОЕ, состояние замкнутой статистич. си­стемы, в к-ром ср. значения всех физ. величин, характеризующих со­стояние, не зависят от времени. Р. с.— одно из осн. понятий статистиче­ской физики, играющее такую же роль, как равновесие термодинамиче­ское в термодинамике. Р. с. не явл. равновесным в механич. смысле, т. к. в системе при этом постоянно возни­кают малые флуктуации физ. величин около ср. значений. Теория Р. с. даётся в статистич. физике, к-рая опи­сывает его при помощи разл. Гиббса распределений (микроканонич., канонич. или большого канонического) в зависимости от типа контакта системы с окружающей средой, запрещающего или допускающего обмен с ней энер­гией или ч-цами. В теории неравно­весных процессов важную роль иг­рает понятие неполного Р. с., при к-ром параметры, характеризу­ющие состояние системы, очень сла­бо зависят от времени. Широко при­меняется понятие локального Р. с., при к-ром темп-ра и химический потенциал в малом элементе объёма зависят от времени и пространств. координат её ч-ц. См. Кинетика фи­зическая.

Д. Н. Зубарев.

РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕ­СКОЕ, состояние термодинамич. сис­темы, в к-рое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изо­ляции от окружающей среды. При Р. т. в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии: теплопроводность, диффузия, хим. реакции и др. В состоянии Р. т. параметры си­стемы не меняются со временем (строго говоря, те из параметров, к-рые не фиксируют заданные условия суще­ствования системы, могут испытывать флуктуации — малые колебания око­ло своих ср. значений). Изоляция системы не исключает определённого типа контактов со средой (напр., теплового контакта с термостатом, обмена с ним в-вом). Изоляция осу­ществляется обычно при помощи не­подвижных стенок, непроницаемых для в-ва (возможны также случаи подвижных стенок и полупроница­емых перегородок). Если стенки не проводят теплоты (как, напр., в со­суде Дьюара), то изоляция наз. адиа­батической. При теплопроводящих (д и а т е р м и ч е с к и х) стенках между системой и внеш.

601


средой, пока не установилось Р. т., возможен теплообмен. При полупро­ницаемых для в-ва стенках Р. т. на­ступает, когда в результате обмена в-вом между системой и внеш. средой выравниваются химические потенциа­лы, среды и системы. Переход системы в Р. т. наз. релаксацией.

Одно из условий Р. т.— механич. равновесие, при к-ром невозможны никакие макроскопич. движения ча­стей системы, но поступат. движение и вращение системы как целого допу­стимы. В отсутствие внеш. полей и вращения системы условием её м е х а н и ч е с к о г о р а в н о в е с и я явл. постоянство давления во всём объёме системы. Др. необходимые ус­ловия Р. т.— постоянство темп-ры и хим. потенциала в объёме системы, они определяют т е р м и ч е с к о е и х и м и ч е с к о е р а в н о в е с и е системы.

Достаточные условия Р. т. (у с л о в и я у с т о й ч и в о с т и) могут быть получены из второго начала термодинамики; к ним, напр., относят­ся: возрастание давления при умень­шении объёма (при пост. темп-ре) и положит. значение теплоёмкости при пост. давлении. В общем случае си­стема находится в Р. т. тогда, когда термодинамич. потенциал системы, со­ответствующий независимым в данных условиях переменным, минимален (см. Потенциалы термодинамические), а энтропия — максимальна.

• Леонтович М. А., Введение в тер­модинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; К у б о Р., Термодинамика, пер. с англ., М., 1970; Мюнстер А., Химическая термодинами­ка, пер. с нем., М., 1971.

Д. Н. Зубарев.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Раби метод iconФизика, 11 класс Гаврилов Андрей Владимирович, двггу
При решении задач, в которых необходимо провести расчет электрической цепи, наиболее часто используются следующие методы: метод свертывания,...

Раби метод iconКурс: 4 Тип: курсовая работа Прибыль и ее роль в рыночной экономике Содержание
Метод прямого счета, аналитический метод и метод совмещенного расчета

Раби метод icon16. Численные методы решения систем конечных уравнений (метод итераций, метод Ньютона). Метод Ньютона (метод касательных или метод линеаризации)
Численные методы решения систем конечных уравнений (метод итераций, метод Ньютона)

Раби метод icon1 Лангитюдний метод це: форма контролю вид контролю метод поздовжнього зрізу метод поперечного зрізу Правильный ответ: c 2
Який з термінів означає кількісні техніки, що базуються на об'єктив┐ному реєструванні дій піддослідного

Раби метод icon-
Взбранной Воеводе, Заступнице нашей, взирающе на первописанный образ Твой, хвалебное пение воспеваем Ти раби Твои, Богомати. Ты же,...

Раби метод iconВопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Анализ финансовой отчетности»
Методологическая основа финансового анализа: метод абсолютных, относительных и средних величин, метод сравнения, вертикальный анализ,...

Раби метод iconАкафист Пресвятой Богородице пред Ея иконой, именуемой «Всецарица»
Новоявленней Твоей иконе предстояще вернии умильно, воспеваем Ти, Всецарице, раби Твои; ниспосли цельбы к Тебе притекающим ныне рабом...

Раби метод iconЛекция 3 Образовательные технологии «Кейс-стади» и«Дебаты»
Метод case-study или метод конкретных ситуаций (от английского case – случай, ситуация) – метод активного проблемно-ситуационного...

Раби метод iconРаби Нахман из Браслава. Рассказы о необычайном По изд.: Рассказы о необычайном

Раби метод iconЛабораторная работа №1 Экспериментальная проверка основных законов токопрохождения
Цель работы – изучение основных методов расчета сложной линейной цепи при постоянном токе: метод контурных токов (мкт), метод узловых...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница