Метка: электрон

Статистическая физика

Статистическая физика — раздел физики, изучающий свойства макроскопических тел как систем из очень большого числа частиц (молекул, атомов, электронов). В статистической физике применяют статистические методы, основанные на теории вероятностей.

Статистическую физику разделяют на статистическую термодинамику, исследующую системы в состояниях статистического равновесия, и кинетику физическую, или неравновесную статистическую термодинамику, изучающую неравновесные процессы. Статистическая физика, основанная на законах квантовой механики, называется квантовой статистикой.

Основные задачи статистической физики — вычисление наблюдаемых макроскопических величин, характеризующих систему, на основе закона движения составляющих ее частиц; в случае статистического равновесия — вычисление термодинамических потенциалов (свободной энергии, давления и др.) в зависимости от температуры и др. параметров, в неравновесном случае — получение уравнений, описывающих неравновесные процессы.

Статистическая физика — основа теории газов, жидкостей и твердых тел, имеет широкую область применения.

Нейтрон

Нейтрон — (английское neutron, от латинского neuter — ни тот, ни другой) (n), нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к барионам.

В свободном состоянии нейтрон нестабилен и имеет время жизни около 16 минут. Вместе с протонами нейтрон образуют атомные ядра; в ядрах нейтрон стабилен.
 

Дифракция частиц

Дифракция частиц — рассеяние потока микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов, молекул и др.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов с образованием чередующихся максимумов и минимумов в интенсивности рассеянного пучка. Дифракция частиц аналогична дифракции света и является проявлением корпускулярно-волнового дуализма частиц; наблюдается для частиц, длина волны де Бройля которых порядка расстояния между рассеивающими центрами. Дифракционная картина зависит от внутреннего строения рассеивающего объекта.

На дифракции частиц основаны электронография и нейтронография.

Неопределенности принцип

Неопределенности принцип — фундаментальное положение квантовой теории (квантовая теория объединяет квантовую механику, квантовую статистику и квантовую теорию поля), утверждающее, что характеризующие физическую систему так называемые дополнительные физические величины (например, координата и импульс) не могут одновременно принимать точные значения; отражает двойственную, корпускулярно-волновую природу частиц материи (электронов, протонов и так далее).

Неточности при одновременном определении дополнительных величин связаны соотношением неопределенностей, которое для неточностей DХ и DРх в определении координаты χ и проекции на нее импульса P имеет вид: D Рх · D Х ≥ Неопределенности принцип, где Неопределенности принципПланка постоянная. Соотношение неопределенностей для энергии E и времени t: DЕ · Dt ~ Неопределенности принцип

 

Протон

Протон (от греческого protos — первый) (р), стабильная элементарная частица со спином 1/2 и массой в 1836 электронных масс (~10-24грамма), относящаяся к барионам; ядро легкого изотопа атома водорода (протия). Вместе с нейтронами протоны образуют все атомные ядра.

Квантовая механика

Квантовая механика (волновая механика) — теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц в заданных внешних полях; один из основных разделов квантовой теории.

Квантовая механика впервые позволила описать структуру атомов и понять их спектры, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов и так далее. Так как свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием образующих их частиц, законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений. Так, квантовая механика позволила понять многие свойства твердых тел, объяснить явления сверхпроводимости, ферромагнетизма, сверхтекучести и многое другое; квантово-механические законы лежат в основе ядерной энергетики, квантовой электроники и т. д.

В отличие от классической теории, все частицы выступают в квантовой механике как носители и корпускулярных, и волновых свойств, которые не исключают, а дополняют друг друга. Волновая природа электронов, протонов и других «частиц» подтверждена опытами по дифракции частиц. Корпускулярно-волновой дуализм материи потребовал нового подхода к описанию состояния физических систем и их изменения со временем. Состояние квантовой системы описывается волновой функцией, квадрат модуля которой определяет вероятность данного состояния и, следовательно, вероятности для значений физических величин, его характеризующих; из квантовой механики вытекает, что не все физические величины могут одновременно иметь точные значения (смотрите Неопределенности принцип).

Волновая функция подчиняется суперпозиции принципу, что и объясняет, в частности, дифракцию частиц. Отличительная черта квантовой теории — дискретность возможных значений для ряда физических величин: энергии электронов в атомах, момента количества движения и его проекции на произвольное направление и так далее; в классической теории все эти величины могут изменяться лишь непрерывно.

Фундаментальную роль в квантовой механике играет Планка постоянная   Квантовая механика — один из основных масштабов природы, разграничивающий области явлений, которые можно описывать классической физикой (в этих случаях можно считать φ =0), от областей, для правильного истолкования которых необходима квантовая теория. Нерелятивистская (относящаяся к малым скоростям движения частиц по сравнению со скоростью света) квантовая механика — законченная, логически непротиворечивая теория, полностью согласующаяся с опытом для того круга явлений и процессов, в которых не происходит рождения, уничтожения или взаимопревращения частиц.

Молекула

Молекула (новолатинское molecula, уменьшительное от латинского moles — масса) — микрочастица, образованная из атомов и способная к самостоятельному существованию. Имеет постоянный состав входящих в нее атомных ядер и фиксированное число электронов и обладает совокупностью свойств, позволяющих отличать молекулы одного вида от молекул другого.

Число атомов в молекуле может быть различным: от двух до сотен тысяч (например, в молекуле белков); состав и расположение атомов в молекуле передает формула химическая. Молекулярное строение вещества устанавливается рентгеноструктурным анализом, электронографией, масс-спектрометрией, электронным парамагнитным резонансом (ЭПР), ядерным магнитным резонансом (ЯМР) и другими методами.
 

Магнетон

Магнетон

Магнетон — единица измерения магнитного момента в физике атома, атомного ядра и элементарных частиц — принятая в атомной и ядерной физике.

Магнитный момент, обусловленный орбитальным движением электронов в атоме и их спином, измеряется в магнетонах Бора: µБ = e Постоянная Планка/2 me c ? 9,2741·10-21эрг/Гс = 9,2741·10-24Дж/Т, где Постоянная Планкапостоянная Планка, e — элементарный электрический заряд, me — масса электрона, c — скорость света.

Магнитный момент нуклонов и ядер измеряется в ядерных магнетонах: µя = e Постоянная Планка/2 mp c ? 5,0508·10-24эрг/Гс = 5,0508·10-27Дж/Т, где mp — масса протона.

Электрон

Электрон

Электрон (символ е, е) — стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой около 9·10-28грамма и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях.— Далее —

Магнитное поле

Магнитное поле

Магнитное поле — одна из форм электромагнитного поля.

Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.). Полное описание электрических и магнитных полей и их взаимосвязь дают Максвелла уравнения.

Магнитное поле, силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукции В, который определяет: силу, действующую в данной точке поля на движущийся электрический заряд (Лоренца сила); действие магнитного поля на тела, имеющие магнитный момент, а также другие свойства магнитного поля.— Далее —

Страница 1 из 212