Некоторые важнейшие элементарные частицы

Обзор некоторых важнейших элементарных частиц [c.38]

Некоторые важнейшие элементарные частицы [c.32]

Выше рассмотрены свойства таких важных элементарных частиц, как электроны. Остановимся вкратце на характеристиках некоторых других элементарных частиц, особенно тех, представление о которых необходимо для понимания строения атомного ядра. Попутно коснемся и некоторых закономерностей в строении атомного ядра, имеющих большое значение в химии. Помещаемый здесь материал можно рассматривать лишь как краткий очерк по ядерной физике и ядерной химии. С основной аппаратурой, устройствами, методами анализа, применяемыми в ядерной физике и химии, можно ознакомиться по специальной литературе (ускорители, реакторы, масс-спектрографы, камеры Вильсона и пузырьковые камеры и т. д.). [c.31]

В принципе главные кинетические особенности высокотемпературной реакции водорода с кислородом, описанные ранее, за исключением реакции инициирования 0), чью роль выполняют диффузия промежуточных частиц и передача тепла в области, где еще не произошло воспламенения, поддаются изучению при тщательном исследовании структуры пламени. Основные экспериментальные ограничения таких исследований обусловлены трудоемкостью точного измерения профилей концентраций промежуточных частиц и неопределенностью в величинах поправок при учете диффузии. Кроме того, как и в случае экспериментов в ударных волнах, недостаточна чувствительность измерений к протеканию некоторых важных элементарных реакций. Численные методы расчета скорости и детальной структуры пламени развиты недавно [95] и уже с успехом используются [95, 96] для таких относительно простых пламен, обеспечивая возможность определения влияния этих и каких-либо других ограничений на кинетическую информацию, извлекаемую из измерений профиля реакции. [c.190]

Константы скоростей многих наиболее важных элементарных реакций при высоких температурах в настоящее время измерены довольно хорошо. Особенно это касается ка и эффективных значений kf[M] и набл[М]. определяющих кинетику рекомбинации в тех смесях, которые были непосредственно изучены. Необходимо значительно улучшить точность измерений скорости рекомбинации, прежде чем можно будет найти более надежные значения k , и для отдельных партнеров по соударениям. Также желательно иметь больше информации о константах скоростей важных бимолекулярных реакций кь, к и при высоких температурах. Некоторые константы могут быть получены без особых усовершенствований существующих экспериментальных методов путем дальнейшего изучения неравновесных концентраций промежуточных частиц в конце стадии воспламенения в специально подобранных условиях для нестехиометрических составов и при углубленном исследовании режима экспоненциального ускорения реакции в бедных смесях (разд. 2.3.2). [c.195]

Для того чтобы познакомиться еще с некоторыми очень важными понятиями теории, упростим нашу модель до предела и рассмотрим случайное блуждание объекта (мы даже боимся назвать его шайбой, настолько это далеко от действительности), который имеет всего три состояния (к 3). Итак, блуждающий объект (шайба, лягушка, молекула, элементарная частица) может находиться либо в граничных, либо в одной-единственной внутренней точке. [c.49]

Последовательно-параллельные реакции имеют некоторые важные особенности. Для них часто бывает, что второй реагент вначале превращается в активную промежуточную частицу (СЬ при хлорировании, Н+ при алкилировании и т. д.), которая атакует каждый из последовательных продуктов реакции, причем эта элементарная стадия и определяет соотношение продуктов. В результате независимо от вида кинетических уравнений реакций оказываются справедливыми выведенные выше уравнения, по которым определяют соотношение констант элементарных реакций. [c.123]

Особого внимания заслуживают выдающиеся работы Н. И. Кобозева по изучению процесса формирования активных центров из разрозненных молекул или атомов катализатора. В этих исследованиях для некоторых химических реакций получены сведения о минимальном числе атомов в агрегате, необходимых для появления у формирующейся частицы вещества каталитической активное Элементарная группа атомов, проявляющая каталитическую актив-ность Швана активным ансамблем . Молекулы, атомы или ионы вещества могут двигаться по поверхности носителя и группироваться в ансамбли, однако эти движения ограничены определенными и весьма небольшими областями миграции . Н. И. Кобозев (1939 г.) показал, что по изменению удельной активности в зависимости от заполнения поверхности носителя катализатором можно рассчитать величину ансамбля, т. е. число атомов в ансамбле и среднюю величину области миграции. Весьма интересна связь, устанавливаемая этой теорией между типичным гетерогенным катализом и действием сложных ферментных катализаторов. Теория ансамблей является одной из важных частей общей теории приготовления катализаторов. [c.8]

Химические реакции могут протекать через одну или несколько элементарных актов (стадий), кинетическое уравнение одностадийных реакций совпадает, а многостадийных реакций не совпадает с кинетическим законом действующих масс. Практически все химические реакции идут через промежуточный активированный комплекс, образуемый исходными частицами (молекулами), энергия которых не ниже некоторого значения, называемого энергией активации. Повышение температуры увеличивает число активных молекул, катализаторы уменьшают энергию активации. По особому механизму протекают цепные реакции, которые начинаются с генерации активных частиц — свободных радикалов, свободные радикалы воспроизводятся в ходе цепной реакции. Под воздействием света возникают многие химические реакции в атмосфере, имеющие исключительно важное значение для жизни на Земле. Все более широкое применение в технике и решения экологических проблем получают катализаторы. [c.202]

Этот исключительно важный вывод, следующий из теории цепных разветвленных реакций и конкретного механизма горения с учетом принятых выше значений констант скорости элементарных реакций, был проверен и подтвержден на опыте [28]. Для этого авторы воспользовались методом термоэлектрического зонда, регистрирующего разность температур между двумя термопарами, помещенными рядом в разреженное пламя водорода с кислородом. Предварительно термопары были помещены в тонкостенные капиллярные чехлы из кварца. Для усиления рекомбинации конец одного чехла был покрыт слоем гпО СггОз — веществом, на котором атомы водорода погибают с вероятностью, близкой единице поверхность чехла другой термопары была обработана азотной кислотой для уменьшения рекомбинации активных частиц. Зарегистрировав разность температур (которая в некоторых условиях составляла более 300° С) и сделав соответствующие расчеты с учетом теплоты рекомбинации атомарного водорода, авторы пришли к выводу, что в зоне разреженного пламени накапливаются огромные количества атомарного водорода, во много раз превышаю- [c.181]

Структура и механизм химических превращений. Реакционную смесь в любой произвольный момент времени и в любом элементарном объеме реактора будем рассматривать как систему, содержащую исходные и конечные продукты и промежуточные активные частицы (радикалы). В этой системе одновременно протекают все элементарные реакции, причем скорость каждой определяется реакционной способностью и концентрациями реагирующих компонентов и физическими параметрами процесса. Общее число компонентов системы и реакций, в которых они участвуют, оказывается очень большим это касается пиролиза как индивидуальных, так и промышленных сырьевых фракций. Поэтому при моделировании целесообразно выполнить некоторое упорядочение всей совокупности компонентов и реакций и рассматривать их в виде самостоятельных групп при этом очень важно сгруппировать их таким образом, чтобы не исказить механизма процесса. [c.27]

Радиоактивность (от лат. radio — излучаю и a tivus — деятельный) —самопроизвольное превращение неустойчивых (нестабильных) изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер (напр., гелия). Существует а-распад, -распад, которые часто сопровождаются испусканием у-лучей, спонтанное деление и др. Скорость радиоактивного распада характеризуется периодо.м,полураспада (Т" / ). Наиболее распространенной единицей измерения Р. является кюри. Р. используется в науке, технике и медицине. См. Радиоактивные изотопы, Радиоактивные элементы. Радиоактивные изотопы — неустойчивые, самопроизвольно распадающиеся изотопы химических элементов. При радиоактивном распаде происходит превращение атомов Р. и. в атомы одного или нескольких других элементов. Известны Р. и. всех химических элементов. В природе существует около 50 естественных Р. и. с помощью ядерных реакций получено около 1500 искусственных Р, и. Активность Р. и. определяется числом радиоактивных распадов в данной порции Р. и. в единицу времени (единица активности — кюри). Р. и. характеризуются периодом полураспада (время, в течение которого активность убывает вдвое), типом и энергией (жесткостью) излучения. Р. и. широко используются в науке и технике как радиоактивные индикаторы и как источники излучений. В технике применяются только некоторые из искусственных Р. и.— наиболее дешевые, достаточно долговечные с легко регистрируемым излучением. Наиболее важные области применения — радиационная химия, изучение механизма различных химических процессов, в том числе в доменных и мартеновских печах, износа деталей машин, режущего инструмента, процессов диффузии и самодиффузии и др. В у-дефектоскопии используются Р. и. с у-излученнем для просвечивания изделий и материалов, для выявления внутренних дефектов. [c.110]

Многие исследователи каталитическую активность объясняют наличием яа поверхности контакта особых активных мест, большей частью не конкретизируя вопроса о строении этих активных участков поверхности и механизме их действия. Некоторые ученые (П. Д. Данков, А. В. Фрост и др.), связывая активность контактных материалов с особыми местами на поверхности твердого тела, главную роль приписывают точечным и линейным элементам поверхности, т. е. вершинам, ребрам кристаллов и местам соприкосновения кристалликов, образованных компонентами катализатора. В настоящее время можно считать установленным, что активность контактных катализаторов зависит от степени неуп р. доченности расположения элементарных частиц вещества в поверхности твердого тела. При рентгеновских исследованиях структуры катализаторов А. М. Рубинштейн (1938—1948 гг.) установил весьма важный факт, что для каждого катализатора существует оптимальная степень дисперсности, при которой вещество обладает максимальной каталитической активностью. [c.7]

После всего сказанного читатель с пониманием отнесется к шутливому признанию некоего математика. Оно начинается словами От друзей я слыхал, что не все функции являются аналитическими . Возможно, и физик Редже, создатель одного из направлений физики элементарных частиц, тоже не знал , что бывают неаналитические функции. Во всяком случае, его теория основана на предположении о том, что некоторая очень важная, но, к сожалению, в каждом конкретном случае неизвестная функция является аналитической. Очень показательно, что из такого, казалось бы, малоинформативного предположения удалось извлечь множество важных выводов. И это не единственный случай. [c.73]

Итак, следует примириться с тем, что любая непротиворечивая система аксиом, а только такими и можно пользоваться, не может дать ответ на все возникающие вопросы. Нечто похожее имеет место в физике элементарных частиц, которая не отвергает предположения о бесконечной сложности материи. Как показывает история физики, расширение наших знаний происходит путем добавления новых физических законов, дополняющих и видоизменяющих старые. Этот процесс аналогичен (а по сути дела, тождественен) добавлению новых аксиом к той или иной системе старых . Новые аксиомы позволяют однозначно ответить на некоторые ранее неразрешимые вопросы. Теорема Геделя показывает, что сколько бы новых аксиом мы ни добавляли, всегда останутся или возникнут новые неразрешимые вопросы. Важно только, что выводы, получаемые на каждом шаге данного процесса, соответствуют действительности, если этим качеством обладают присоединяемые аксиомы. [c.97]

В предыдущих главах были рассмотрены важнейшие для химии элементарные частицы — электроны. Теперь мы кратко охарактеризуем другие элементарные частицы, особенно те, которые участвуют в образовании атомных ядер кроме того, в той мере, в какой это валшо для химии, остановимся на некоторых закономерностях строения aтoJMHыx ядер. В настоящее время ядерная физика и ядерная химия стали настолько широкими областями знания, что здесь мы можем только кратко затронуть эту тему. В специальной литературе можно найти подробную информацию о важнейших приборах, установках и методах исследования, применяемых в ядерной физике и ядерной химии (ускорители, ядернью реакторы, масс-спектрографы, камеры Вильсона, пузырьковые камеры и т. д.). [c.36]

ЧИСЛО частиц. Детальное обсуждение этого вопроса можно найти в специальных руководствах [10, 11, 12]. Здесь же мы ограничимся только основными сведениями и приведем некоторые из важнейших экспериментальных результатов. Известно, что все ядра и элементарные частицы подчиняются одной из двух типов статистик либо статистике Бозе — Эйнштейна, либо статистике Ферми — Дирака. Если две идентичные частицы обменяются всеми координатами, определяющими их положение в системе (включая три пространственные координаты и спин), то абсолютная величина волновой функции, описывающей систему, не изменится. Но ее знак может при этом или сохраниться, или измениться на обратный. Если знак волновой функции не меняется (в этом случае волновая функция называется симметричной), то частицы подчиняются статистике Бозе. Если при взаимном обмене координатами знак волновой функции изменяется (асимметричная волновая функция), то частицы следуют статистике Ферми. Согласно статистике Ферми, любое определенное квантовое состояние может быть занято только одной частицей. [c.46]

В пространстве между концами направляющих лопаток и входными кромками лопастей рабочего колёса (иногда его называют предколесное пространство) жидкость движется свободно, а траекторией частиц являются кривые а — Ь иа рис. 3-1. Важно установить, как при этом изменяется скорость. Выделим на этой траектории элементарную массу т на радиусе г. Используем известный закон механики о моменте количества движения для выделенной массы производная по времени от момента количества движения относительно некоторой оси равна сумме моментов всех внешних сил, действующих на эту массу относительно той же оси. Этот закон представляется формулой [c.62]

Наиболее важным свойством масс-спектрометрии высокого разрешения является возможность измерения массы заряженной частицы с высокой степенью точности. Если массу иона удается измерить с точностью до 10 ат. ед. массы, то число возможных вариантов химического состава этого иона существенно уменьшается по сравнению с огромным числом таких вариантов нри точности измерения 1 ат. ед. Такая точность, с трудом достигаемая в приборах с низкой разрешающей способностью, особенно важна нри исследовании сложных молекул неизвестной структуры [21]. Рассмотрим, к примеру, масс-спектр обычного типа производного эборнаменина [20], показанный на рис. 5-4. Если бы у нас был только этот спектр и не было никакой другой информации, то для установления химической формулы иона массы 308 пришлось бы рассмотреть свыше 200 возможных вариантов. Но так как точное измерение массы этого иона дает значение 308,188 0,001, то единственно правдоподобной для него является формула 20H24N2O [20]. Для некоторых ионов на рис. 5-4 приведена таблица масс-спектро-метрических данных, полученных при высоком разрешении. Экспериментальное значение т/е для молекулярного иона (М+) равно 308,1878 и соответствует элементарному составу 20H24N2O (вычис- [c.171]

Открытие радиоактивности и многочисленные исследования, вызванные им, привели к необходимости дополнить атомную теорию электронной, однако не в том смысле, что электронная теория делает бесполезной атомную, как думали одно время некоторые ученые, а в том, что электронная теория требует внести изменения в некоторые понятия, классической атомной теории. Эти новые исследования привели к изменению понятия атома, который нельзя уже определять как самую малую из частиц, образующих химические элементы, потому что атом элемента должен рассматриваться как система, в образовании которой принимают участие четыре корпускулы, а именно электрон — элементарная единица отрицательного электрического заряда, протон (Резерфорд, 1911), заряженный положительно, нейтрон (Бёте и Беккер, 1930), масса которого почти равна массе протона, но он лишен электрического заряда, и геозитрои (Андерсон, 1933) — единичный заряд положительного электричества К этим четырем частицам следует добавить квант энергии, постулированный с 1900 г. Планком, согласно которому изменение энергии происходит не непрерывно, а атомами или квантамш> энергии. Это фундаментальное положение теории квантов, которое в 1907 г. Эйнштейн применил к атомной энергии. Константа Планка (значение которой равно 6,55-10 эрг-сек) имеет универсальный характер и чрезвычайно важна для современных представлений о материи . [c.397]

Элементарные реакции, приводящие к образованию в системе активных частиц из молекул мономера в основном состоянии или из некоторых других молекул, добавленных с этой целью, известны как реакции инициирования. Процесс заканчивается реакциями обрыва цепи, уничтожаюишми один или несколько активных центров. Кроме того, иногда необходимо учитывать различные альтернативные реакции активных центров. Наиболее важной из них является реакция передачи цепи, в которой активный центр передается другой молекуле, причем рост первой молекулы прекращается без обрыва кинетической цепи. Более редкой побочной реакцией является мономолекулярная изомеризация активных частиц, ведущих цепь, в частицы меньшей или нулевой активности. [c.93]