Явление квантового перехода

При рассмотрении примера вращения частицы до сих пор использовались законы классической механики, которые имеют приближенный характер. В случае достаточно больших тел (макрообъектов) эти законы настолько хорошо описывают движение, что никакими доступными человеку измерениями невозможно обнаружить их неточность. Поэтому законы классической механики считались абсолютно верными вплоть до начала нашего века, пока не были открыты атомные явления, для которых эти законы оказались неприменимыми. Переход к системам атомного масштаба (микросистемам) потребовал создания новых более точных законов движения, которые составили основу квантовой механики. [c.6]

Опишите явление квантового перехода. [c.149]

Явление квантового перехода [c.143]

Таким образом, парамагнитный резонанс представляет собой совокупность явлений, связанных с квантовыми переходами, происходящими между энергетическими уровнями макроскопических систем под влиянием переменного магнитного поля резонансной частоты. [c.719]

Рассмотренные выше магнитные резонансы (ЭПР, ЯМР, ЭФР ) связаны с переходами между зеемановскими уровнями. Существует еще один тип магнитного резонанса (циклотронный резонанс), связанный с квантовыми переходами между уровнями Ландау (см. гл. VI). Ниже мы кратко рассмотрим это важное явление. [c.390]

Циклотронный резонанс — явление избирательного погло- щения энергии электромагнитного поля в металлах и полупроводниках, находящихся в постоянном магнитном поле, обусловленном квантовыми переходами электронов (дырок) между энергетическими уровнями Ландау (см. гл. VI). [c.390]

Для больших химических систем все характернее становится замена однозначного детерминизма более свободной и многозначной стохастической, вероятностной картиной связи между событиями. Это является также общей особенностью новых физических наук (квантовой физики и т. д.) по сравнению со старыми (ньютоновская механика). Об указанном глубоком перевороте в науке уже много писалось . Причиной этого является то, что от изучения простых систем и единичных явлений мы переходим к изучению сложных систем и массовых явлений, когда уже важен не результат отдельного события, а общий эффект основной массы событий. [c.11]

КИЙ гелий внезапно перестает кипеть, так как при очень высокой теплопроводности пузырьки не образуются и все испарение идет с поверхности. Наиболее удивительная особенность .-перехода состоит в том, что это явление сопровождается переходом к состоянию полной упорядоченности в веществе, остающемся жидкостью. Из диаграммы s — Т (см. рис. 62) видно, что ниже >.-точки энтропия уменьшается чрезвычайно быстро, НеП имеет такую же высокую упорядоченность, как кристалл твердого гелия. Явления, связанные с .-переходом и определяемые квантовыми эффектами, ведут к появлению ряда аномалий. [c.137]

Сущность явления магнитного резонанса заключается в возможности квантовых переходов между подуровнями вырожденного энергетического состояния, расщепленного вследствие взаимодействия магнитного момента молекулы с внешним магнитным полем (см. 2.1). Действительно, энергия взаимодействия магнитного момента ц с магнитным полем напряженности Н равна [c.80]

Описанные явления объясняются квантовой теорией. Излучение возникает при переходе молекулы из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией. При таком переходе излучается квант [c.246]

Таким образом, причина возникновения притяжения между двумя атомами водорода сводится к тому, что вследствие квантово-механического принципа суперпозиции электроны переходят с атомных на энергетически более выгодные молекулярные орбиты. Отталкивание, отвечающее состоянию и , — типичное явление, имеющее весьма большое значение в атомных процессах. Именно оно определяет свойство насыщаемости связи, энергию активации, размеры молекул и пр. [c.473]

Модель жесткий ротатор — гармонический осциллятор , однако, является лишь первым приближением. Хотя эта модель хорошо объясняет основные свойства инфракрасных и комбинационных спектров, для описания некоторых тонких деталей спектров она недостаточна. Модель не годится для описания энергетических уровней -молекулы с высокими квантовыми числами, в особенности состояний, близких к диссоциации (в приближении гармонических колебаний нельзя объяснить и самого явления диссоциации). Поэтому, если для сравнительно низких температур, когда переходы происходят практически только между состояниями с небольшими квантовыми числами, использование модели жесткий ротатор — гармонический осциллятор допустимо, то для высоких температур необходимо пользоваться более строгими приближениями. [c.215]

Особое место среди простых веществ УПТА-группы занимает гелий. Во-первых, это наиболее трудно сжижаемый газ во-вторых, это единственный элемент, для которого твердое состояние достигается только при повышенном давлении (около 25 10 Па), в-третьих, в жидком состоянии гелий обладает особыми свойствами. Вплоть до температуры 2,172 К гелий — это бесцветная, прозрачная, легкая жидкость Не-1 (примерно в 10 раз легче воды). При отмеченной температуре наблюдается так называемый фазовый переход П рода (не сопровождаемый тепловым эффектом) и вплоть до сколь угодно низких температур, приближающихся к абсолютному нулю, гелий существует в виде жидкого Не-П. Эта жидкость с особыми и уникальными свойствами она практически не обладает вязкостью (сверхтекучесть), имеет колоссальную теплопроводность (в 3-10 раз больше гелия-1), а также проявляет ряд других аномальных эффектов. Эти явления связаны с тем, что при температуре 1—2 К длина волны де Бройля для атома гелия сравнима со средним межатомным расстоянием (т. е. объясняются с позиций квантовой механики). Поэтому сверхтекучий Не-П называют квантовой жидкостью. Из-за сверхтекучести гелий можно перевести в твердое состояние только под большим давлением. Существует глубокая аналогия между сверхтекучестью гелия-П и сверхпроводимостью металлов. При низких температурах свободные электроны в металлах также ведут себя как электронная квантовая жидкость . [c.391]

АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ. При нагревании до достаточно-высокой температуры элемент начинает испускать свет. Если испускаемый свет пропустить через призму, то выходящий свет обычно не дает непрерывного спектра (например, типа радуги). Вместо этого наблюдаются вполне дискретные цветные линии ( линейчатый спектр ), соответствующие характеристическим длинам волн. Для того чтобы объяснить это явление, Нильс Бор, ученик Резерфорда, сконструировал модель атома, в которой электрон движется по круговым орбитам вокруг ядра. По Бору, число этих орбит ограниченно, и они соответствуют определенным уровням энергии ( квантовым уровням ). Иными словами, электронам запрещено существование вне этих орбиталей, и об их энергии говорят, что она квантована.. Перемещение электрона с орбиты с низкой энергией на орбиту с высокой энергией требует поглощения определенного количества ( кванта ) энергии. При переходе электрона с высокоэнергетической орбиты на низкоэнергетическую излучается точно определенный квант энергии. Последняя особенность служит причиной появления ярких спектральных линий. [c.15]

Коснувшись вопроса о природе барьера, мы должны еще упомянуть, что при внутреннем вращении молекула может этот барьер, собственно, и не переходить. Эксперименты с использованием методов магнитного резонанса дали существенные доказательства того, что заторможенное вращение метильной группы в молекуле вещества, находящегося в твердом состоянии при низкой температуре, может рассматриваться как туннелирование [55]. Туннельной спектроскопии высокосимметриодых молекул посвящена работа [56]. Чайлд [57] предложил полуклассическую теорию, позволяющую решать довольно широкий круг задач, включая туннелирование и внутреннее вращение, без решения уравнения 1федингера. Модель явления туннелирования развивается в работах [55, 58]. Частота квантовых переходов через потенциальный барьер пропорциональна следующему выражению [c.12]

Определяют рабочую схему и тип ОКГ, т. е. условия возбуждения и реализации ДЛ >0, частотный диапнЕЮн и режим генерации, а также возможный температурный интервал получения стимулированного излучения. Ясно, таким образом, что только комплексное детальное исследование многих явлений, в основе которых лежат квантовые переходы между энергетическими уровнями (поглощение, люминесценция и стимулированное излучение), может дать необходимые сведения об активаторном ионе и о матрице, в которую он внедрен. [c.20]

Теория поглощения света не будет здесь рассмотрена более подробно, так как ее можно трактовать только с помощью квантовой теории и волновой механики. Однако в качестве рабочей гипотезы и для понимания этого явления химиком-органиком можно с успехом использовать теорию мезомерии. В соответствии с этой теорией красителем является ненасыщенное соединение, которое можно описать с помощью ряда мезомерных предельных структур. Поглощая световую энергию, непрочно связанные валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень, н, таким образом, молекула красителя переходит в возбужденное состояние. Чем большее число мезомерных структур участвует в основном состоянии, тем легче обычно происходит возбуждение молекулы и тем глубже окрашено соединение. В соответствии с этим все окрашенные вещества должны были бы быть неустойчивыми. Однако благодаря тому, что ненасыщенные группы, введенные в ароматические и хииоидные системы, могут стабилизоваться, в результате сопряжения и образования водородны.ч связей, химикам удалось получить чрезвычайно устойчивые красители. [c.597]

Донорно-акцепторный характер взаимодействия адсорбированных молекул с гидроксильными группами поверхности пористого стекла проявляется не только в смещении полосы гидроксильных групп, но и в смещении и изменении интенсивности полос поглощения адсорбированных молекул по сравнению с положением и интенсивностью соответствующих полос поглощения молекул данного вещества в каком-либо ином состоянии [25, 29]. Величина сдшщения полосы поверхностных групп ОН, как этого и следовало ожидать при донорно-акценторном взаимодействии, при адсорбции различных соединений растет по мере увеличения основных, протоноакцепторных свойств адсорбированного соединения. С увеличением смещения, как правило, растет и ширина полосы ОН-групп. При этом следует отметить следующую характерную особенность полосы поглощения возмущенных поверхностных гидроксилов пиковая интенсивность этой полосы в основной частоте значительно выше интенсивности соответствующей полосы свободных гидроксилов, в то время как пиковая интенсивность ее в первом обертоне настолько ниже интенсивности обертона колебаний свободных групп ОН, что полоса возмущенных групп ОН часто дан<е не обнаруживается в спектре с помощью обычных спектральных методов [29]. Это явление, типичное для тех случаев, когда группа ОН вступает в водородную связь (см., например, [31]), можно объяснить следующим образом. Поглощение света в обертоне, обязанное квантовому переходу с нулевого сразу па второй колебательный уровень, возможно только при условии, что ОН-группа представляет собой ангармонический вибратор. В случае гармонического вибратора, согласно правилам отбора, переход с нулевого уровня возможен только на первый и, следовательно, полоса поглощения первого обертона должна отсутствовать. Можно предполагать, что взаимодействие поверхностных групп ОН с адсорбированными молекулами приводит к более гармоническому типу колебаний связи ОН. Увеличение интенсивности основного тона этих колебаний связано, очевидно, с увеличением дипольного момента группы ОН при образовании ею водородной связи с протоноакцепторными атомами адсорбированных молекул. [c.76]

Своими огромными успехами за последние годы биология связана тому, что она вступила в самое тесное соприкосновение с физикой, химией и математикой. Эти успехи полностью подтвердили основное положение знаменитой книги Шредингера Что такое жизнь с точки зрения физики о том, что механизм жизнедеятельности может быть полностью описан физическими законами. В настоящее время представляется почти очевидным высказанное Шрединге-ром еще около 30 лет назад фундаментальное положение о том, что постоянство наследственных свойств не является молекулярно-статистическим, а существенным образом связано со свойствами индивидуальных молекулярных структур стабильность последних имеет ту же природу, что и стабильность других атомно-молекулярных систем, и объясняется дискретностью их энергетического спектра, а изменения носителя наследственных признаков (ДНК) — мутации — представляют собой квантовые переходы Благодаря этим представлениям, а также существенному использованию идей теории информации, дающих конкретное выражение формулы Шредингера возникновение порадка из йирядка , стали возможными выдающиеся открытия в биологии в области явлений наследственности, приведшие к выяснению роли нуклеиновых кислот. [c.3]

Наконец, движение электронов в атомах, а также колебание ядер, и связанное с этим непрерывное изменение взаимного положения электронов и ядер вызывает появление мгновенных диполей. Как показывает квантовая механика, мгновенные диполи возникают в твердых телах и жидкостях согласованно, причем ближайшие друг к другу участки соседних молекул оказываются заряженными электричеством противоположного знака, что приводит к их притям<ению. Это явление, называемое дисперсионным взаимодействием, имеет место во всех веществах, находящихся в конденсированном состоянии. В частности, оно обусловливает переход благородных газов при низких температурах в жидкое состояние. [c.158]

Колебательная релаксация молекул является одним из важнейших процессов неравновесной химической кинетики. Из большого многообразия относящихся сюда явлений наиболее просты те, которьге связаны с релаксацией двухатомных молекул, поскольку в них не участвуют сложные внутримолекулярные процессы. Далее, существенное упрощение возникает в тех случаях, когда степень колебательного возбуждения глолекул невелика, так что в основном происходят одноквантовые переходы, вероятности которых сравнительно просто зависят от колебательных квантовых чисел. Наконец, если поступательную температуру считать неизменно1[, то в ряде случаев можно получить аналитические приближенные решения микроскопических кинетических уравнений. [c.96]

Это утверждение, строго говоря, иеверио. Согласно законам квантовой механики, даже система, полная энергия которой меньше потенциальной энергии на вершине барьера, имеет некоторую веро.ятность перейти в конечное состояние. Такой переход системы в конечное состояние, минуя вершину барьера, иолучил название туннельного эффекта. Гуннельный эффект—явление чисто квантовомеханическое, не имеющее аналогии в классической физике.. Вероятность туннельного эффекта тем больше, чем ниже и чем тоньше барьер, а также чем меньше масса частицы. По.этому можно ржидать, что туннельный эффект играет известную роль в процессах, связанных с переходом электрона, т, е. в окислительно-восстановительных реакциях. При дальнейшем изложении возможность туннельного эффекта не будет приниматься во внимание. [c.59]

По мере перехода от элементов коротких периодов к тяжелым элементам все возрастающую роль играют релятивистские эффекты. Релятивистские эффекты — это явления, связанные со скоростями движения тел, сравнимыми со скоростью света. Причина усиления роли релятивистских эффектов заключается в том, что скорость (у) движения электронов тяжелых атомов становится соизмеримой со скоростью света (с), так, для Хв-электрона золота она составляет около 60% от скорости света. По этой причине масса электрона релятивистски увеличивается и в соответствии с известным выражением Эйнштейна т = то/у/1 - и/сУ может быть рассчитана через массу покоя электрона то. Среднее расстояние электрона от ядра атома в квантовой механике определяется выражением, обратно пропорциональным массе электрона. Поэтому при высоких скоростях движения электрон находится ближе к ядру, чем при низких — положение максимума вероятности на ее радиальной зависимости сдвигается к ядру. Это явление называют релятивистским сжатием орбитали. Релятивистскому сжатию орбитали соответствует понижение энергии электрона в атоме, пропорциональное его релятивистской массе Е = тпЕ Ео < О, а. е.). [c.85]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов, полупроводниковых схем п р— -переходов основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налетанию молекул (атомов) из газовой фазьг и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закош анизотропии кристалов, так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом,, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано, что различные грани кристаллов вольфрама обладают неодинаковой активностью по отношению к кислороду и разной способностью эмитировать электроны при нагревании между этими свойствами наблюдается коррелятивная зависи.мость. Медь быстрее всего окисляется в направлениях, перпендикулярных граням кубических кристаллов. Обнаружено,, что внутреннее строение пленки СигО определенным образом ориентировано по отношению к поверхности кристаллов меди, что называется явлением эпитаксии. [c.61]