Механические моменты (моменты количества движения)

Однако этот скептицизм несостоятелен. Кроме энергии есть другая величина, имеющая для химии фундаментальное значение— механический угловой момент количества движения (спин) электронов и ядер реагирующих частиц. Энергия и спин — две фундаментальные физические характеристики, которые управляют химической реакцией разрешают или запрещают ее. Любая частица, обладающая спином, имеет магнитный момент, величина и направление которого однозначно связаны с величиной и направлением спина. Электроны и ядра, обладающие спином, имеют также магнитный момент и становятся элементарными магнитиками, поведение некоторых чувствительно к магнитным взаимодействиям. И хотя их вклад в энергетику пренебрежимо мал, они управляют спином электронов и ядер и потому оказывают сильное влияние на химические реакции. [c.7]

Заметим, что эти две силы (одна — удерживающая пластинку неподвижной,, другая — поддерживающая противоположную пластинку в движении) образуют механическую пару сил. Для того чтобы система оставалась в механическом равновесии, должна-существовать равная и противоположная пара сил, уравновешивающая первую. Заметим, что пластины сообщают газу момент количества движения и вращательную энергию. [c.156]

Ядерный магнитный резонанс наблюдают в соединениях, молекулы которых имеют ядра, обладающие не только массой и зарядом, но и собственным механическим моментом (моментом количества движения), называемым спином. Наличие спина приводит к существованию собственного магнитного момента ядра, который проявляется лишь в специальных физических экспериментах. К таким ядрам относятся ядра водорода (протоны Н), изотопов азота, фтора ( К, Р), углерода ( С), кислорода ( О) и др. Для характеристики химического строения веществ, в том числе и полимеров, используют ЯМР высокого разрешения на ядрах Н, С, Р, С1 [7]. Наиболее ши- [c.251]

МЕХАНИЧЕСКИЕ МОМЕНТЫ (МОМЕНТЫ КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ) [c.178]

Существуют экспериментальные доказательства того, что частицы обладают собственным механическим моментом (если частица заряжена, то с ненулевым механическим моментом связан и ненулевой собственный магнитный момент). Величина собственного (спинового) момента количества движения равна V 5(5+1) Л, где спин 5 — целое (включая нуль) или полуцелое положительное число, определяемое природой частицы. Для большинства элементарных частиц (электроны, протоны, нейтроны и др.) 5 = 1/2 для фотона 5=1 для тг- и К-мезонов 5 = 0. Проекция собственного момента количества движения частицы на фиксированную ось г определяется как т Л, где — одно из значений в ряду —5, —5 + 1.. .., 5—1, 5. Если 5 = 1, ТО возможное значение есть —1 0 1 если 5= 1/2, то может принимать два значения — 1/2 и 1/2. Внутреннее состояние частицы данного типа может отличаться по значению переменной т . Таким образом, полное квантовомеханическое состояние частицы определится заданием волновой функции (х, у, 2) и спинового числа т . Для частицы, движущейся в потенциальном ящике, требуется задать квантовые числа п, Пу, п, и спиновую переменную — всего четыре переменных. Возможны (25 + 1) состояний с заданной функцией ( /(х, у, г), отличающихся по ориентации спина (переменной т ). [c.173]

Перейдем теперь к рассмотрению полного момента количества движения электрона. С точки зрения механической модели полный момент количества движения атома векторно складывается из орбитального и спинового моментов ( 12). В соответствии с этим в квантовой механике для составляющих полного момента количества движения вводятся операторы у, г< определяемые равенствами [c.121]

Активность в спектрах протонного магнитного резонанса, характерная как для белковых тел, так и для клетки в целом, связана со структурированной водой в них. Протонному магнитному резонансу соответствуют частоты наиболее низких внутримолекулярных колебаний, обусловленные колебаниями ядерных спинов. Протон обладает механическим (спиновым) моментом количества движения и магнитным моментом, создающим магнитное поле вокруг соседнего протона молекулы воды. Переходам между двумя состояниями протонов в молекуле (орто-и пара) отвечает частота 4-10 Гц, переходам дейтерия в Д О - частота 1,6-10 Гц. [c.146]

Скорость вращения жидкости возрастает по направлению к оси конического корпуса за счет сохранения момента количества движения, а давление снижается. При этом происходит механический разрыв жидкости. В образовавшуюся каверну выделяется свободный и растворенный в жидкости газ, пары самой жидкости образуют пену. Поэтому каверна растет и возникает газовый шнур. Стабилизация поверхности газового шнура обеспечивается паром или нагретым инертным газом. [c.267]

Вектор ядерного магнитного момента частиц должен быть коллинеарен вектору момента количества движения (механического момента), и величины этих векторов должны быть связаны между собой. Можно, например, вычислить магнитный момент макроскопической модели ядра — вращающейся сферической оболочки массы М, заряд которой е равномерно распределен по поверхности сферы. Магнитный момент такого тела ц равен [c.11]

Магнитное квантовое число т.1. Определяет возможные значения проекции орбитальных механического и магнитного моментов количества движения электрона на направление оси г или на правление силовых линий магнитного поля (рис. 9). При этом [c.55]

Метод ЯМР основан на взаимодействии магнитной компоненты электромагнитного поля с магнитными моментами атомных ядер. Установлено, что некоторые (но не все ) атомные ядра обладают собственным моментом количества движения (спином). В макромире механической моделью ядра можно считать вращающийся шарик, который имеет положительный заряд, распределенный по объему или по поверхности. Его вращение вызовет круговой электрический ток, и, как следствие,-магнитное поле, направленное вдоль оси вращения. Эта простейшая механическая модель позволяет понять, почему все ядра, имеющие спин, обладают магнитными свойствами, которые количественно характеризуются м нитным моментом ядра. Магнитный момент ядра ц и его спин являются коллинеарными векторами в пространстве длины двух векторов связаны соотношением [c.277]

В результате экспериментальных и теоретических исследований - строения электронных оболочек атомов был вскрыт механизм образования химической связи, как связи, осуществляющейся внешними валентными электронами атомов. Анализ процесса образования химической связи в простейших двухатомных молекулах, проведенный на основе приближенных квантово-механических расчетов, позволил установить, что ковалентная химическая связь между двумя атомами осуществляется в простейших случаях парой электронов с противоположно направленными собственными моментами количества движения (спинами) таким образом, что суммарный спиновый момент пары электронов, осуществляющих химическую связь, оказывается равным нулю. [c.52]

Спин-орбитальное взаимодействие зависит не только от величины момента количества движения /, но также и от взаимной ориентации моментов / и 5, т. е. от величины полного момента атома у = / + 5. Сложение моментов / и 5 проводится по обш.им квантово механическим правилам сложения моментов. [c.27]

Заменяя величины р соответствующими квантово-механическими операторами, получаем операторы для составляющих момента количества движения [c.57]

Паули 1) показал, что для квантово-механического описания спина в большинстве случаев достаточно считать спин наблюдаемой типа наблюдаемой момента количества движения, рассмотренной в разделах 2 и 3 настоящей главы, но с /, имеющим значение Дальнейшие исследования Дирака показали, что спин тесно связан с релятивистскими эффектами. Мы, однако, будем обычно трактовать спин более простым путем, указанным Паули. [c.61]

Можно возразить, что мы доказали слишком много, так как мы не имеем излучения момента количества движения при Дот = 0, Говоря более точно, в этом случае не меняется -компонента момента количества движения атома, однако может существовать изменение в полном моменте количества движения у, согласно (3.83), Ответ состоит в том, что классическая аналогия становится в данном случае неприменимой или, лучше сказать, что классическая аналогия квантово-механического состояния при определенных ] к т должна включать усреднение по всем ориентациям компоненты Д в плоскости ху. Это среднее по времени или Зу равно нулю из соображений симметрии, а также потому, что равны нулю диагональные матричные элементы и Зу. [c.96]

Поскольку возникновение магнитных моментов электрона обусловлено его перемещениями, которым соответствуют определенные моменты количества движения (механические моменты), существует прямая связь между магнитными и механическими моментами электрона. [c.11]

Уравнение (Х1П-3) устанавливает связь между скоростью электрона и радиусом орбиты. Согласно этому уравнению разрешены орбиты любого радиуса, следовательно, энергия вращающегося электрона, может изменяться непрерывно. Однако уже было отмечено, что при периодическом движении энергия микрочастиц в ходе различных процессов изменяется скачкообразно. Так, энергия е колеблющейся частицы выражается уравнением e=n/гv, где п — целое число (см. гл. XII). Это означает, что и радиус орбиты, и скорость, и все другие механические характеристики электрона не могут изменяться непрерывно. В частности, это относится к такой характеристике, как момент количества движения тиг. Согласно законам квантовой механики, величина тюг определяется уравнением [c.239]

Для течения идеальной жидкости справедливы закон сохранения момента количества движения и закон сохранения механической энергии. Момент количества движения любой жидкой частицы (относительно оси сопла) сохраняет постоянное значение, равное начальному моменту на входе в камеру закручивания [c.37]

Изменение площади соплового отверстия механическим способом (например, введением в сопло профилированной перемещающейся иглы) в связи со сложностью его осуществления распространения не получило. Применяемый в настоящее время метод создания форсунок с изменяемой площадью отверстия сопла состоит в соединении в одной форсунке двух или нескольких центробежных форсунок с концентрично расположенными соплами и раздельными камерами закручивания (двухсопловые форсунки). В регулируемых форсунках второго типа изменение коэффициента расхода определяется скоростью течения на входе в камеру закручивания, т. е. начальным моментом количества движения. [c.82]

На основе закона сохранения момента количества движения и закона сохранения механической энергии применительно к изотермическому движению идеальной жидкости доказывается, что вблизи оси сопла 3 распылителя (см. рис. 1) тангенциальная составляющая скорости потока должна иметь бесконечно большое положительное значение, а давление — бесконечно большое отрицательное значение, что физически невозможно. В действительности вблизи оси сопла 3 скорость возрастает, а давление снижается, но лишь до тех пор, пока не станет равным давлению той среды, в которую вспрыскивается жидкость (для сельскохозяйственных опрыскивателей — атмосферному давлению). [c.12]

Если обозначить Мт теоретический момент, передаваемый потоку с вала (в предположении бесконечного количества лопастей и при отсутствии потерь в процессе преобразования механической энергии в гидравлическую), то уравнение моментов количеств движения для времени Ai, с, будет иметь вид . [c.32]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) представляет собой явление, обусловленное резонансными переходами между уровнями магнитной энергии атомных ядер во внешнем поле. Основные сведения о ядерном магнитном резонансе изложены в ряде монографий [1—5] и обзоров [6— 10]. Напомним лишь наиболее важные из них. Известно, что ядра многих изотопов обладают не только массой и зарядом, но и собственным механическим моментом (моментом количества движения). Собственный момент количества движения ядер называется спином. Наличие спина у ядра приводит к существованию у него собственного магнитного момента. В дальнейшем мы будем говорить в основном о ядрах атома водорода — протонах. Со бственный магнитный момент (Протона очень мал по сравнению с собственным магнитным моментом электрона и проявляется лишь в специальных физических экспериментах. [c.205]

В предыдущих разделах можно было не рассматривать магнитный момент атома водорода, поскольку при отсутствии впеягнего э.лектромагнпг-ного поля он не играет роли. Одиако если атом поместить в электромагнитное поле, то атомные моменты уже взаимно не компенсируются, а стремятся ориентироваться в направлении поля. Этой тенденции противодействует механическое движение частиц. Прп изучении поведения атомов во внешних полях выявился тот важный факт, что электроны движутся в пространстве трех измерений. Их орбиты являются эллиисоидальнымн, а не эллиптическими. Движение по эллипсу соответствует двум степеням свободы и, согласно теории Зоммерфельда, описывается двумя квантовыми условиями. Совершенно аналогично тот факт, что плоскость эллиптической орбиты должна быть наклонена иод различными углами к выбранному направлению, приводит к необходимости учесть третью степень свободы и использовать третье квантовое условие. В качестве третьей координаты можно выбрать угол ф, образованный направлением магнитного момента и нанравлением поля. Сопряженный момент количества движения равен [c.121]

У большинства элементарных частиц, входящих в состав квантовомеханических систем, имеется дополнительная степень свободы, проявляющаяся в существовании особого момента количества движения, так называемого спина (от английского слова to spin — вращать веретено). Этот специфический момент количества движения, с которым связан соответствующий магнитный момент, существует независимо от орбитального движения. Спин нельзя трактовать как момент, обусловленный простым механическим вращением частицы вокруг самой себя. Для описания его необходимы особые спиновые переменные [c.9]

Заметное влияние на энергию терма оказывает спин-орбитальное взаимодействие. Как орбитальный, так и спиновый механические моменты С и S обусловливают наличие у атома соответствующих магнитных моментов и тем самым наличие суммарного магнитного момента атома. Движение электрона в атоме аналогично круговому электрическому току, который порождает магнитный момент. Орбитальным магнитным моментом обладают все атомы с Ь Ф О, а спиновым — с 8 Ф 0. Магнитные моменты, орбитальный и спиновый, взаимодействуют (спин - орбитальное взаимодействие), благодаря чему энергия атома отличается от той, которая была бы в отсутствие взаимодействия, соответствующие термы атома расщепляются на компоненты, различающиеся по энергии. Это расщепление можно описать, используя векторную схему. Вектор 5 ориентируется в поле вектора i по правилам квантования 25 + 1 способом. Векторы i и 5 образуют полный момент количества движения атома У = /, -Ь [c.40]

Элементарными носителями магнетизма в магнитных материалах являются нескомпенсированные спиновые магнитные моменты электронов. Электрон обладает собственным моментом количества движения (механическим моментом) р , называемым спином. Этот момент может иметь только две ориетггации относительно внешнего магнитного поля, направленного по оси z, такие, что две его возможные проекции на направление этого поля равны [c.18]

В доквантово-механический период общий метод исследования задач теории атомных спектров состоял в следующем вычисления делались на основе некоторой модели при помощи классической механики, а затем делалась попытка изменить формулы так, чтобы эти изменения были незначительными для больших квантовых чисел, однако характер их давал бы возможность достигнуть соответствия f с экспериментом при малых квантовых числах. Следует удивляться тому коли-честву результатов современной теории линейчатых спектров, которое было получено этим путем. Существенные достижения здесь принадлежат Паули, Гейзенбергу, Гунду и Ресселю. Была построена векторная модель сложных атомов, в которой основную роль играло квантование моментов количества. > движения отдельных электронных орбит и их векторной суммы. К этому же V периоду относится открытие Паули правила запрета, согласно которому два электрона в атоме не могут обладать одной и той же совокупностью квантовых чисел. После появления квантовой механики принцип Паули естественным образом вошел в теорию. Однако этот принцип сыграл еще большую роль как эмпирическое правило, в особенности благодаря работам Гунда, посвященным строению сложных спектров, и развитию теории периодической системы элементов, начатую Бором. [c.17]

Сохранение импульса замкнутой системы обусловлено одпородностью про странства, в силу чего механические свойства замкнутой системы не меняются при любом параллельном переносе системы как целого в пространстве. Сохранение момента количества движения вытекает из изотропии пространства (пространство изотропно, если при любом повороте замкнутой системы как целого ее механические свойству сохраняются). [c.34]

Производные двухвалентного углерода, известные под названием карбенов, илиметиленов, привлекли в последние годы внимание как химиков, так и теоретиков. Эти вещества являются важными промежуточными соединениями во многих органических реакциях, а простейшие члены этого ряда, по-видимому, представляют случаи, особенно интересные для развития методов квантово-механического расчета аЪ initio в применении к структурным проблемам. Наиболее интересные структурные проблемы связаны с тем, что в случае карбенов должны существовать два сравнительно низколежащих электронных состояния. Возможные случаи иллюстрируются примером метилена, простейшего члена ряда. Поскольку атом углерода имеет для образования связей четыре орбиты с низкой энергией, очевидно, что НгС представляет собой электронодефицитную молекулу. При этом две орбиты используются четырьмя электронами С — Н-связей, а две другие могут занимать два несвязывающих электрона. Если бы обе эти орбиты были эквивалентными, то, согласно правилу Гунда, электроны занимали бы разные орбиты с параллельными спинами. С другой стороны, если бы эти две имеющиеся в распоряжении орбиты были невырожденными, то оба электрона занимали бы, вероятно, более низкую орбиту и, следовательно, имели бы спаренные спины. Молекула с неснаренными спинами обладала бы отличным от нуля суммарным электронным спиновым моментом количества движения (таким образом, ее состояние было бы триплетным. Молекула же со спаренными спинами была бы синглетной. Эти соотношения представлены на схеме 1. [c.267]

Другой важной квантовой характеристикой состояния ядра является спин I, отражаюш,ий его полный момент количества движения V (V = /г.1, Н — постоянная Планка), слагаюш,ийся из моментов количества движения входяш,их в него нуклонов. Последние в свою очередь складываются из собственных моментов количества движения протонов или нейтронов (спин которых равен, как известно, 1 /2) и орбитальных моментов, обусловленных движением нуклонов относительно обш,его центра инерции ядра. В основном состоянии полные механические моменты большинства нуклонов в ядре [c.22]

Смотреть страницы где упоминается термин Механические моменты (моменты количества движения): [c.117] [c.85] [c.86] [c.234] [c.93] [c.203] [c.447] [c.166] [c.169] [c.25] [c.61] [c.86]

Смотреть главы в:

Квантовая химия -> Механические моменты (моменты количества движения)

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Движение механическое

Количество движения

Справочник химика 21

Химия и химическая технология