Энергетический спектр квантовой жидкости

Задачу о полном вычислении энергетического спектра реальной жидкости можно считать вообще неразрешимой, так как он зависит от конкретного закона взаимодействия всех атомов жидкости друг с другом. Однако общие теоретические соображения позволяют, повидимому, высказать ряд утверждений о характере этого спектра, достаточных для предсказания основных свойств квантовой жидкости. [c.386]

Обозначим посредством е(р) энергию элементарного возбуждения в квантовой жидкости как функцию его импульса Вид зависимости е от р представляет собой основную характеристику энергетического спектра данного типа. [c.387]

По мере увеличения импульса р кривая s= г (р) отклоняется от линейности. Однако представляется невозможным определить в общем виде зависимость s от р для квантовой жидкости из одних только теоретических соображений, и для определения вида энергетического спектра гелия II приходится привлечь также и имеющиеся экспериментальные данные речь идет об измерениях различных термодинамических величин гелия II (энтропии, теплоемкости), а также скорости распространения так называемого второго звука в гелии II. Анализ этих данных показывает (Ландау [3]), что они могут быть естественным образом объяснены, если предположить, что кривая s= е (р) имеет вид, изображенный на фиг. 207. После начального линейного участка (фононы) энергия е достигает максимума, затем начинает уменьшаться и при некотором значении импульса р=Ро функция а (р) имеет минимум. [c.388]

Результаты некоторых фотохимических исследований совершенно иного рода (Уэст и Пауль [25]) указывают на то, что бензол является особенно подходящей жидкостью для такого рода дезактивации путем столкновений. Уэст и Пауль обнаружили, что при фотолизе галоидозамещенных углеводородов, растворенных в бензоле, получаются практически те же значения квантового выхода, что и для растворов в гексане, хотя бензол поглощает в той же области спектра, как и эти галоидные соединения. Это объясняется тем, что бензол, который сам, конечно, не разлагается, передает свою энергию галоидозамещенному углеводороду, осуществляя процесс фотосенсибилизации. Аналогичным образом благодаря наличию большого числа энергетических уровней жидкий бензол должен быть хорошим акцептором энергии, поглощающим энергию возбужденных ионов СеН/. [c.170]

Заметим, что характер энергетического спектра квантовой жидкости не связан однозначно со статистикой, которой подчиняются составляющие ее частицы. Следует, однако, ожидать, что статистика частиц в известном смысле способствует появлению спектра того же типа. Поэтому, например, можно ожидать, что чистый изотоп Не обладал бы спектром типэ1 Ферми и потому не был бы сверхтекучим. [c.387]

ЭнергетичесЕий спектр квантовой жидкости. Проблема квантовой жидкости сводится, в первую очередь, к проблеме исследования ее энергетического спектра, т. е. совокупности ее квантово-механических уровней энергии. Подчеркнем, что речь идет здесь, разумеется, об уровнях, соответствующих состояниям всей жидкости в целом, а отнюдь не об уровнях для отдельных атомов в квантово-механической системе сильно взаимодействующих друг с другом частиц, каковой является квантовая жидкость, понятие о состояниях отдельных атомов вообще не имеет никакого смысла. [c.386]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — свойство жидкого гелия протекать без заметной вязкости через узкие капилляры. Сверхтекучее состояние изотопа Не возникает в результате перехода второго рода (Я-перехода) при критической т-ре 2,172 К. Если т-ры низки, изотоп He представляет собой квантовую Бозе-жидкость, слабо возбужденное состояние которой можно представить как совокупность элементарных возбуждений (квазичастиц) — фононов и ротонов. Тепловое движение в нем описывается в основном фононами (квантами звука) с энергией е = ср, где с — скорость звука р — импульс фонона. Влияние ротонов проявляется при т-ре более 0,6 К. Их энергия е = Д + + (Р — Ро) /2(л, где Д — минимальная энергия ротона = 1,92 X X 10 смг - — импульс, при котором энергия ротона равна Д = 8,65 К л = 0,16 — эффективная масса ротона ( 4 — масса атома Не). Из такого энергетического спектра следует, что существует отличная от нуля критическая скорость течения, ниже которой жидкость движется без трения, и появление в ней новых возбуждений энергетически невыгодно. Сверхтекучий гелий условно разделяют на два не взаимодействующих между собой компонента — нормальный, связанный с фононами и ротонами, и сверхтекучий. Движение нормального компонента, как и обычного газа, носит вязкий характер. Свертекучий компонент движется без трения и без переноса тепла. С явле- [c.349]

Ландау рассматривает сверхтекучий гелнй как единственно известную квантовую жидкость с присущим ей особым энергетическим спектром. Лномальная сверхтекучесть жидкости возникает вследствие промежуточного, а потому двойственного энергетического состояния атомов гелия. Энергия атомов уже настолько мала, что почти отсутствует тепловое движение, но силы межатомного [c.129]

Свойства жидкости при достаточно низких температурах определяются той частью энергетического спектра, которая расположена не-слишком высоко над нормальным уровнем (на котором, естественно, жидкость находится нри абсолютном нуле). Об этой части спектра можно, прежде всего, высказать следующее общее утверждение. Всякое слабовозбужденное состояние макроскопического тела может рассматриваться в квантовой механике как совокупность отдельных элементарных возбуждений . Эти элементарные возбуждения ведут себя как неко-торые квази-частицы , движущиеся в занимаемом телом объеме и обладающие определенными энергиями и импульсами. Так, например, тепловое возбуждение твердого тела (кристалла), в котором атомы совершают у алые колебания вокруг своих положений равновесия, может рассматриваться, как известно, как совокупность движущихся в теле звуковых квантов (фононов). [c.386]

Электропроводность вещества зависит от концентрации носителей тока и их подв1[жности. Характерная особенность чистых электрон пых полупроводников — быстрое увеличение концентрации проводя щих электронов с ростом температуры. Причина этого состоит в еле дующем. Спектр значений энергии изолированных атомов дискретен Если есть N изолированных атомов, то все они могут иметь одинаковую энергию. Электроны, принадлежащие разным изолированным атомам, могут находиться в одинаковых квантовых состояниях. В жидкости или кристалле атомы взаимодействуют друг с другом. В результате этого взаимодействия состояния движения электронов, одинаковые в изолированных атомах, становятся различными. Дискретные энергетические уровни изолированных атомов преобразуются в энергетические зоны. Между зонами находятся области запрещенных состояний. Это запрещенные зоны. Если все уровни в зоне полностью заняты электронами, зона называется валентной. Зона, где не все уровни заняты, называется зоной проводимости. Так как уровни энергии в зоне очень близки, электроны зоны проводимости, получая даже небольшие порции энергии, могут изменять свои состояния, в том числе скорость и направление движения. При наложении внешнего электромагнитного поля электроны зоны проводимости, взаимодействуя с этим полем, будут менять состояние своего движения. Возникает электрический ток. [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология