Обсуждение законов механики

Обсуждение законов механики 397 [c.397]

ОБСУЖДЕНИЕ ЗАКОНОВ МЕХАНИКИ [c.397]

Природа и физический смысл некоторых термодинамических параметров интуитивно или по аналогии с механикой известен и понятен. Таково, например, давление и объем тела (газа). Смысл же других параметров не столь очевиден. К их числу относится энтропия 5 и химический потенциал л. Дальнейшее изложение направлено не столько на выяснение физического смысла этих понятий, сколько на обоснование их необходимости и выяснение эмпирического смысла. Эмпиризм в науке не всегда считается ее позитивной стороной, но термодинамика — это наука эмпирическая по своей сути. Эмпирический, теоретический или какой-то иной подход к проблеме требует в первую очередь введения однозначного определения тех величин и понятий, которые используются при обсуждении проблемы. Сложность в том, что в одни и те же понятия иногда вкладывается разный смысл. Во избежание недоразумений далее будем исходить из того, что определить смысл некоторой величины — указать, как ее выразить через другие величины, смысл которых известен. В частности, это значит указать закон (уравнение, формулу), в который определяемая величина входит наряду с известными величинами. Примером может служить второй закон механики, служащий определением понятия масса тела , закон Ома, служащий определением понятия электрическое сопротивление , и т. д. Этот же принцип должен быть положен в основу определения смысла упомянутых выше понятий энтропии и химического потенциала (г-го компонента системы). Уравнение (3.3.1) как раз для этого и предназначено. [c.569]

Наиболее удобной для нас формулировкой законов квантовой механики является формулировка Дирака ). Мы сделаем лишь краткий обзор тех разделов теории, которые нам будут нужны, и будем ссылаться на книгу Дирака, в которой можно найти более подробное изложение. Этому пути мы будем следовать при обсуждении матричной механики, теории возмущения и связанных с ними других вопросов. [c.20]

О, —1. Эти три функции образуют так называемое триплетное состояние . Синглетное состояние с / = 0 характеризуется антисимметричной функцией ао, стабилизация которой подтверждает известный принцип Паули, согласно которому связывающее состояние двух электронов характеризуется антипараллельным расположением спинов. Правила отбора для переходов в системе Лг, обсужденные только что, также могут быть выражены в этих терминах. Согласно общим законам квантовой механики, переходы между состояниями с различной мультиплетностью, т. е. между синглетом и триплетом в данном случае, запрещены. По этой причине, например, ортоводород метастабилен вблизи от О К в течение нескольких месяцев. [c.159]

Нулевым этот закон термодинамики назван по той причине, что он был сформулирован последним, когда первым, вторым и третьим уже были названы другие законы. В следующей главе мы увидим, впрочем, что третий закон занимает особое место и принадлежит и термодинамике и статистической механике. Нулевой же закон связан с понятием о температуре. Иногда считают, что этот вопрос не требует специального обсуждения. Логическая потребность строгого определения понятия о температуре стала ощутимой только после установления первого и второго законов термодинамики. [c.205]

Не сразу удалось понять и сформулировать законы квантовой механики. Нужна была огромная смелость, чтобы отказаться от старых, хорошо проверенных традиций классической физики. Поэтому путь, которым шла наука к созданию квантовой теории, интересен и поучителен. Однако мы не будем его касаться. Начнем изложение квантовой механики с обсуждения ее основных принципов. [c.12]

Две родственные друг другу дисциплины — термодинамика и статистическая механика — имея одинаковый предмет изучения и исходя в своих дедуктивных построениях из равно надежных принципов, должны бы были приводить нас к тождественным следствиям. Но, хотя в основном их выводы равнозначны, имеются все же области, где обнаруживается несогласованность законов термодинамики с законами статистики. Например, абсолютная, сточки зрения термодинамики, односторонность в протекании неравновесных процессов (их необратимость ) с точки зрения статистической механики не является абсолютной направление какого-либо процесса, предсказываемое термодинамикой как обязательное, статистическая механика расценивает только как наиболее вероятное, допуская возможность противоположного направления процесса. Эта несогласованность (в особенности несогласованность термодинамической и статистической формулировок закона возрастания энтропии) многократно служила предметом оживленного, но не всегда продуктивного обсуждения. [c.10]

Очевидно, необходимо обратиться к молекулярной картине и сначала изучить вопрос о равновесных состояниях, а затем попробовать, зная соответствующие законы и имея в виду молекулярную структуру изучаемых систем, перейти к обсуждению необратимых процессов. Нет особых надежд на то, что статистическая механика поможет предвидеть появление жизни, но тем не менее важно осмыслить ее методы, так как они вводят нас в область физической кинетики, где уже фигурирует время— переменная, без которой в биологических системах не обойтись. [c.15]

В кинетике существует еще одна проблема, для обсуждения которой важен тот факт, что протон имеет малую массу. Хорошо известно, что поведение электронов нельзя описать только в рамках корпускулярной модели — необходимо учитывать волновую природу электрона. С другой стороны, обычно полагают, что движение ядер можно с достаточной точностью описать законами классической механики. Это приближение не подлежит сомнению для большинства ядер. Поведение протона, как показывают расчеты, может, однако, существенно отклоняться от классического вследствие его малой массы. Данное явление часто называют туннельным эффектом, который должен наблюдаться эксперимен тально, особенно при детальном анализе кинетических изотопных эффектов. Несмотря на весьма скудные экспериментальные доказательства, полученные к настоящему времени, мы будем подробно обсуждать эту интересную проблему в книге. [c.11]

Предполагая говорить о русском таможенном тарифе, как об одном из средств для возможного увеличения общего благополучия, считаю необходимым и полезным прежде всего формулировать исходные положения дальнейших рассуждений. Это не аксиомы геометрии, это даже не основные начала, принимаемые условно за аксиомы или объекты полной, бездоказательной уверенности, подобные, например, так называемому закону инерции в механике, или закону сохранения сил в физике, или в химии — закону сохранения вещества. Исходные положения, выставляемые мною во главе соображений, касающихся таможенных окладов, двояки. Одни из них должно доказывать, потому что часто исходят из противоположных положений, с другими же я так сжился, что считаю их всеми, без дальнейших обсуждений, признанными но и их должно сознавать и выражать, чтобы видна была вся нить посылок. От недомолвок этого рода может рождаться масса недоразумений, которых желательно избегать. Положения этого рода я излагаю только здесь, не возвращаясь к ним далее, хотя о них и идет еще разноречие в иных умах и книгах, тогда как положения другого рода, т. е. опорные, я буду с различных сторон доказывать во многих местах этой книги. Но для меня бесспорны следующие исходные положения. [c.133]

С укреплением периодического закона стали возобновляться все чаще и чаще уже было забытые мысли о первичной материи, из которой будто бы произошли все простые тела. Это мне кажется довольно естественным, если массу считать прямо зависящею от количества вещества, как и делается это. приступая к механике. Ранее чем перейти к посильному обсуждению такого мнения — о сложении атомов простых тел из атомов первичной материи — считаю долгом обратить внимание на то, чго понятие о массе получается исключительно из веса или притяжения, т. е. из действия сил и от изучения движений. Совершенно строго можно ныне признавать, что разные силы действуют на вещество сообразно с тем, как действует на него тяжесть, но ничто не говорит при этом за то, что мы знаем отсюда (по весу) количество вещества, потому что опыты Ньютона и Бесселя, показавшие равенство времен качания равно длинных маятников, имеющих одинаковый вес и сделанных из разных материалов (а также соответственные им опыты с горизонтальными маятниками кручения), говорят только за то. что при взвешиваниях и колебаниях маятников действие сил — притом тождественных почти во всем — одинаково. но понятия о количестве вещества не выясняют, оно остается условным, молчаливым соглашением, признающим вес или массу пропорциональным количеству вещества или, по понятиям о первичной материи, пропорциональным числу атомов этой первичной материи. С своей стороны, я вовсе не желаю чем-либо поколебать плодотворное учение о массах, но желаю только выставить на вид, что для меня понятие о химических элементах и о том (помимо всякого учения об атомах), что мы считаем атомным их весом, принадлежит к числу таких же исходных во всем естествознании, как и понятие о массе или количестве вещества, а затем я полагаю, что в будущем, когда возраст химии будет почти такой же, как у механики (разность примерно 2 столетия, а молодая химия быстрее развивается, чем механика), наступит между ними своего рода соглашение, и тогда количество вещества будут считать быть может совершенно иначе, чем считают ныне, хотя понятия о массе и атомных весах сохранятся. Эти общие соображения мне необходимо было выяснить. чтобы стало ясным мое личное мнение о сложении простых тел из воображаемой первичной материи. Отрицать его я не могу, но признавать его еще более для меня невозможно, эти утверждения доныне не подлежат сколько-либо обоснованному обсуждению. А так как опыт до сих пор отрицательно говорит о превращении элементов друг в друга и ничем не выясняет химическую природу эфира и его переходы в вещество, то мне кажется, что все разговоры о первичной материи относятся к области фантазии, а не науки, и я не рекомендую лицам, начинающим заниматься химиею (а для них книга эта и написана) вдаваться в эту область. [c.156]

По аналогии с механикой можно предположить существование дополнительной формы вариационных принципов и в теплообмене. Поскольку температура играет роль силы, необходимо варьировать температурное поле и выразить в вариационной форме условие непрерывности теплового потока, которое в данном случае является также законом сохранения энергии. В дальнейшем при обсуждении дополнительных принципов будет использован материал, опубликованный автором в его работе [Л. 8-1]. [c.168]

Соответствующие опыты показывают, что свет обладает как волновой, так и корпускулярной природой. Изучение электронной эмиссии металлической поверхности показывает, что энергия электронов — функция длины волны света. Для данной длины волны число испускаемых электронов определяется иитепсивностью света. Иными словами, дело обстоит так, как если бы энергия передавалась светом с сохранением количества движения. Вывод о том, что свет состоит из потока частиц, имеющих одну и ту же скорость, но разные энергии, находится в противоречии с законами классической механики. В настоящее время мы рассматриваем световой пучок как поток частиц, именуемых фотонами. Однако движение фотонов описывается скорее волновыми уравнениями, чем урав1гениями классической механики. При обсуждении свойств электронов (гл. 8) уже было отмечепо, что по отношению к малым частицам классическая механика ненри- [c.616]

Основным предметом изучения в книге служат кинетические уравнения как часть более общей дисциплины — неравновесной статистической механики. В связи с этим показано, как ББКГИ-цепочка ведет к кинетическим уравнениям и как из последних следуют законы сохранения. Меньшая часть материала посвящена необратимости макроскопических систем и приближению к равновесию. Другая часть касается концепции напряжений и природы привносимых сюда вкладов кинетического и потенциального характера. Выясняется также различие между абсолютными и относительными гидродинамическими переменными. Включено обсуждение неадекватности конечных систем уравнений полному описанию явлений, происходящих в газе. Это отражается в ББКГИ-цепочке, любая подсистема уравнений которой содержит больше неизвестных, чем уравнений. На данном уровне описания этот недостаток преодолеть нельзя, и он вновь возникает в уравнениях гидродинамики. Именно в связи с этой ситуацией и вводятся коэффициенты переноса. Обсуждается также роль уравнений Чепмена — Колмогорова в теории кинетических уравнений, описывающих марковские процессы. [c.10]

НИЯ такой теории заключается в том, чтобы рассчитать величину смещения зарядов при периодически действующих электрических силах и посмотреть, какой величине поляризации соответствует данная сила поля. Отсюда выявляется также зависимость величины поляризации от частоты электрического поля. При этом для вычислений необходимо знать еще и закон действия сил, регулирующих локальные изменения э расположении зарядов. Поскольку, однако, неизвестно, на чем основывается принятое в данной модели положение покоя атомов и электронов, то не остается ничего другого, как произвольно оперировать с гипотетическими силами неизвестной природы, которые при расчетах рассматриваются как механические или как электрические. Применимо ли вообще без всяких изменений понятие силы, взятое из механики и электростатики, к внутримолекулярным явлениям, остается вопросом, требующим дальнейшего обсуждения. Но так как для объяснения явления дисперсии прежде всего существенно рассматривать молекулу как систему, способную к колебаниям, то вопрос о законе сил пока имеет второстепенное значение. Поэтому для проведения расчетов избирают про-стейщий специальный случай, вводя так называемую квазиупругую силу, пропорциональную при не очень большом смещении зарядов расстоянию, на которое произошло это смещение. Таким образом, чем дальше заряд удаляется от положения покоя, тем больше сила, возвращающая его обратно. При таком допущении каждый заряд является осциллятором, который в состоянии совершать гармонические колебания. В том случае, когда между силой и величиной смещения заряда от положения покоя существует другая функциональная зависимость, возникают негармонические колебания и расчеты становятся менее простыми. [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология