Квазичастицы

Многокомпонентные органические вещества ак система равновесных структу р и квазичастиц [c.90]

Уникальными возможностями обладает метод нейтронографии, успешно применяемый для исследования твердых тел и жидкостей, веществ с близкими и достаточно далекими атомными номерами, а также соединений, содержащих изотопы одного и того же вещества. По угловому распределению интенсивности рассеяния медленных нейтронов впервые удалось определить пространственное расположение атомов водорода и длины водородных связей в обычной и тяжелой воде, обнаружить наличие ближайшего ориентационного порядка, существующего в этих жидкостях наряду с ближним координационным порядком. Опыты по неупругому рассеянию медленных нейтронов продемонстрировали коллективный характер теплового движения атомов и молекул в жидкостях, подтвердили теоретические предсказания Л. Д. Ландау о существовании в жидком гелии квазичастиц двух типов фононов и ротонов. В настоящее время эти дифракционные методы являются составной частью физики твердого тела, физического материаловедения, молекулярной физики, биофизики и биологии. Они взаимно дополняют друг друга, имеют свою специфику, преимущества и ограничения, связанные с различием физических свойств рентгеновского излучения, электронов и нейтронов. На современном этапе при проведении структурных исследований используется новейшая аппаратура и вычислительная техника. Помимо навыков работы с ними от специалиста требуется знание теории рассеяния, основ статистической и атомной физики, природы сил взаимодействия атомов и молекул. [c.6]

Согласно идее Л. Д. Ландау, тепловое движение в Не-П реализуется в виде перемещения элементарных возбуждений — квазичастиц с определенной энергией и импульсом. При малых импульсах, т. е. когда длина волны велика по сравнению с межатомными расстояниями, эти возбуждения представляют собой фононы. Их энергия изменяется линейно с изменением импульса [c.164]

По мере увеличения импульса кривая ё (р) отклоняется от прямолинейности, проходит через максимум, затем убывает и при некотором значении импульса р = ро проходит через минимум и снова возрастает. Вблизи минимума кривой ё р) зависимость энергии квазичастиц от их импульса представляется формулой [c.164]

То, что к Не-П применим метод квазичастиц, свидетельствует о сравнительно высокой степени упорядоченности расположения атомов, коллективном характере их движения. Можно думать, что структура Не-П больше напоминает структуру кристалла, чем структуру обычной жидкости. [c.165]

С помощью указанного метода концепция фонона (кванта упругих колебаний кристаллической решетки), основанная на коллективном характере теплового движения атомов в кристалле, перестала быть только удобной формой теоретического рассмотрения экспериментатор, использующий технику рассеяния медленных нейтронов, может, в принципе, измерить энергию и импульс единичного фонона, определить время его жизни, направление распространения, поляризацию и т. д. Одним из наиболее существенных достижений метода рассеяния медленных нейтронов явилось измерение спектра возбуждения фононов и ротонов жидкого Не-И. Замечательным в этих исследованиях является то, что экспериментально полученные значения энергии возбуждения этих квазичастиц прекрасно подтверждают энергетический спектр, предсказанный Ландау. [c.186]

Строго говоря, рассматривается не движение отдельного электрона, а коллективный процесс, представляющий возбуждение всего кристалла в целом, и этот процесс описывается формально как движение некоторой квазичастицы. Для краткости, однако, говорят о движении электрона. [c.188]

Фононом называется квазичастица, соответствующая плоской монохроматической звуковой волне, возникшей при тепловом возбуждении системы. [c.141]

Энергия этих квазичастиц, т. е. фононов, связана с частотой звука соотношением [c.245]

Элементарные возбуждения в ферми-газе не взаимодействуют друг с другом. В ферми-жидкости каждая частица взаимодействует со всеми остальными, поэтому частица, находящаяся вне ферми-сферы, движется вместе с тем возмущением остальных частиц, которое возникло вследствие взаимодействия. Это, по существу, уже не частица, а некоторое коллективное состояние ферми-жидкости, зависящее от движения многих частиц. А так как элементарное возбуждение в ферми-жидкости вблизи ферми-поверхности в некоторых отношениях все же подобно частице, то оно носит название квазичастицы . Квазичастицам можно приписать определенный импульс и эффективную массу т. Квазичастицы взаимодействуют друг с другом. Теория Ландау учитывает это взаимодействие с помощью ряда безразмерных параметров Р и Р , (/=0, 1, 2,. ..). [c.257]

Эти параметры дают представление о величине энергии взаимодействия квазичастиц по сравнению с их кинетической энергией. Параметры Р] обозначают те взаимодействия, которые не зависят от симметрии волновой функции, описывающей движение двух квазичастиц. Это симметричные по спинам части взаимодействия отсюда и индекс 5 у символа Р1. Параметры зависят от симметрии волновой функции. Они описывают ту часть взаимодействия, которая связана с антисимметричным характером волновой функции, описывающей движение двух фермионов, что отражается с помощью индекса а у символа Р . В теории играют основную роль фактически только три параметра, характеризующих взаимодействие между квазичастицами, — это Ро и [c.257]

Число квазичастиц пропорционально Т, а их средняя энергия пропорциональная k T, поэтому связанная с тепловыми возбуждениями разность энергий жидкости в возбужденном, т. е. при Т > О и основном (при Т =0) состояниях пропорциональна Т . Следовательно, теплоемкость пропорциональна Т [c.258]

Если Fo ->—1, то, согласно (XI.39), скорость звука стремится к нулю. При Fi < —1 ферми-жидкость будет неустойчива. Зная плотность р, скорость звука а и теплоемкость Су, можно по уравнениям (XI.35), (XI.36) и (XI.39) найти fo- Параметр fo характеризует отталкивательное взаимодействие само по себе, т. е. не зависящее от спина квазичастиц. [c.259]

Если рассматривать активированные комплексы как квазичастицы, составленные определенным образом из исходных частиц, [c.89]

Показано, что МСС можно рассматривать как статистический ансамбль квазичастиц (псевдокомпонентов), средние энергетические характеристики молекулярных орбиталей которых определяют реакционную способность, термостойкость и другие свойства. Химическая активность нефтяных систем обусловлена особыми квазичастицами, включающими в определенной статистической пропорции все компоненты системы. Реакционная способность системы в целом обусловлена характеристиками электронной структуры этих частиц. Для углеводородных систем можно эмпирически определить параметры реакционной способности. Предложены способы определения энергии этих псевдомолекулярных орбиталей, основанные на установленной взаимосвязи интефальных показателей поглощения молекул органических соединений с их усредненными по составу эффективным потенциалом ионизации (ПИ) и сродством к электрону (СЗ). Установлено, что энергии псевдомолекулярных фаничных орбиталей определяют реакционную способность МСС в процессах полимеризации и олигомеризации, реакционную способность ароматических фракций в процессах карбонизации, растворимость асфальтенов. Исследованы эффективные СЭ и ПИ высокомолекулярных соединений и различных фракций, в том числе асфальто-смолистых веществ (АСВ). Доказана повышенная электронодонорная и элекфоноакцепторная способность последних. На основе представлений о поливариантности химических взаимодействий в многокомпонентных системах и образования [c.223]

При определении в методе активированного комплекса исходят из допущения, что переход активированных комплексов в продукты реакции не нарушает распределения Максвелла—Больцмана в системе. Это означает, что восстановление этого распределения, нарушаемого расходованием активированных комплексов, происходит значительно быстрее, чем само химическое превращение. При таком допущении оказывается возмо> ным выразить кониен-грацйю активированных комплексов через <онцентраиии реагирующих частиц, нулевые энергии и статистические суммы активированного комплекса и реагирующих частиц. Активированный комплекс для реакции между частицами А, В и т. д. можно рассматривать как квазичастицу, составленную определенным образом из частиц А, В и т. д. Из статистической физики в этом случае следует (см. приложение), что [c.67]

Пршленение метода квазичастиц для контроля реакционноспо-собности по средним характеристика электронной структуры продуктов олигомеризации [4б]. [c.35]

В работе представлены методологическое обоснование теории, термодинамическая, статистическая модель сложного вещества. Предложены релаксационные, нестационарные, марковские модели физико-химических процессов. Теория подтверждена экспериментом на примере процессов пиролиза, поликонденсации и термополиконденсации. Анализируются отличительные особенности термодинамики многокомпонентных систем, подчеркивается особая роль энтропии в формировании их разнообразия. Рассмотрена специфическая для вещества энтропия разнообразия, рост которой является источником эволюции вещества. Излагается новое направление, необходимое при изучении сложных органических систем - непрерывный, феноменологический подход к спектрам веществ. Анализируются закономерности, открытые нами в спектрах, в частности закон связи различных свойств и спектральных характеристик систем. Последнее означает, что свет несет информацию практически о всех свойствах материи. На основе данных спектроскопии предпринята попытка построения теории реакционной способности многокомпонентных органических систем. Отмечена особая роль квазичастиц- типа структуронов и вакансионов в формировании их реакционной способности. Показана роль слабых химических взаимодействий в гидродинамике многокомпонентных жидких сред. Даны новые подходы к направленному синтезу сложных органических систем. Экологические, геохимические системы и вопросы генезиса углеводородных систем планируется рассмотреть во второй части книги. [c.4]

Реакционную способность молекул, как известноП], характеризуют энергии граничных молекулярных орбиталей и распределение электронной плотности. Располагая информацией о геометрии и атомарном составе соединений, применяя методы квантовой химии, можно рассчитать электронную структуру. При переходе к многокомпонентным системам определение электронной структуры становится невозможным, так как отсутствует необходимая информация о структуре и составе Но даже при гипотетическом y JЮвии пол) 1ения такой информации определение энергий граничных. молекулярных орбиталей затруднено, так как возникает задача расчета электронной структуфы бесконечного числа разнообразных частиц с учетом всех возможных взаимодействий. Поэтому для решения проблем реакционной способности необходимы другие подходы, например, метод квазичастиц. [c.90]

Рассмотрим систему мз множества разносортных часгиц, которые подчиняются термодинамическим свойствам МСС (глава 2), Такие квазичастицы находятся в неупорядоченной по составу и структуре среде, движение их имеет диффузион.чый и [c.90]

Изменяя режимные параметры процесса, групповой и компонентно-фракционный состав системы, изменяем структуру квазичастиц и их реакционную способность. Используя представления о непрерывном изменении свойств многокомпонентных кинетических сред, исследованы процессы химической конденсации высокомолекулярных нефтяных фракций, а также полимеризация полиолефинов в нефтяных дисперсных системах. Найдены эффетстивные кинетические параметры процесса На основе этого были разработаны приемы синтеза ряда асфальто-смолистых олигомеров из отходов нефтехимии и нефтяных остатков и многокомпонентных растворителей [43] Предложены направления развития методов направленного синтеза многокомпонентных систем. На рис 5.7,5 8 приведены варианты направленного синтеза ряда сложных систем-растворителей для АСВ призабойной зоны пласта и многокомпонентных олигомеров. [c.114]

Хорошо известна роль дислокаций в процессе деформационного упрочнения [74, 75]. По сути, дислокация представляет собой квазичастицу, преодолевающую при своем движении по кристаллу ряд энергетических барьеров. Крупномасщтабные барьеры, обусловленные дальнодействую-щими полями внутренних напряжений, так же как и среднемасштабные барьеры, являющиеся следствием взаимодействия параллельных дислокаций, могут быть достаточно высоки, и для их преодоления требуется приложить значительные напряжения. Этим след> ет объяснять повьппение временного сопротивления Ов и предела текучести ат при деформационном упрочнении. [c.35]

А, В и т. д. можно рассматриЕать как квазичастицу, составленную определенным образом из частиц А, В и т. д. Из статистической физики в этом случае следует, что [c.62]

Следует отметить, что не обязательно все указанные подсистемы будут существовать у всех полимеров (например, подсистема квазичастиц может быть лишь у высококристаллических полимеров). Наиболее распространенными и важными (так как могут фиксироваться самыми разными физическими методами) являются подсистемы сегментов и атомных групп. Для последних величины Тн и [/ всегда меньше, чем для первых. Для всех подсистем expi/( ). В частных случаях для подсистемы атомных групп U = = onst9 /(7), а для подсистемы сегментов U=f T, а). Это опре- [c.143]

Изолированные молекулы существуют лишь в газовой фазе. В конденденсированной фазе взаимодействия между частицами обычно настолько велики, что модель изо-дировзнной молекулы перестает быть- верной. Поэтому нужно рассматривать всю систему. В тех случаях, когда вещество обладает свойством пространственной периодичности, как это имеет место в кристаллах (или некоторых высокомолекулярных соединениях), квантовохимический расчет возможен. Более того, очень большое число частиц, в частности электронов, находящихся в периодически (в пространстве) повторяющихся условиях, позволяет использовать для расчета отличающийся принципиально новым подходом метод Квазичастиц. Мы не будем касаться этого метода, а остановимся на применении метода самосогласованного поля, результаты которого легче интерпретируются в химии. [c.150]

При невысоких температурах доля электронов, переп1едших в возбужденные состояния, невелика. Поэтому у полупроводников с собственной проводимостью валентная зона почти заполнена (свободные состояния имеются лишь у верхнего края зоны), а зона проводимости почти свободна (заняты состояния у дна 301И11). Соответственно почти пустая зона проводимости у полупроводника /г-типа и почти заполненная валентная зона у полупроводника / -типа. Как мы уже отмечали, поведение электронов почти пустой зоны аналогично поведению свободных электронов с массой т [формула (УП1. 47) для кинетической энергии и формула (УИ1.45) для энер[ етической плотности состояний]. Состояние электронов почти заполненной валентной зоны может быть. описано путем рассмотрения движения свободных квазичастиц — дырок [формулы (УП1.48) и (УП1.49)]. Соответственно говорят об электронной проводимости, обусловленной электронами зоны проводимости, и дырочной проводимости, обусловленной движением электронов ( дырок ) валентной зоны. В случае полупроводников с собственной проводимостью осуществляются оба механизма проводимости — электронный и дырочный. В случае полупроводников п-типа имеет мес- [c.194]

Дальнейшее продвижение в теории теплоемкости кристаллов было связано с развитием общей динамической теории кристаллических ре-птеток, основоположником которой является Макс Борн. Современный этап характеризуется использованием последовательно квантовомеханического подхода, что позволило по-новому решить ряд проблем динамической теории кристаллов. Тепловые колебания решетки описывают в квантовой теории твердого тела как движение квазичастиц— фононов. Гармоническому приближению соответствует представление о свободно движущихся в решетке невзаимодействующих фононах. [c.332]

В этом разложении V (р) зависят лишь от модуля [р] вектора импульса р. Е(р) в уравнении (XI. 9) — энергия элементарных возбуждений, т. е. коллективных состояний жидкости, которые условно можно охарактеризовать как квазичастицы с импульсом р. Квазичастицы следуют статистике Бозе—Эйнштейна. Связь между Е и р имеет вид [c.241]

Для трехмерных кристаллов в ряде простых случаев выполняется теория теплоемкости, развитая Дебаем. Согласно этой теории тепловые колебания N атомов кристалла можно приближенно представить как совокупность ЗЫ независимых друг от друга звуковых волн, или фононов (продольных и поперечных). Связь между нх энергией е и импульсом р имеет виде = ар, где а—скорость звука. Фононы можно рассматривать как квазичастицы, подчиняющиеся статистике Бозе — [c.252]

Длина L свободного пробега квазичастиц в ферми-жидкости, по Ландау, пропорциональна Квазичастицы могут принимать участие в распространении звука, если его длина волны много больше L. При достаточно низких температурах величина L сравнима с и звук распространяться не может. Но, как показал Л. Д. Ландау, в этих случаях возникает особый вид движения, обусловленный квантовокогерентными свойствами жидкости в окрестности О К- Это движение было названо нулевым звуком. Оно сопровождается периодическими деформациями ферми-поверхности в пространстве импульсов. В ходе этих деформаций ферми-поверхность перестает быть сферой и вытягивается в направлении распространения пулевого звука. Скорость нулевого звука немного превышает скорость обычного звука. Нулевой звук в жидком Не был обнаружен и изучен В. Р. Абелем, А. К. Андерсоном и Д. К- Уитли [85]. [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология