Отрицательная абсолютная температур

Это определение температуры распространяется и на квантовые системы, для которых энергетический спектр частиц меняется не непрерывно, а скачкообразно, отличаясь на величину кванта энергии. Для квантовых систем вводится понятие отрицательной абсолютной температуры , смысл которого состоит в следующем. Рассмотрим систему с только двумя уровнями энергии и 3. Примером такой системы является спиновая система. Спин — вращательный момент частицы, с которым связан магнитный момент частица, обладающая спином, ведет себя как элементарный магнетик, занимая во внешнем магнитном поле два возможных положения — с большей энергией и 6] — с меньшей. Применив формулу (1) для такой системы, определим статистическую температуру [c.7]

Один из существующих в настоящее время методов создания отрицательных абсолютных температур состоит в оптическом возбуждении веществ, имеющих несколько возбужденных уровней. При этом вещество не меняет своего химического строения, а лишь переходит через ряд возбужденных энергетических состояний. [c.304]

Для термодинамического рассмотрения неравновесных состояний вещества, используемого в квантовых усилителях и генераторах электромагнитных колебаний, было введено понятие отрицательной абсолютной температуры. Отрицательное значение абсолютной температуры в таких неравновесных системах получается как следствие увеличения энергии ( Я>0) при одновременном уменьшении энтропии ( 5<0). Отметим, что время существования подобных систем очень мало. [c.32]

Отрицательная абсолютная температура. По смыслу понятия абсолютная температура величина эта не может принимать отрицательных значений. Однако существуют такие физические системы, которые в определенных условиях ведут себя так, как будто бы пни имеют отрицательную температуру. Рассматривая уравнение Больцмана в форме [c.100]

Характерной чертой систем, способных находиться в состоянии с отрицательной температурой, является стремление внутренней энергии к предельному значению, когда температура стремится бесконечно возрастать. Если бы увеличение температуры приводило к безграничному росту энергии, то можно было бы утверждать, что число уровней энергии системы бесконечно велико и в уравнении Больцмана п/по всегда было бы меньше единицы, т. е. число частиц на любом уровне было бы меньше, чем на нулевом. С точки зрения термодинамики при этом энтропия возрастала бы вместе с увеличением энергии и температура, следовательно, оставалась бы неизменно положительной. В большинстве систем эти условия и соблюдаются. Но наличие предельного значения энергии (при возрастании Т) и медленность установления равновесия между спинами и решеткой кристалла делают кристалл фторида лития одной из тех редких систем, которые можно при-. вести в неустойчивое состояние с отрицательной абсолютной температурой. [c.102]

Системы с отрицательными абсолютными температурами обладают рядом специфических свойств, которых нет у обычных систе.м. Чтобы установить эти свойства, сформулируем, опираясь на опыт, вначале основные законы термодинамики для таких систем. [c.141]

I. Термодинамические понятия работа , теплота , количество теплоты , более нагретое тело употребляются при анализе состояний с отрицательной температурой в том же смысле, что я в случае состояний с положительными абсолютными температурами. Это означает, что формулировка первого начала термодинамики для систе-м с отрицательной абсолютной температурой остается без изменения [c.141]

Понятия обратимый и необратимый процессы определяются в случае отрицательных абсолютных температур тем, связаны ли обратные им процессы с некомпенсированным превращением рабогы в теплоту. Так, процесс перехода системы из состояния [c.143]

АБСОЛЮТНАЯ термодинамическая ШКАЛА ТЕМПЕРАТУР И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ АБСОЛЮТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ [c.31]

Отрицательные абсолютные температуры. Для понимания смысла отрицательных температур рассмотрим определение температуры, используемое в статистической физике. [c.31]

Отрицательные абсолютные температуры были реализованы на ядерных спинах ионов лития в кристаллах помещен- [c.32]

Си. также индивидуальные представители защите, см. Защитна одежда. Противогазы обезвреживание, см. Дегазащм Отражательные аппараты каплеуловители 2/614 печи 4/597 покрытия 3/776, 777 Отражение иарушеииое полное внутреннее, метод 2/493 света минералами 3/167 Отрицательная абсолютная температура 4/1030, 1031 Озрицательные ионы 2/508, 528-532 Отсадка 3/631 [c.673]

В равновесном состоянии число частиц с большей энергией существенно меньше (т. е. < Л е,), система имеет положительную температуру. Если же все частицы имеют минимальную энер-гию, то Л/е, = О (состояниё, соответствующее абсолютному нулю).. Наконец, если Л/е, > Л/е,, то 0 < О (состояние с отрицательной абсолютной температурой ). Такое состояние может быть создано искусственно, с помощью внешнего импульса определенной [c.7]

Поулз Д., Отрицательные абсолютные температуры и температуры во вращающихся системах координат, Усп. физ. наук, 84, 693 (1964). [c.547]

В 1951 г. такая система была обнаружена. Парселл и Паунд показали, что в кристаллах фторида лития спины ядер атомов лития можно фиксировать в особом неустойчивом состоянии, соответствующем 7 <0. Для этого кристалл фторида помещали в сильное магнитное поле, в котором спины ядер лития приобретали ориентацию по полю. Обмен энергией между спинами происходит быстро и время релаксации составляет величину порядка 10 с. Обмен энергией между системой спинов и решеткой, наоборот, протекает медленно (время релаксации порядка 5 мин). Поэтому если быстро перевернуть все спины, то фторид лития некоторое время будет находиться в магнитном поле в неустойчивом состоянии. Поворот спинов был произведен следующим способом.кристалл фторида перенесли из области сильного поля в небольшой соленоид, имеющий слабое магнитное поле того же направления, что и сильное. Пропустив через витки соленоида ток разряда конденсатора, на очень короткое время изменили направление поля на противоположное. Спины повернулись и заняли положение, противоположное исходному. После этого образец фторида был быстро помещен снова в сильное поле. Направление ядерных спинов теперь оказалось противоположным направлению поля, а запас энергии в системе больше, чем при любой иной ориентации, хотя, порядок в системе и не был нарушен. Это состояние и отвечает отрицательной абсолютной температуре. Действительно, спустя некоторое время (около 5 мин) избыточная энергия рассеялась за счет взаимодействия спинов с решеткой и спины утратили ориентацию против поля. При этом убывание внутренней энергии сопровождалось и ростом энтропии (уменьшение степени упорядоченности). [c.101]

Нельзя отрицать возможность существования отрицательных абсолютных температур и исходя из третьего начала термодинамики. Действительно, недостижимость О К температуры приводит лишь к невозможности перехода через него от положительных к отрицательным абсолютным температурам, но не исключает возможности существования отрицательных абсолютных температур (наряду с положи гельными 1емпературами). [c.137]

Если равновесные состояния с инверсной заселенностью энергетических уровней и, следовательно, с отрицательной абсолютной температурой можно получить юлько у необычных систем, которыми являю 1СЯ лишь спиновые системы, то стационарные неравновесные состояния с инверсной заселенностью уровней ожно непрерывной подкачкой создать и у обычных систем. Это осуществляется в таких усилительных установках, как мазеры. Эчень часто, говоря об инверсной заселенности энергетических ровней, употребляют понятие отрицательной абсолютной тем-лературы, однако это лишь условное терминологическое понятие, поскольку инверсная заселенность уровней еще не еС1Ь сосюяние отрицательной температурой. Необходимо, чтобы система находилась в равновесном состоянии при инверсной заселенности ровней, как это наблюдается в спиновых системах. [c.141]

Аналогично, из соотношений (7.5). представляющих второе начало термодинамики для необычных систем при Г<0 К, можно найти аналитическое выражение этого закона при неравновесных процессах в аких системах. Для этого рассмотрим два близких состояния равновесия 1 п 2 некоюрой необычной сис1емы (при отрицательных абсолютных температурах). Пусть при неравновесном переходе из 7 в 2 (см. рис. 9) системе сообщается количество теплоты 8 нр и она совершает работу. Тогда, по первому началу, [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология