Электропроводность полупроводников Примесная проводимость полупроводников Исследование функции Пределы Производная График функции сканер а0 купить Векторная алгебра Линейные уравнения Матрицы Математический анализ Задачи на интеграл Интегральное исчисление Кратные интегралы Курсовые расчеты Инсталляции системы Запуск ОС Поддержка Plug and Play Интерфейс Панель управления Консоль управления Файловые системы FAT и FAT32 Информационные источники Сервер Web Работа в сетях Windows и Novell Интернет и почта Периферия и мультимедиа Работа с файлами Дополнительная конфигурация Конфигурирование X Windows Дистрибутив Служба удаленного доступа На главную Термоядерные реакции дают наибольший выход энергии на единицу массы «горючего», чем любые другие превращения, в том числе и деление тяжелых ядер. Например, количество дейтерия в стакане простой воды энергетически эквивалентно примерно 60 л бензина. Поэтому заманчива перспектива осуществления термоядерных реакций искусственным путем. Впервые искусственная термоядерная реакция осуществлена в нашей стране (1953), а затем (через полгода) в США в виде взрыва водородной (термоядерной) бомбы, являющегося неуправляемой реакцией. Взрывчатым веществом служила смесь дейтерия и трития, а запалом — «обычная» атомная бомба, при взрыве которой возникает необходимая для протекания термоядерной реакции температура. Элементарные частицы Виды взаимодействий элементарных частиц В настоящее время элементарными частицами называют большую группу мельчайших частиц материи, которые не являются атомами или атомными ядрами (за исключением протона — ядра атома водорода) и которые при взаимодействии ведут себя как единое целое. Характерным свойством всех элементарных частиц является их способность к взаимным превращениям (рождению и уничтожению) при взаимодействии с другими частицами. Ситуация с определением элементарности усложнилась после того, как выяснилось, что многие из этих частиц имеют внутреннюю структуру.Известны четыре вида взаимодействий (фундаментальные взаимодействия) между элементарными частицами: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Эти взаимодействия отличаются интенсивностью процессов, вызываемых среди элементарных частиц. Об интенсивности взаимодействий можно судить по скорости (или степени вероятности) процессов, вызываемых ими. Обычно для сравнения берут скорости процессов при энергиях сталкивающихся частиц около 1 ГэВ (такая энергия характерна для физики элементарных частиц). Сравнительные характеристики этих четырех типов взаимодействия приведены в табл. 17.1, где указаны интенсивности взаимодействий по сравнению с сильным, принятым за единицу, а также длительность процессов и радиус действия соответствующих сил. Силы в механике Таблица 17.1 Взаимодействие Интенсивность Длительность процессов, с Радиус действия, см СильноеЭлектромагнитноеСлабоеГравитационное 1~10-210-510-39 10-2410-20> 10-8 ? 10-13∞10-16∞ Сильные взаимодействия обеспечивают связь нуклонов в ядре и удерживают нуклоны в атомных ядрах. Расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие (радиус действия r), составляет примерно 10-13 см. Сильное взаимодействие выступает исключительно в качестве сил притяжения. Электромагнитное взаимодействие значительно слабее сильных взаимодействий, однако из-за дальнодействия электромагнитные силы во многих случаях оказываются главными. Именно эти силы вызывают разлет осколков, которые образуются при делении атомных ядер. Эти силы ответственны за все электрические и магнитные явления, наблюдаемые нами в различных формах их проявления: оптических, механических, тепловых, химических и т. д. Электромагнитные силы могут быть как силами притяжения (между разноименно заряженными частицами), так и силами отталкивания (между одноименно заряженными частицами).Слабое взаимодействие ответственно за все виды β-распада ядер, за все процессы взаимодействия нейтрино с веществом, а также за многие распады элементарных частиц. Слабое взаимодействие гораздо слабее не только сильного, но и электромагнитного взаимодействия. Слабое взаимодействие, как и сильное, является короткодействующим.Гравитационное взаимодействие является универсальным и самым слабым. Ему подвержены все элементарные частицы. Радиус действия не ограничен (r = ∞). Однако в процессах микромира гравитационное взаимодействие ощутимой роли не играет. Гравитационные силы проявляют себя как силы притяжения.Для элементарных частиц весьма характерна их многочисленность. В настоящее время открыто несколько сотен частиц, подавляющее большинство которых нестабильно. По времени жизни τ различают стабильные, квазистабильные и так называемые резонансы. Резонансами называют короткоживущие частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия с временем жизни ~ 10-23 с. Нестабильные частицы с временем жизни, превышающим 10-20 с, распадаются за счет электромагнитного или слабого взаимодействия. По сравнению с характерным ядерным временем (10-23 с) время 10-20 следует считать большим. По этой причине их и называют квазистабильными. Стабильными же частицами (τ → ∞) являются только фотон, электрон, протон и нейтрино.Переносчики взаимодействия. Это особая группа элементарных частиц, в которую входят фотоны (переносчики электромагнитного взаимодействия), промежуточные векторные бозоны (переносчики слабого взаимодействия), так называемые глюоны (переносчики сильного взаимодействия) и гипотетические гравитоны (переносчики гравитационного взаимодействия).Квантово-механическая модель атома.1.Качественное рассмотрениеr = n2ћ2/kme2 II облT = ke2/2r U=-ke2/rE = T+U=-ke2/2rr стремится к бесконечности, U стремится к 0r стремится к 0, U стремится к — бесконечностиI обл E>0, принимает любые значенияII обл E<02. Уравнение шредингера для электрона в атоме водородаU=-ke2/r(- ħ2/2m)∆ψ + (-ke2/r) ψ = E ψ∆ψ + (-2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ = 0Сферические координатыM(r,θ,φ)X = 2Sinθ SinφY=2Sinθ CosφZ=rCosθ ∆ = (1/r2)( ∂/∂r)(r2∂/∂r) + (1/r2Sinθ)(Sinθ∂/∂θ)+( 1/r2Sinθ)( ∂2/∂φ2)(1/r2)( ∂/∂r)(r2∂ ψ /∂r) + (1/r2Sinθ)(Sinθ∂ ψ /∂θ) + ( 1/r2Sinθ)( ∂2 ψ /∂φ2) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ = 0Решение:ψ (r,θ,φ)1) E>0, при любых E2)E<0Уравнение решилось только при введении дополнительных параметров: n, L, me3.Квантовые числа1)Главное квантовое число n=1,2,3…E = - (1/n2) (k2me4/2ћ2)2) Орбитальное квантовое число l=0,1,2,…,(n-1)Характ. Орбит. Момент.L=sqr(l(l+1)) ћ, L=[r,P] (вект), p=mV(вект)3) магнитное квантовое число me= 0, +-1,+-2,…,+-lLz = me ћСостояние электрона в атомеТаблица:n l me сост1 0 0 1S2 0|1 0|-1 0 1 2S|2p3 0|1|2 0|-1 0 1|-2 -1 0 1 2 3S|3p|3dПри одном и том же n может быть несколько состояний. Состояние электрона с одинаковой энергией называются вырожденными.Кратность вырождения Nn, l – n значений m=(2n+1)N=∑(от эль до n-1)(2l + 1) = 1+3+5…N=(1+2n-2+1)n/2=n24.спектр атома водорода. Правило отбора.∆l = +-1∆me = 0,+-1Правило отбора отражает закон сохранения импульса.Серия лаймана (n,p --- 1S), n=2,3…Серия Бальмира (nS --- 2p), (nd---2p), n=3,45.сферич. Симметрич. Случай. (1S сост)(1/r2)( ∂/∂r)(r2∂ ψ /∂r) + (1/r2Sinθ)(Sinθ∂ ψ /∂θ) + ( 1/r2Sinθ)( ∂2 ψ /∂ φ 2) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ =0ψ (r,θ,φ)∂ ψ /∂ θ = 0 ∂ ψ /∂ φ = 0(1/r2)( ∂/∂r)(r2∂ ψ /∂r) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ =0(1/r2) 2r ( ∂ ψ /∂r) (1/r2) r2∂ 2ψ /∂r2 + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ =0∂ 2ψ /∂r2 + (2/r) ( ∂ ψ /∂r) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ =0ψ = e -ar∂ ψ /∂r = -a ψ∂ 2ψ /∂r2 = a2 ψa2 ψ – (2a ψ/r) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) ψ =0a2 – (2a /r) + (2m /ħ2)(E + ke2/r) =0(a2 + 2mE /ħ2) + (2/r)( kme2/ћ2 -a) =0kme2/ћ2 -a =0a = kme2/ћ2 a=1/rψ = e -2/ra2 + 2mE /ħ2 =0E= - ħ2a2/2m = - ħ2k2m2e4/2mћ4 = - k2m2e4/2ћ26. Местонахождение электрона в атоме в 1S состоянииψ = Ae -r/r1 A – нормирующий множитель(интеграл от 0 до бескон.)( A2e -2r/r1)dV = (интеграл от 0 до бескон.)( A2e -2r/r14Pir2)dr = 1dV=4Pir2dr4Pi A2(интеграл от 0 до бескон.)( r2 e -2r/r1) = 1A2 Pir13=1A = sqr (1/ Pir13)ψ = e -r/r1/ sqr ( Pir13)dW = | ψ 2|dVdW = (e -2r/r1/ ( Pir13)) 4Pir2dr – вероятность обнаружить электрон в drРадиальная плотность вероятности:ρ(r) = dW/dr = (1/ Pir13) (e -2r/r1) 4Pir2r стремится к 0, ρ(r) стремится к 0r стремится к бесконечности, ρ(r) стремится к 0∂ ρ(r) /∂ r = 0(4/ r13)((-2/ r1) (e -2r/r1)r2 + 2r(e -2r/r1))=0(4/ r13)( 2 r e -2r/r1)(1 – r/r1) = 01 – r/r1 = 0r = r1 – максимальный радиус плотности вероятностиСравнение с теорией Бораψ = e -r/r1/ sqr ( Pir13)Техника реакторов на быстрых нейтронах находится в стадии поисков наилучших инженерных решений. Первая опытно-промышленная станция такого типа мощностью 350 МВт построена в г. Шевченко на берегу Каспийского моря. Она используется для производства электроэнергии и опреснения морской воды, обеспечивая водой город и прилегающий район нефтедобычи с населением порядка 150 000 человек. Шевченковская АЭС положила начало новой «атомной отрасли» — опреснению соленых вод, которая в связи с дефицитом пресноводных ресурсов во многих районах может иметь большое значение. Элементарные частицы