تأثير موس باور: تأثير اكتشاف وأهميته

المقال يتحدث عن ما تأثير موس باور. وكشف مفاهيم مثل مستويات نوعية الطاقة في الذرة ونواة الذرة، والصلبة وquasiparticle الجماعي فيها.

متعة رياضية

انفراجة في الفيزياء التي وقعت في العقد الأول من القرن العشرين، وطالب العلماء معرفة خطيرة في الرياضيات. تم سحب العديد من الاكتشافات، إذا جاز التعبير، على طرف القلم: في البداية كانوا المحسوبة نظريا ومن ثم وجدت في الممارسة العملية.

على سبيل المثال، وجود موجات الجاذبية التي تنبأ بها آينشتاين في عام 1910، كانوا قادرين على تأكيد تجريبيا فقط في عام 2016. وقد خلق اندماج اثنين من النجوم النيوترونية الفضاء الهزات الأرضية التي الفيزياء اشتعلت وثابتة عن طريق فتح عصر قياسات الجاذبية في العلوم الإنسانية. لا عجب الجاذبية المذكورة هنا: هما لمثل هذه الدراسات هي القيمة تأثير موس باور. ولكن هذا هو الاستثناء وليس القاعدة. في معظم الأحيان، المنظرين والمجربون خطوة على عقب بعضهم البعض، وقدم دراسة واحدة يؤدي إلى الحاجة إلى وصفه الرياضي، وخلاصة سلبية يصبح افتراض، وليس التبعيات الجديدة بعد استلامها. كان تأثير موسباور واحدة من هذه الظواهر. هذه "الجانب" الظاهرة هي افتراض وأعرب عن ماكس بلانك في نهاية عام 1900. وقال أن في العالم من الالكترونات والنوى الذرية، عن كميات يمكن أن تأخذ فقط القيم المنفصلة، وهذا هو الكم. و، في رأيه، كان مجرد خدعة الرياضية، الأمر الذي جعل حساب أسهل. حتى نهاية حياته انه يعتقد ان الكم، أو أصغر جزء ممكن من، على سبيل المثال، وعلى ضوء - طريقة مناسبة فقط لوصف، لا يحمل بالمعنى المادي خطيرة.

العالم الكوانتي

ومع ذلك، غيره من العلماء المهتمين وصفا دقيقا لما يجري على نطاق والذرات، تعتبر إمكانات مثل هذا الاستنتاج، واستغرق ذلك من المسلم به أن كل شيء هو الكم. الإلكترونات حول النواة قد تكون فقط على بعض المدارات نوى أنفسهم يمكن أن يكون فقط مستويات الطاقة المحددة. تخطي therebetween، نوى توليد أشعة غاما. ويرى تأثير موس باور أن العمل يجب أن تنتج نوعا من العودة، ولكن هذا لا يحدث. بشكل عام، كل الكميات التي تصف سلوك nanoworld تخضع لتكميم - وهذا هو منفصلة. ولكن لا ننسى أن الزخم الذي في الكون يتم التعبير عن نتاج معدل كتلة الجسيمات الأولية إلى شيء مختلف جذريا، مما يعني أنه، أيضا، هو الكم. بحيث التقرير العلم فيه المكس بلانك المستمدة له الصيغة الشهيرة التي تحتوي على قيمة ساعة، أو الحد الأدنى من التأثير، وفتح عهدا جديدا. وكان هذا العصر من فيزياء الكم. أصبحت موس باور تأثير، والتفسير، والتي أعطيت في وقت لاحق لهذه الظاهرة، واحدة من أهم المعالم العلم في القرن العشرين.

اكتشاف تأثير موس باوير

كما لاحظنا أعلاه، ذهبت الاستنتاجات النظرية جنبا إلى جنب مع التجربة. بعض الاستنتاجات العملية ثبت على النباتات التي تم جمعها حرفيا "على الركبة" ومن مواد الخردة. وقد تمكن العلماء لعرضه ليس فقط الصيغة، ولكن أيضا ختم قارورة، وقطع المجلس للعمل مع المعدن وجمع التثبيت. بطبيعة الحال، فإن رئيس مختبرات يلخص فقط نتائج العنابر الخاصة بهم. ومع ذلك، كان كل مجرب أيضا مهندسا، كما تم تصميم أجهزة لأغراض محددة، وبشكل مباشر في عملية البحث. أنا لم يكن استثناء وتأثير موس باور. إن فتح لا تتم إذا الدكتوراه العنيد رودولف موس باور لم تتغير طريقة قياس وحدة التبريد، بدلا من تسخينه، كما نصحت من قبل المشرف على الدراسات.

صلب

نظرية، ونحن سوف اقول القراء في هذا القسم، ويبدو واضحا للوهلة الأولى. ومع ذلك، كما هو معروف، من السهل أن يحقق دائما جهود لا يصدق. وهكذا نحن الآن قادرون أن أقول في كلمات بسيطة ما تأثير موس باور لالدمى حرفيا، عملت مرة واحدة المختبر بأكمله.

تحت الصلبة وعادة ما يعني أن المادة في حالة البلورية. نوى الذرات في هذه الحالة تشكل شعرية دورية صارمة، في حين أن الإلكترونات بدرجات متفاوتة خصت. وبطبيعة الحال، بلورات معدنية شكلت السندات معدنية محددة للغاية من خلالها نواة موجودة لفصل من الإلكترونات المعمم. سحابة الإلكترون تعيش وفقا لقانونها مستقل، لا تولي اهتماما لسلوك شعرية الكريستال. البلورات التي تمثل الرابطة الأيونية والتساهمية التقليدية، الإلكترونات المرتبطة بشكل وثيق مع "هم" نوى. ولكن هناك فهم أحرار في التنقل بين العقد المجاورة مما كانت عليه في الغاز أو السائل.

خصائص مجموعة صلبة ليس فقط العناصر الكيميائية التي هي فيها، ولكن أيضا تماثل ترتيب الذرات بالنسبة لبعضها البعض. في المثال الكلاسيكي للهيكل الكربون يولد الغرافيت لينة، والآخر - اصعب المواد الطبيعية - الماس. وماذا في ذلك النوع من الاتصال، والتماثل للخلية وحدة تعني الكثير لهيئة جامدة. خصائص الصلبة وذلك هو الكشف عن ما تأثير موس باور. ويفسر طبيعته على النحو التالي: ترتبط كل من الذرات في المواد الصلبة.

أشباه جسيمات الجماعية

الآن تخيل شعرية كبيرة بما فيه الكفاية ثلاثية الأبعاد. لنموذج الملح الأكثر ملاءمة: تقع نا والكلورين في القمم من مكعبات، واحدا تلو الآخر. إذا بطريقة أو بأخرى الاستيلاء على ذرة واحدة وجذبه للخروج من المكان المعتاد من التوازن، وذلك بفضل اتصال جامدة بما فيه الكفاية، بعد أن سحبت الذرات المجاورة. تظهر الحسابات أن التغيير في موقف الأساسية لديه على الأقل أي تأثير كبير على الجيران من اجل الثالثة. وهذا يعني أنه إذا كان "الاستيلاء" الصوديوم، ثم سحبت ذرات الكلور المجاورة، ذرات الصوديوم يتبعه الطبقة الخارجية من الكلور. تأثير هذا ومن المرجح أن تمتد في كل الاتجاهات. يقال عادة أن الجيران رابع ترتيب اضطراب تكاد لا تذكر. ومع ذلك، فهي ليست صفرا.

وبالتالي، إذا بطريقة أو بأخرى "ضرب" وضوح الشمس أقوى (على سبيل المثال، لترسل له شعاع الليزر أو الإلكترون)، سوف شعرية الكريستال "موجات". هذه الحركة الجماعية عند العديد من الذرات المجاورة في البلورة تحول في وقت واحد يشعر، على سبيل المثال، صعودا أو هبوطا، ودعا الفونونات. متاح لوصف ما تأثير موس باور للدمى، فإننا لن أخوض في التفاصيل وفقط اقول لكم ان الفونونات وجد أن تتصرف الجسيمات كما الابتدائية. على سبيل المثال، في مجال الطاقة هو الكم، أنها تمتلك زخم الطول الموجي وقادرا على التفاعل مع بعضها البعض. وهكذا، تسمى الفونونات أشباه جسيمات الجماعية. يتم إعطاء عدد ونوعية جسم صلب هيكل التي تحدث فيها. احسب أنها يمكن أن تكون، ومعرفة حجم، والتماثل وأنواع ذرات الخلية وحدة. على حدوث الطاقة الصوتية تؤثر أيضا على طول ونوع الروابط بين أيونات في شعرية الكريستال.

نظرية الفرقة

منذ صلبة يلخص كل الإلكترونات، والمدارات (وبالتالي طاقتهم) كما ينبغي تعميمها. أولا، علينا أن نتذكر أن الإلكترونات تنتمي إلى هذه الفئة من جسيمات تسمى الفرميونات. فيرمي، ديراك وباولي وجدت معا أن في دولة واحدة قد تكون في النظام، واحد فقط من هذا القبيل الجسيمات. إذا عدنا إلى مثال الأملاح، كل وضوح الشمس، وهو ما يرش حساء أو اللحوم، التي تضم كمية لا تصدق من الصوديوم وكلوريد أيونات. وكل واحد منهم لديه نفس عدد الإلكترونات التي تدور في مدارات متطابقة. كيف يمكن أن يكون؟ يأتي الصلبة للخروج من الوضع على النحو التالي: طاقة كل إلكترون تدور حول النواة، مختلفة قليلا من أي الإلكترونات الطاقة الأخرى التي تنتمي إلى نفس مدار ذرة أخرى. وهكذا حصل عليها: في البلورة وجود الكثير جدا من مستويات الطاقة التي تختلف عن بعضها البعض صغيرة بما فيه الكفاية لتشكيل منطقة مضغوط. والاضطرابات الذي يعرض الفونونات صغيرة لأن أحد نطاقات الذرة ليست قوية جدا. كل ما يهم هو الحركة الجماعية ككل. ولذلك، فإن الطاقة الطاقة الصوتية، كما انها كانت "حل" في مجال الطاقة. وبناء على هذا وتأثير موس باور.

نطاق الكهرومغناطيسي

ويرافق حركة الجسيمات المشحونة بواسطة المجال الكهرومغناطيسي. يضع هذه الحقيقة، على سبيل المثال، والسؤال لماذا كوكب واحد والأقمار الصناعية تمتلك لهم، والبعض الآخر - لا. ويمكن تقسيم الموجات الكهرومغناطيسية إلى فئات وفقا للتردد، وبالتالي الطاقة. هذه الخصائص اثنين مترابطة وتعتمد على الطول الموجي. ما هو تأثير موس باور لا يمكن إلا لفترة وجيزة، شريطة أن القارئ يفهم حيث يقع نطاق الكهرومغناطيسي أشعة غاما. لذلك، وفتح نطاق موجات الأثير. نظريا لحد من الطول الموجي لها - أبعاد الكون. ومع ذلك، فإن الطاقة من هذا الإشعاع تكون صغيرة بحيث أنه من المستحيل للتسجيل. تردد أعلى قليلا في أشعة تيراهيرتز. ومع ذلك، فمن ولوحظ موجات الراديو في ظروف محددة للغاية: تثبيط الإلكترونات في المجال المغناطيسي، الاهتزازات العاطفة البوليمرات، وحركة الإكسيتونات في صلب. أكثر وضوحا الجزء التالي من الطيف الكهرومغناطيسي - الأشعة تحت الحمراء. أنه نقل الطاقة في شكل حرارة. الطاقة أعلى من الضوء المرئي. ذلك الجزء من الطيف الذي تراه العين البشرية هي صغيرة جدا بالمقارنة مع حجم كامل.

الضوء الأحمر لديه أدنى الطاقة، والأرجواني - أعلى. وفي هذا الصدد، فمن المعروف مفارقة: يشار إلى المزيد من المياه الباردة باللون الأزرق، الذي الطاقة هو أعلى من الضوء الأحمر. وبعد أن الجزء فوق البنفسجية من حجم الكهرومغناطيسي بالفعل وتيرة عالية بما فيه الكفاية لاختراق إلى مادة صلبة. وعلى الرغم من حقيقة أن الناس، مثل المخلوقات الحية الأخرى على كوكبنا، لا ينظرون إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وأهميتها لحسن سير العمل من الكائنات البيولوجية هائلة. المصدر الرئيسي للدراسة الأشعة فوق البنفسجية هي أشعة الشمس. ارتفاع الطاقة والقدرة على اختراق العديد من المواد لديها X-راي. مصدر هذا الإشعاع هو تباطؤ الإلكترونات في المجالات الكهرومغناطيسية. يمكن للإلكترونات أن يكون كل ملزمة، أي تنتمي الذرات ومجانا. الأجهزة الطبية والأجهزة التي كتبها الإلكترونات الحرة. وأخيرا، فإن أصعب والموجة القصيرة أكثر من غيره هو أشعة غاما.

الأشعة السينية وأشعة غاما

تأثير موس باور وتطبيقها في الفيزياء والهندسة يحتاج إلى التمييز بين أشعة جاما والأشعة السينية. من مستوى الطاقة، وتبعا لذلك، والطول الموجي وجودهم في مجموعة واسعة جدا من التداخل. وهذا هو، هناك جاما والأشعة السينية مع الطول الموجي من 5 بيكومتر. طرق مختلفة لإعدادها. كما هو موضح أعلاه، فإن للإشعاع X يحدث عندما التباطؤ من الالكترونات. وعلاوة على ذلك، في بعض العمليات (بما في ذلك الطاقة النووية) يختفي الإلكترون من ذرة قذيفة الداخلية ثقيلة بما فيه الكفاية، مثل اليورانيوم. ومع ذلك، الإلكترونات الأخرى تميل إلى أن تأخذ مكانه. هذه التحولات، وتصبح مصدرا للأشعة X. أشعة جاما هي نتيجة للنواة الانتقال من حالة أعلى متحمس. هذا الإشعاع لديه قدرة عالية اختراق وبتأين الذرات التي تتفاعل. حيث عندما يصطدم شعاع غاما مع نواة الذرة، يجب أن يكون هناك ما يسمى رشوة. ومع ذلك، في الممارسة العملية تبين أن التفاعل بين أشعة جاما مع نواة ذرة تابعة لهيئة جامدة، وأثر مفقود. وهذا يفسر حقيقة أن الطاقة الإضافية، كما انها كانت "لطخت" عصابات إلكترونية من الكريستال، وخلق الطاقة الصوتية.

نظائر

ويرتبط تأثير موس باور وتطبيقها ارتباطا وثيقا المستغرب حقيقة واحدة: ظاهرة لا تعمل على جميع العناصر الكيميائية في الجدول الدوري. وعلاوة على ذلك، فمن المهم فقط بالنسبة لبعض المواد النظائر. إذا نسي القارئ فجأة ما نظائر تذكر. ومن المعروف أن أي ذرة نظرا محايدة كهربائيا. وهذا يعني أنه في نواة من البروتونات إيجابية بقدر ما في وعاء الإلكترون. ومع ذلك، يحتوي الأساسية أيضا النيوترونات، الجسيمات دون تهمة. إذا قمت بتغيير الرقم في النواة، وعدم انتهاك الحياد الكهربائي، ولكن تغيير خصائص الذرة قليلا. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يحدث أن النظائر المشعة أثقل هو وعرضة للتسوس، في حين أن المادة العادية مستقرة تماما. قائمة طويلة من العناصر الملموسة والنظائر، والتي تتميز تأثير موس باور. الكشف عن ⁵⁷ الحديد، على سبيل المثال، يتم الموثوقة عموما من هذه الظاهرة.

استخدام التأثيرات الكمومية

تجربة المنتجات، وهو ما يؤكده احد أو فرضية أخرى تتعلق العالم المجهري، بل هو في كثير من الأحيان ليس من السهل. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه من غير الواضح ما هي الفوائد التي يمكن أن تحقق نفس تأثير موس باور؟ استخدام تكنولوجيا المعلومات، ومع ذلك، هو واسعة بما فيه الكفاية. التحقيق في خصائص البلورية المواد، غير متبلور المواد الصلبة ومساحيق المفتتة ناعما يحدث، بما في ذلك عن طريق هذه الظاهرة الكم. يرجى ملء هذه البيانات في بعيدة إلى حد ما من الأقسام الممارسة (الفيزياء النظرية)، وفي التخصصات الرجل قريب جدا - مثل الطب. وبالتالي، ينبغي النظر في تأثير موس باور واستخدامها كمثال على اكتشاف النظري، الذي يجلب الكثير من الفوائد، وحتى في الحياة اليومية.