Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПсковГУ | Псков

Составители: 

Рубрика: 

32
подчиняются принципу Паули. Вот почему в данном объёме может нахо-
диться неограниченное число фотонов с одной и той же частотой.
К бозонам относятся не только указанные выше частицы (фото-
ны,
π
- мезон), но и целые системы микрочастиц. Например, ядро тя-
жёлого водорода дейтерия – дейтон, содержит в себе две частицы про-
тон и нейтрон, имеющие общее название – нуклоны. Если их спины
будут антипараллельны, то результирующий спин равен нулю. Если
спины нуклонов параллельны, то результирующий спин дейтона ра-
вен 1. В обоих случаях такое ядро можно отнести к классу частиц –
бозонов (в действительности в ядре дейтона спины нуклонов антипа-
раллельны и результирующий спин равен нулю. Это энергетически
выгодно).
Рассмотрим атом водорода. У протона и электрона спины равны
2
1
, поэтому атом водорода в целом является бозоном. В 1957 г. эта
идея была использована советским физиком Н. Боголюбовым и аме-
риканскими физиками Дж. Бардиным, Дж. Шриффером и Л. Купером
для объяснения сверхпроводимости, экспериментально обнаруженной
Камерлин – Онессом ещё в 1911г. Так как электроны обладают отри-
цательным электрическим зарядом, то они отталкиваются друг от дру-
га. Однако при низких температурах вступает в действие квантовый
эффект, состоящий в том, что наряду с силами отталкивания возникают силы
притяжения. Оказывается, что при определённых условиях электронам в
кристаллической решётке энергетически выгодно, через посредство крис-
таллической решётки, объединиться попарно. В результате такой комбина-
ции образуется новая квантовая частица с противоположно направленны-
ми спинами составляющих её электронов – куперовская пара. Результирую-
щий спин такой пары становится равным нулю и она проявляет свойства,
присущие бозонам. Выше было показано, что бозоны способны конденси-
роваться, т.е. переходить все в одно и то же энергетическое состояние. При
абсолютном нуле таким состоянием будет самое низкое энергетическое со-
стояние. В ряде веществ и сплавов (ртуть, алюминий, свинец, олово, (CuS))
электроны проявляют способность объединяться в пары. В результате меня-
ются их свойства, в частности, исчезает взаимодействие с кристаллической
решёткой. Такие вещества при низких температурах проявляют свойства
сверхпроводимости. В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпро-
водимость. До сих пор нет теоретического обоснования этого явления. (Мы
вернёмся к этим вопросам в главе 6).
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
       подчиняются принципу Паули. Вот почему в данном объёме может нахо-
       диться неограниченное число фотонов с одной и той же частотой.
            К бозонам относятся не только указанные выше частицы (фото-
       ны, π - мезон), но и целые системы микрочастиц. Например, ядро тя-
       жёлого водорода дейтерия – дейтон, содержит в себе две частицы про-
       тон и нейтрон, имеющие общее название – нуклоны. Если их спины
       будут антипараллельны, то результирующий спин равен нулю. Если
       спины нуклонов параллельны, то результирующий спин дейтона ра-
       вен 1. В обоих случаях такое ядро можно отнести к классу частиц –
       бозонов (в действительности в ядре дейтона спины нуклонов антипа-
       раллельны и результирующий спин равен нулю. Это энергетически
       выгодно).
            Рассмотрим атом водорода. У протона и электрона спины равны
        1
          , поэтому атом водорода в целом является бозоном. В 1957 г. эта
        2
       идея была использована советским физиком Н. Боголюбовым и аме-
       риканскими физиками Дж. Бардиным, Дж. Шриффером и Л. Купером
       для объяснения сверхпроводимости, экспериментально обнаруженной
       Камерлин – Онессом ещё в 1911г. Так как электроны обладают отри-
       цательным электрическим зарядом, то они отталкиваются друг от дру-
       га. Однако при низких температурах вступает в действие квантовый
       эффект, состоящий в том, что наряду с силами отталкивания возникают силы
       притяжения. Оказывается, что при определённых условиях электронам в
       кристаллической решётке энергетически выгодно, через посредство крис-
       таллической решётки, объединиться попарно. В результате такой комбина-
       ции образуется новая квантовая частица с противоположно направленны-
       ми спинами составляющих её электронов – куперовская пара. Результирую-
       щий спин такой пары становится равным нулю и она проявляет свойства,
       присущие бозонам. Выше было показано, что бозоны способны конденси-
       роваться, т.е. переходить все в одно и то же энергетическое состояние. При
       абсолютном нуле таким состоянием будет самое низкое энергетическое со-
       стояние. В ряде веществ и сплавов (ртуть, алюминий, свинец, олово, (CuS))
       электроны проявляют способность объединяться в пары. В результате меня-
       ются их свойства, в частности, исчезает взаимодействие с кристаллической
       решёткой. Такие вещества при низких температурах проявляют свойства
       сверхпроводимости. В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпро-
       водимость. До сих пор нет теоретического обоснования этого явления. (Мы
       вернёмся к этим вопросам в главе 6).

       32




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Страницы