Кеңістіктік-уақыттық флуктуациялар және олардың шашырау заңдары | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №16 (150) апрель 2017 г.

Дата публикации: 11.05.2017

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Касымова Л. Ж. Кеңістіктік-уақыттық флуктуациялар және олардың шашырау заңдары // Молодой ученый. — 2017. — №16.1. — С. 27-28. — URL https://moluch.ru/archive/150/42694/ (дата обращения: 22.09.2018).



Рентген сәулелерімен салыстырғанда нейтрондардың шашырауы бойынша эксперименттер реттелмеген жүйелердің динамикалық және кинетикалық қасиеттерін зерделеу үшін кеңінен қолданыс табады. Бұл жылулық немесе баяу нейтрондар толқынының энергиясы мен ұзындығының зерделенетін балқытпаның өзінің ұйытқу толқындарының энергиясымен және ұзындықтарымен тым күшті байланысуымен байланысты. Сондықтан компьютерлік модельдеу мұндай эксперименттерде алынатын деректерді түсіндіретін күшті құралды білдіруі мүмкін [1] жұмыстарда көрсетілгендей, қатты сфералардың қарапайым модельдері балқытпа құрылымы туралы салмақты ақпаратты берді. Бұл жұмыстарда өзара әсерлесудің қарапайым потенциалдары қолданылған болса да, компьютерлік эксперименттердің ерекшеліктерін сипаттау үшін, шашырау эксперименттерін өңдеу кезінде пайдаланылатын, оларды жүзеге асырудың кейбір теориялық аспектілеріне тоқталу қажет.

кванттардан және рентгендік эксперименттерден ерекшелігінде, нейтрондар шашырауының және рентген сәулелері атомдар қабықша-ларында шашыраған кезде ядроларда жүзеге асырылатын процесстерді байқаймыз. Сонымен бірге шашырау амплитудасы, біріншіден, оның толқын ұзындығының ядро өлшемдерімен ортақ өлшемсіздігінен изотропты болып қалады, екіншіден, шашырау бұрышына тәуелді болмайды. Нейтрондық сәулелердің шашырау процесі координаталар-импульстер фазалық кеңістігінде сәуле түсірілетін заттың күйімен анықталады. Ал ол өз кезегінде шашыратқыш ядролардың пішін үйлесіміне және олардың динамикасына тәуелді болады [2] жұмыста көрсетілгендей, эксперименттік бақыланатын сипаттама екі мәрте дифференциалдық қима болып табылады, ол төрт бөліктен тұрады немесе

мұнда, – зерттелетін балқытпа атомдары тербелісінің жиілігі. И.З. Фишер көрсеткендей, атомның жеке қозғалысы оның жақын атомдарының ұжымдық қозғалысымен корреляцияланады және тербеліс центрлері ретінде көршілермен түзілген потенциалдық шұңқырлардың қозғалысын білдіреді. Тәжірибе көрсеткендей, теориялық қарастыру үшін түсуші нейтронның толқындық векторларының бастапқы және соңғы мәндерімен бір шашырау актісінің екі мәрте дифференциалдық қимасына өту ыңғайлы:мұнда айырымына тең, шығын энергиясы немесе бастапқы және соңғы энергияның айырымы.

Шашырау эксперименттерінде қабылдағыштық функциялары когорентті емес процеске жауап беретін функциясы және когерентті процеске сәйкес келетін болып табылады. Аз уақыт облысындағы функциясы түрі бойынша идеал газдың сәйкес функциясына ұқсас болады, өйткені бұл жағдайларда атомды жүйемен өзара әсерлеспейтін деп санауға болады. Төмен жиілікті облыстарда ол ені диффузия константасына пропорционал Лоренц типті болады, өйткені шашырау оларға жеке атомдар қатысатын, диффузиялық процестермен анықталады. Бұл функция туралы ақпараттың бір бөлігі және температураға тәуелді болатын, бірақ олар-дағы потенциал аддитивті болғандықтан және олардың өзара әсерлесетін бөлшектерінің өзара жылдамдығына тәуелді болмайтындықтан, егер балқыт-па қарапайымдар типіне жататын болса, бөлшек аралық өзара әсерлесу потенциалына тәуелді болмайтын, оның екінші моментін қарастыру кезінде алынуы мүмкін.

Когерентті шашырау функциясының тығыздық флуктуациясын сипат-тайтыны белгілі және сондықтан әсіресе құрылымға қатысты, алдыңғыдан едәуір ақпараттырақ болу керектігі белгілі. [3] жұмыстар көрсеткендей, алайда, толқындық вектордың шектелмеген өсуі кезінде интерференция-лық эффектілер минимумға дейін келтірілуі мүмкін. Онда екі функция да сәйкес келеді. Бұл функцияның онда атом қозғалысы гидродинамикалық сипатта болатын, аз толқындық векторлар мен жиіліктер облысындағы тәртібі нәтижелі болып табылады. Онда тығыздық флуктуациялары екі құраушыға ыдырайды және бұл құраушылар энтропия флуктуациясы және қысым флуктуациясы болып табылады. Сонымен бірге энтропия флуктуация-сы тоқтатылған және болғанда орталық шыңға үлес қосады, ал бұл кезде қысым флуктуациясы таралады және нөлдік емес жиіліктерде максимум береді. Алайда, өкінішке орай, шашыраудың гидродинамикалық режимі бар эксперименттер жоқ. Қарапайым балқытпалардағы молекула- динамикалық эксперимент атомдардың толқындық векторларға дейінгі ұжымдық қозғалысын көрсетеді.

Шашыраған нейтрондық сәуле шығарудың интегралдық қарқындылығы құрылымдық факторға пропорционал, оның кіші бұрыштар облысындағы шамасы оның максимум мәнінен екі ретке кіші. Бұл экспериментті гидродинамикалық режимде қою қиындығының себебі болып табылады.

функциясының екінші моменті қандай да бір дәрежеде кіші мәндері облысындағы барлық құрылымын сипаттайды, соны-мен бірге мынаны байқау керек: ол энергияның таралу процесінің болғанда максимумының бар болуымен тежелетінін білдіретін, функциясының ұқсас моментінен ерекшеленеді, моно-атомды балқытпа үшін және функциялары бір нейтронның шашырауының екі мәрте дифференциалдық қимасымен келесі формуламен тікелей байланысқан

,

мұнда – шашыратушы атомның шекті көлденең қимасы, және – сәйкесінше когерентті және когерентті емес шашыраудың шекті атомдық қималары. Когерентті емес шашыраудың көлденең қимасы тек кейбір элементтер үшін ғана айтарлықтай дәл анықталғанда, когерентті шашыраудың көлденең қимасы барлық атомдар мен олардың изотоптары үшін эксперименттік анықталғанын айту керек.

Физикалық табиғат бір заттар үшін , ал басқалар үшін анықтайды. Ал бұл шашыраудың когерентті және когерентті емес режимін іске асыру үшін жүйені таңдау кезінде басқаруға мүмкіндік береді.

Әдебиеттер:

  1. Gallego L. J., Rey C., Crimson M. J. A Monte Carlo simulation study of the disjoining pressure in thin fluid films stercally stabilized by terminally attached chains // Mol. Phys. – 1991. – V.74, № 2. – Р.383-395.
  2. Baumgartner A., Yoshimura Shigeyuki. Monte Carlo study of vesicles // Бусейкэнкю. – 1991. – V.57, N 3. – P.501.
  3. BariA., Das T., Joarder R.N/ Effective pair potential and thermodynamic of liquid transition metals Fe, Co and Ni // J. Non-Cryst. Solids. – 1991. – V.136, N1-2. – P.173-180.


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос