Π§ΠΈΡ‚Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Π½Π° Bookidrom.ru! БСсплатныС ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΊΠ»ΠΈΠΊΠ΅

Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Β«Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Β«Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²ΠΎΠΉΒ» физичСский ΠΌΠΈΡ€Β». Π‘Ρ‚Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π° 61

Автор АндрСй Π“Ρ€ΠΈΡˆΠ°Π΅Π²

Но ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ мСсто Π΅Ρ‰Ρ‘ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ сцСнарий, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ выглядит ΠΊΠ°ΠΊ Β«Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅Β» ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹ элСктрон-ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½: это диссоциация ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанной ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹. Π’ самом Π΄Π΅Π»Π΅, достаточно энСргичноС воздСйствиС Π½Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡΠ²ΡΠ·Π°Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΠ°Ρ€Ρƒ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊ Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Ρƒ связи ΠΈ ΠΊ освобоТдСнию элСктрона ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π°. Но свободный ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ возмоТности вновь свяТСтся со свободным элСктроном – Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠΎΠ½ ΠΈ элСктрон ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ возмоТности Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚, образуя Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ.

Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠΌ: ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ энСргия ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚Π° аннигиляции, 511 кэВ, Ρ€Π°Π²Π½Π° энСргии связи Ρƒ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанной ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹, Ρ‚ΠΎ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚, Β«ΠΈΠ·Π»ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Π½Ρ‹ΠΉΒ» ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹, способСн эффСктивно Ρ€Π°Π·Ρ€ΡƒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ. ΠŸΡ€ΠΈ достаточно сильном ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ воздСйствии, Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠΊΡ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… диссоциаций-Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанных ΠΏΠ°Ρ€ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Π²ΠΏΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π»Π°Π²ΠΈΠ½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠ³ΠΎ «роТдСния» элСктронов ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½ΠΎΠ². Π’Π΅ΡΡŒΠΌΠ° ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² этом ΠΈ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Ρ€Π°Π·Π³Π°Π΄ΠΊΠ° элСктрон-Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ каскадных Π»ΠΈΠ²Π½Π΅ΠΉ [Π―1], ΠΏΠΎΡ€ΠΎΠΆΠ΄Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… частицами космичСских Π»ΡƒΡ‡Π΅ΠΉ с высокой энСргиСй. Вакая частица, Π½Π° наш взгляд, Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Ρ€Π°Π·Π±ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанныС ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹ Π½Π° своём ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ, ΠΎΠ½Π° Π΅Ρ‰Ρ‘ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Ρ‹Π±ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ· ядСр Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ частицы, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅, Π² свою ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ, Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Ρ€Π°Π·Π±ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанныС ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹. Π€ΠΎΡ‚ΠΎΠ³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΈ элСктрон-ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… Π»ΠΈΠ²Π½Π΅ΠΉ, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ космичСской частицы сквозь свинцовыС пластинки Π² ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π’ΠΈΠ»ΡŒΡΠΎΠ½Π°, ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ‹, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π² [Π‘1,Π―1]. Врадиционная интСрпрСтация Ρ„Π΅Π½ΠΎΠΌΠ΅Π½Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ²Π°: всС эти элСктроны ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹, ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Ρ‚Ρ€Π΅ΠΊΠΈ, Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π·Π° счёт ΡƒΠ±Ρ‹Π»ΠΈ кинСтичСской энСргии ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ частицы. Π’ Ρ€Π°ΠΌΠΊΠ°Ρ… этого ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ ниТнюю ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΡƒ стартовой энСргии ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ частицы – хотя Π±Ρ‹ ΠΏΠΎ числу Ρ‚Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠ² Π² Π»ΠΈΠ²Π½Π΅. Π˜Π·Π²Π΅ΡΡ‚Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ, особСнно для случаСв ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π»ΠΈΠ²Π½Π΅ΠΉ, Π΄Π°ΡŽΡ‚ значСния кинСтичСских энСргий, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π° порядки ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°ΡŽΡ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ покоя ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ частицы. Но являСтся Π»ΠΈ это Π΄ΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΠΎΠΌ рСлятивистского роста энСргии? ΠœΡ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»Π°Π³Π°Π΅ΠΌ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€ΠΏΡ€Π΅Ρ‚Π°Ρ†ΠΈΡŽ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ рСлятивистский рост Π½Π΅ трСбуСтся: ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ частица тСряСт ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π½Π° освобоТдСниС лишь ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½ΠΎΠ² – Π° ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ Ρ‚Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠ² ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ элСктроны ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅, Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅, ΠΈ Ρ‚.Π΄., Β«Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅Β» ΠΈ Β«ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠ°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅Β» Π² Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ°Ρ… диссоциаций-Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ связанных ΠΏΠ°Ρ€ [Π“4].

Π‘ ΡƒΡ‡Ρ‘Ρ‚ΠΎΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ΠΈΠ·Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ, ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠΈ ΡΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚, скорСС, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·Ρƒ Π½Π°ΡˆΠΈΡ… прСдставлСний ΠΎ Ρ„Π΅Π½ΠΎΠΌΠ΅Π½Π°Ρ… «аннигиляции ΠΈ роТдСния ΠΏΠ°Ρ€Β» - ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΎΡ‚Π½ΡŽΠ΄ΡŒ Π½Π΅ происходит ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΉ вСщСства Π² Π³Π°ΠΌΠΌΠ°-ΠΈΠ·Π»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΈ Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚.

Π˜Π½Ρ‚Π΅Ρ€Π΅ΡΠ½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ этого ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ прСвращСния Π½Π΅ происходит Π΄Π°ΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ взаимодСйствии элСктрона ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π°, хотя ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΏΠΎ-Π²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΌΡƒ, СдинствСнной ΠΏΠ°Ρ€ΠΎΠΉ частица-античастица со «стопроцСнтным Π°Π½Ρ‚Π°Π³ΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΌΠΎΠΌΒ». Π’Π΅Π΄ΡŒ ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ элСктричСскиС заряды – это ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΡ„Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π½Π° элСктронной частотС (4.1), ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Ρ‘ΠΌ элСктронная частота Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ всю ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ элСктрона ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π°. Напротив, Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π° ΠΈ Π°Π½Ρ‚ΠΈΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π° элСктронная частота соотвСтствуСт лишь Π½ΠΈΡ‡Ρ‚ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠΉ части ΠΈΡ… собствСнных энСргий, ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΆΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΡ… аннигиляции ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄ излучСния Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π΅Ρ‰Ρ‘ мСньшим, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈ аннигиляции элСктрон-ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹. И это Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ: Π²ΠΎΠΏΡ€Π΅ΠΊΠΈ расхоТим прСдставлСниям ΠΎΠ± аннигиляции вСщСства ΠΈ антивСщСства, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ ΠΈ Π°Π½Ρ‚ΠΈΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ Π² Π³Π°ΠΌΠΌΠ°-ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚Ρ‹, Π° Π² нСсколько ΠΏΠΈ-ΠΌΠ΅Π·ΠΎΠ½ΠΎΠ² [М2]. Но это Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ называСтся аннигиляциСй. Π£ΠΆ больно слово красивоС!

4.9. Алгоритм, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹Π΅ связки Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон».

ΠžΡ€Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠΊΡΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ каТдая заряТСнная частица взаимодСйствуСт со всСми Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ заряТСнными частицами – ΠΈ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· это ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π½Π΅Ρ€Π°Π·Ρ€Π΅ΡˆΠΈΠΌΡ‹Π΅ тСорСтичСскиС ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΡ‹. Β«ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ заряд Π΄Π°Ρ‘Ρ‚ Π²ΠΊΠ»Π°Π΄ Π² элСктромагнитноС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π° это ΠΏΠΎΠ»Π΅ дСйствуСт Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ заряд, Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚, ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ заряд дСйствуСт ΠΈ Π½Π° самого сСбя» - этот ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ бСсконСчным энСргиям взаимодСйствия зарядов с самими собой.

Напротив, Π² Π»ΠΎΠ³ΠΈΠΊΠ΅ Β«Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎΒ» ΠΌΠΈΡ€Π° ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ нСсуразицы ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚. ЭлСктричСский заряд – ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π΅ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ энСргиСй ΠΈΠ΄Π΅Π½Ρ‚ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ (4.1) для ΠΏΠ°ΠΊΠ΅Ρ‚Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌ, ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ «элСктромагнитныС взаимодСйствия» – Π½Π΅ дСйствуСт Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° сСбя, Π½ΠΎ ΠΈ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ заряды. Π­Π½Π΅Ρ€Π³ΠΈΠΈ связи Π² структурах вСщСства ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½Ρ‹ ΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π½Ρ‹. Π’Π°ΠΊ, ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ дСйствия ΡΠ²ΡΠ·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΠ° (4.7) ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·ΡƒΠΌΠ΅Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ связан, Π½Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»Π΅ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, лишь с ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‚Π½Ρ‘Ρ€ΠΎΠΌ. Для формирования структур Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ слоТных, Ρ‡Π΅ΠΌ стционарно связанная ΠΏΠ°Ρ€Π° элСмСнтарных частиц, трСбуСтся Π»ΠΈΠ±ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ частицы с нСсколькими частотами ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΉ (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ (4.6)), Π»ΠΈΠ±ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ цикличСскиС ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ связСй – формируя, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ структуру.

Нам прСдставляСтся, Ρ‡Ρ‚ΠΎ структура многоэлСктронного Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° сформирована ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ элСктрон стационарно связан Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ с ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ, ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Π΅ΠΌΡƒ, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ΠΎΠΌ, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Ρ‘ΠΌ, кулоновскоС взаимодСйствиС Π½Π΅ ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ Π² этой связи Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€ΠΎΠ»ΠΈ: связь обусловлСна Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΠΎΠΌ, описанным Π² 4.7. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ состоит ΠΈΠ· стационарных связок Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон», число ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΌΡƒ Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Ρƒ. Π­Ρ‚ΠΈ связки ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ вмСстС благодаря Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Ρ‹ динамичСски связаны Π² ядрС, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Ρ‘ΠΌ Π²Π°ΠΆΠ½ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π² динамичСской структурС ядра ΠΈΠ³Ρ€Π°ΡŽΡ‚ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹. О ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π΅ ядСрных связСй ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ Π½ΠΈΠΆΠ΅ (4.12), сСйчас ΠΆΠ΅ остановимся Π½Π° связках Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон».

Нам прСдставляСтся, Ρ‡Ρ‚ΠΎ атомарная связка Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон» формируСтся ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ ΡΠ²ΡΠ·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΠ° (4.7), ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π½Π° элСктронной частотС – ΠΊΠ°ΠΊ Ρƒ элСктрона, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π°. Π­Ρ‚ΠΈ прСрывания, ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ связку Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон», ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ прСрываниями. Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Β«Π΄ΠΎΡ€ΠΎΠΆΠΊΠΈΒ» ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΉ Ρƒ связанных ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π° ΠΈ элСктрона схСматичСски ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Ρ‹ Π½Π° Рис.4.9. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ (Π’Π΅ – ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΉ Π½Π° элСктронной частотС). ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠΌ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅: Π½Π° Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° элСктронныС ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π΅ Β«ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹Β», Π΅Π³ΠΎ Π½ΡƒΠΊΠ»ΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ мСсто. Π’Π°ΠΊ ΠΈ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ, Ссли ΡΠ²ΡΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΏΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ лишь элСктронными ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΡΠΌΠΈ.


Рис.4.9


Π˜Π½Ρ‚Π΅Ρ€Π΅ΡΠ½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, ΠΏΡ€ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… прСрываниях, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ элСктричСскиС заряды элСктрона ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π° ΠΏΡ€Π΅Π±Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π² Π±Ρ‹Ρ‚ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ. Π’ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠ΅, ΠΈΠ·-Π·Π° этого Β«ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒΒ» Π±Ρ‹ ΠΈΡ… кулоновскоС притяТСниС Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ. Но, для многоэлСктронных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², ΠΏΡ€ΠΈ Β«ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈΒ» кулоновского притяТСния лишь ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ компаньонами Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ связкС Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон», ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π°Π»ΠΎΡΡŒ Π±Ρ‹ притяТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктронами ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π°ΠΌΠΈ ΠΈΠ· Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… связок – ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΠ»ΠΎΡΡŒ Π±Ρ‹ ΡΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ. ΠœΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ эта ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΠ° Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½Π° Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ: Ρƒ компаньонов связок Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон», ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… 50-ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚Π½ΡƒΡŽ ΡΠΊΠ²Π°ΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ, элСктричСскиС заряды ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Β«ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹Β» - связанныС частицы ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ свободныС. БоотвСтствСнно, Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹Π΅ элСктроны Π½Π΅ обязаны ΠΏΡ€Π΅Π±Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π² ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠ½ΠΎΠΌ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ атомная структура Π±Ρ‹Π»Π° устойчивой.

ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΌΡ‹ Π½Π΅ раздСляСм Π½ΠΈ рСзСрфордовский ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄, согласно ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌΡƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹Π΅ элСктроны ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π²ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠ³ ядра, Π½ΠΈ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎ-мСханичСский ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄, согласно ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌΡƒ ΠΎΠ½ΠΈ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ ΠΏΠΎ элСктронным ΠΎΠ±Π»Π°ΠΊΠ°ΠΌ. Π‘ΠΈΠ»Ρ‹, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹Π΅ связки Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон» - это силы Π½Π΅ притяТСния ΠΈ Π½Π΅ отталкивания: это силы удСрТания Π½Π° ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΌ расстоянии. ΠœΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ элСктрон ΠΏΡ€Π΅Π±Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π² ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠ²ΠΈΠ΄ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ области удСрТания, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½Π° Π½Π΅Π³ΠΎ дСйствуСт Π²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½Π°Π·Π²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ ΡΠ²ΡΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ. Π­Ρ‚Π° ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ удСрТания ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚, ΠΏΠΎ-Π²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΌΡƒ, ΡˆΠ°Ρ€ΠΎΠ²ΡƒΡŽ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ ΠΈ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€, Π½Π° порядок мСньший расстояния ΠΎΡ‚ ядра.

Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ связи EΠ°Ρ‚ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½ΠΎΠΉ связкС Β«ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½-элСктрон» ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ трСмя способами: Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ масс связанных компаньонов, Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· частоту Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ, ΠΈ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ цикличСских пСрСбросов энСргии элСктронных ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΈΠ· элСктрона Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌ:

EΠ°Ρ‚ = 2Ξ”mc2 = 2hΞ©Π°Ρ‚ = hK/2rΠ°Ρ‚ , (4.9.1)

Π³Π΄Π΅ Ξ”m – Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ массы Ρƒ элСктрона ΠΈ Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π° ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΈΡ… элСктронных ΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ°Ρ†ΠΈΠΉ, h - постоянная Планка, Ξ©Π°Ρ‚ - частота Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠΉ, rΠ°Ρ‚ - расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ½ΠΎΠΌ ΠΈ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€ΠΎΠΌ области удСрТания элСктрона, ΠΈ K - ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ скорости. Для основных, Π½Π΅Π²ΠΎΠ·Π±ΡƒΠΆΠ΄Ρ‘Π½Π½Ρ‹Ρ…, состояний Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ K Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 700 ΠΊΠΌ/с – эта Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, ΠΏΠΎΡ€Π°Π·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, совпадаСт со Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Н.А.ΠšΠΎΠ·Ρ‹Ρ€Π΅Π² Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π» Β«ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ Π² слСдствиС» ΠΈΠ»ΠΈ Β«Ρ…ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈΒ».