[по имени амер физика И. А. Раби (I. I. Rabi)], резонансный метод исследования магн моментов ядер, атомов и молекул и внутримол вз-ствий в молекулярных и ато

Р

РАБИ МЕТОД [по имени амер. физика И. А. Раби (I. I. Rabi)], резонансный метод исследования магн. моментов ядер, атомов и молекул и внутримол. вз-ствий в молекулярных и атомных пучках. Резонансное высокочастотное магн. поле, через к-рое пролетают ч-цы, вызывает переориентацию магн. моментов, обнаруживаемую по из­менению их траекторий в неоднород­ном магн. поле.

РАБОТА силы, мера действия силы, зависящая от численной вели­чины и направления силы и от пере­мещения точки её приложения. Если сила Fчисленно и по направлению по­стоянна, а перемещение М0М1прямо­линейно (рис. 1), то P. A = F•scos, где s=M0M1, — угол между на­правлениями силы и перемещения. Когда <90°, Р. силы положительна, при 180°>90° — отрицательна, а при =90°, т. е. когда сила перпен­дикулярна перемещению, А=0. Еди­ницы измерения Р.: джоуль (в СИ), 1 эрг=10-7 Дж и килограмм-сила на метр (1 кгсм=9,81 Дж).

В общем случае для вычисления Р. силы вводится понятие элемен­тарной работы dA=Fdscos, где ds — элем. перемещение,  — угол между направлениями силы и каса­тельной к траектории точки её при­ложения, направленной в сторону перемещения (рис. 2). В декартовых координатах

dA=Fxdx+Fydy+Fzdz, (1) где Fx, Fy, Fzпроекции силы на координатные оси, х, у, z — коорди­наты точки её приложения. В обоб­щённых координатах

dA=Qiqi. (2)

где qiобобщённые координаты, Qiобобщённые силы. Для сил, действу­ющих на тело, имеющее неподвижную ось вращения, dA=Mzd, где Mzсумма моментов сил относительно оси вращения z,  — угол поворота. Для сил давления dA=pdV, где р — давление, V — объём.

Р. силы на конечном перемещении определяется как интегральная сумма элементарных Р. и при перемещении М0М1выражается криволинейным ин­тегралом:

A=M0M1)(Fcos)ds или

A=M0M1(Fxdx + Fydy + Fzdz). (3)

Для потенциальных сил dA=-dП и А= П01, где П0 и П1 — значения потенциальной энергии П в нач. и конечном положениях системы; в этом случае Р. не зависит от вида траек­торий точек приложения сил. При движении механич. системы сумма работ всех действующих сил на нек-ром перемещении равна измене­нию её кинетической энергии Т, т. е. Аi=T1-T0. Понятие «Р. силы» ши­роко используется в механике, а также в др. областях физики и в технике.

С. М. Тарг.

Р. в термодинамике — обоб­щение понятия «Р. в механике» [выра­женного в дифф. форме (2)]. Обобщён­ные координаты в термодинамике -это внеш. параметры термодинамич. системы (объём, напряжённость внеш. магн. или электрич. поля и т. п.), а обобщённые силы (давление и др.) — величины, зависящие не только от координат, но и от внутр. параметров системы (темп-ры или энтропии). Р. термодинамич. системы над внеш. те­лами заключается в изменении со­стояния этих тел и определяется кол-вом энергии, передаваемой системой внеш. телам при изменении внеш. параметров системы. В квазистатиче­ских (т. е. бесконечно медленных) адиабатических процессах Р. равна изменению внутренней энергии си­стемы, в квазистатич. изотермических процессах — изменению Гельмгольца энергии. В ряде случаев Р. может быть выражена через др. потенциалы тер­модинамические. В общем случае ве­личина Р. при переходе системы из нач. состояния в конечное зависит от способа (пути), каким осуществляется этот переход. Это означает, что бес­конечно малая (элементарная) Р. си­стемы не явл. полным дифференциалом к.-л. функции состояния системы; поэтому элем. Р. обозначают обычно не dA (как полный дифференциал), а А. Зависимость Р. от пути при­водит к тому, что для кругового процесса, когда система вновь воз­вращается в исходное состояние, Р. системы может оказаться не равной нулю, что используется во всех теп­ловых двигателях. Работа внеш. сил над системой А=-A, если энергия вз-ствия системы с внеш. телами не меняется в процессе совершения Р. Примерами Р. при изменении одного из внеш. параметров системы могут служить: Р. сил давления р при из­менении объёма V системы A=pdV, Р. сил поверхностного натяжения при изменении поверхности системы A=-d (— коэфф. поверхностного натяжения, d — элемент поверхности); Р. намагничивания системы A=-HdJ (H напряжённость внеш. магн. поля, J — намагниченность в-ва) и т. д. Р. системы в неравновесном (необратимом) процессе всегда мень­ше, чем в равновесном.

• Леонтович М. А., Введение в тер­модинамику, 2 изд., М.—Л., 1952; Р е й ф Ф., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1972 (Верклеевский курс физики, т. 5).

Г. Я. Мякишев.

РАБОТА ВЫХОДА, энергия Ф, к-рую необходимо затратить для удаления эл-на из твёрдого или жидкого в-ва в вакуум (в состояние с равной нулю кинетич, энергией). Р. в. Ф=е, где  — потенциал Р. в., е — абс. вели­чина электрич. заряда электрона. Р. в. равна разности между мин. энер­гией эл-на в вакууме и Ферми энер­гией эл-нов внутри тела. Если элект­ростатич. потенциалы в вакууме вак, в толще в-ва об, а ξF— энергия Ферми, отсчитываемая от энергии неподвижного эл-на в точке вакуума, где потенциал равен вак, то Р. в. (в случае однородной поверхности)

Ф=e(об-вак)-ξF.

В приповерхностной области лю­бого тела образуется двойной элект­рич. слой. Он возникает даже на идеально чистой поверхности кри­сталла в результате того, что «центр тяжести» плотности эл-нов в поверх­ностной крист. ячейке не совпадает с плоскостью, в к-рой расположены ионы. При этом

вак-об=4PS. где PS— дипольный момент двойного слоя, приходящийся на ед. площади поверхности S>0,если дипольный момент направлен наружу). Р. в.— характеристика поверхности тела: гра­ни одного и того же кристалла, об­разованные разными кристаллогра­фич. плоскостями или покрытые раз­ными в-вами, имеют разные РSи раз­ную Р. в. Вблизи этих поверхностей вак также не совпадают и между поверхностями возникают контактная разность потенциалов и электроста­тич. поле.

В металлах при низких темп-рах уровень Ферми совпадает с самым высоким заполненным энергетич. уров­нем эл-нов и Р. в. имеет смысл наи­меньшей энергии, требуемой для уда­ления эл-на в вакуум. В полупроводниках такой смысл Р. в. придавать нельзя. В металлах двойной электрич. слой сосредоточен на самой поверх­ности и толщина его — порядка меж­атомного расстояния. В ПП заряд одного знака находится на поверх­ности (эл-ны или дырки в поверхност­ных состояниях), а заряд противопо­ложного ' знака распределён в слое, толщина к-рого зависит от концент­раций примесей и темп-ры и может достигать многих тыс. межатомных расстояний.

600

РАБОТА ВЫХОДА (в эВ) НЕКОТОРЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ, Q1=0, Q2=0, . . ., Qs=0. (2)

ПП И ОТДЕЛЬНЫХ ГРАНЕЙ МОНОКРИСТАЛЛА ВОЛЬФРАМА

Р. в. может быть сильно изменена адсорбцией разл. атомов или молекул на поверхности (адсорбированные ч-цы изменяют РS). Атомы металлов с малой энергией ионизации (напр., Cs) при адсорбции приобретают дипольный момент, направленный в сторону вакуума, и снижают Р. в. Покрытие Cs уменьшает Р. в. для нек-рых ме­таллов и ПП до 1 эВ (4—6 эВ в от­сутствие Cs, см. табл.).

В ПП с гомополярными межатом­ными связями (Ge, Si и т. п.) Р. в. практически не изменяется даже при сильном изменении ξF в объёме кри­сталла (при изменении темп-ры или введении примеси): изменение ξF вызывает такое изменение заполнения поверхностных состояний эл-нами и, следовательно, такое изменение об — вак, к-рое компенсирует изменение ξF. Плотность состояний на чистых поверхностях ионных ПП в области запрещённой зоны невелика и допу­скает изменение Р. в. с изменением положения уровня Ферми в объёме ПП (напр., введением примесей).

Абс. величину Р. в. измеряют по кол-ву теплоты, к-рое нужно подво­дить к телу при отборе из него термоэмиссионного тока (см. Термоэлект­ронная эмиссия), чтобы темп-ра тела оставалась неизменной; по темпера­турной зависимости и полной вели­чине термоэмиссионного тока, а в металлах и вырожденных ПП — также по красной границе фотоэлектронной эмиссии. Контактная разность по­тенциалов Uкдвух тел равна разно­сти их Р. в.; измеряя Uкмежду ис­следуемой поверхностью и эталонной, находят и Р. в. первой.

•Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Ривьере X., Работа выхода. Измере­ния и результаты, в сб.: Поверхностные свойства твердых тел, под ред. М. Грина, М., 1972; Фоменко В. С., Эмиссионные свойства материалов, К., 1981.

С. Г.Дмитриев, Ш. М. Коган.

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ, термин, при­меняемый в технической термодина­мике для обозначения макс. работы, к-рую может совершить система при переходе из данного состояния в рав­новесие с окружающей средой.

РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, применяются для практич. измерений при науч. исследованиях, в произ-ве и др. областях. Этим они отличаются от образцовых средств измерений, при­меняемых только для поверки др. средств измерений.

РАВНОВЕСИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, состояние механич. систе­мы, находящейся под действием сил, при к-ром все её точки покоятся по отношению к рассматриваемой системе

отсчёта. Если система отсчёта явл. инерциальной (см. Инерциальная си­стема отсчёта), равновесие наз. аб­солютным, а если неинерциальной, то относительным. Изучение условий Р. м. с.— одна из осн. задач статики. Условия Р. м. с. имеют вид равенств, связывающих действующие силы и параметры, определяющие положения системы; число этих условий равно числу степеней свободы системы. Ус­ловия относит. Р. м. с. составляются так же, как и условия абс. равновесия, но к действующим на точки силам прибавляют соответствующие перенос­ные силы инерции. Условия равно­весия свободного тв. тела состоят в равенстве нулю сумм проекций сил на три координатные оси Oxyz и сумм моментов всех приложенных к телу сил относительно этих осей, т. е.

При выполнении условий (1) тело будет по отношению к данной системе отсчёта находиться в покое, если ско­рости всех его точек относительно этой системы в момент начала дей­ствия сил были равны нулю. В про­тивном случае тело при выполнении условий (1) будет совершать т. н. движение по инерции, напр. двигаться поступательно, равномерно и прямо­линейно. Если тв. тело не явл. сво­бодным (см. Связи механические), то условия его равновесия дают те из равенств (1) (или их следствий), к-рые не содержат реакций наложенных связей; остальные равенства дают ур-ния для определения неизвестных реакций. Напр., для тела, имеющего неподвижную ось вращения Oz, ус­ловием равновесия будет mz(Fk)=0; остальные равенства (1) служат для определения реакций подшипников, закрепляющих ось. Если тело за­креплено наложенными связями жёст­ко, то все равенства (1) дают ур-ния для определения реакций связей.

Согласно отвердевания принципу, равенства (1), не содержащие реакций внеш. связей, дают одновременно не­обходимые (но недостаточные) усло­вия равновесия любой механич. си­стемы и, в частности, деформируемого тела. Необходимые и достаточные ус­ловия равновесия любой механич. системы могут быть найдены с помо­щью возможных перемещений прин­ципа. Для системы, имеющей s сте­пеней свободы, эти условия состоят в равенстве нулю соответствующих обоб­щённых сил:

Из состояний равновесия, опреде­ляемых условиями (1) или (2), прак­тически реализуются лишь те, к-рые явл. устойчивыми (см. Устойчивость равновесия). Равновесия жидкостей и газов рассматриваются в гидростатике и фэростатике.

С. М. Тарг.

РАВНОВЕСИЕ СТАТИСТИЧЕСКОЕ,состояние замкнутой статистич. си­стемы, в к-ром ср. значения всех физ. величин, характеризующих со­стояние, не зависят от времени. Р. с.— одно из осн. понятий статистиче­ской физики, играющее такую же роль, как равновесие термодинамиче­ское в термодинамике. Р. с. не явл. равновесным в механич. смысле, т. к. в системе при этом постоянно возни­кают малые флуктуации физ. величин около ср. значений. Теория Р. с. даётся в статистич. физике, к-рая опи­сывает его при помощи разл. Гиббса распределений (микроканонич., канонич. или большого канонического) в зависимости от типа контакта системы с окружающей средой, запрещающего или допускающего обмен с ней энер­гией или ч-цами. В теории неравно­весных процессов важную роль иг­рает понятие неполного Р. с., при к-ром параметры, характеризу­ющие состояние системы, очень сла­бо зависят от времени. Широко при­меняется понятие локального Р. с., при к-ром темп-ра и химический потенциал в малом элементе объёма зависят от времени и пространств. координат её ч-ц. См. Кинетика фи­зическая.

Д. Н. Зубарев.

РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕ­СКОЕ, состояние термодинамич. сис­темы, в к-рое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изо­ляции от окружающей среды. При Р. т. в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии: теплопроводность, диффузия, хим. реакции и др. В состоянии Р. т. параметры си­стемы не меняются со временем (строго говоря, те из параметров, к-рые не фиксируют заданные условия суще­ствования системы, могут испытывать флуктуации — малые колебания око­ло своих ср. значений). Изоляция системы не исключает определённого типа контактов со средой (напр., теплового контакта с термостатом, обмена с ним в-вом). Изоляция осу­ществляется обычно при помощи не­подвижных стенок, непроницаемых для в-ва (возможны также случаи подвижных стенок и полупроница­емых перегородок). Если стенки не проводят теплоты (как, напр., в со­суде Дьюара), то изоляция наз. адиа­батической. При теплопроводящих (д и а т е р м и ч е с к и х) стенках между системой и внеш.

  1. Магазины электрических ве­личин

    Документ
    МАГАЗИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕ­ЛИЧИН, конструктивно объединён­ные наборы мер пассивных электрич. величин (сопротивления, ёмкости, ин­дуктивности, взаимной индуктивно­сти), позволяющие воспроизводить ди­скретный или непрерывный ряд значе­ний

Другие похожие документы..