Объяснение парамагнетизма по ланжевену — справочник студента

  • Cтраница 1
  • Теория парамагнетизма строится так же, как теория ориента-ционной электрической поляризации: РїРѕРґ действием внешнего магнитного поля магнитные дипольные моменты ориентируются РїРѕ направлению поля, Р° тепловое движение оказывает РЅР° РЅРёС… дезориентирующее действие; РІ результате устанавливается некоторая равновесная магнитная поляризация вещества.  [1]
  • Теория парамагнетизма Ланжевена базируется РЅР° классической статистической физике; для объяснения явления парамагнетизма электронного газа необходимо обратиться Рє статистике Ферми.  [2]
Объяснение парамагнетизма по Ланжевену - Справочник студента Объяснение парамагне.  [3]

Отметим, что исторически теория парамагнетизма была развита Ланжевеном раньше, нежели теория диэлектриков, Рё лишь затем представления этой теории были перенесены Дебаем РЅР° диэлектрики.  [4]

�стория закрепления в научных исследованиях теории парамагнетизма нефтяных систем характерна следующими особенностями.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Наиболее активные исследования стали возможными после 1944 года, поскольку, в этот год Е.К.

Завойским [37], РІ РЎРЎРЎР , был открыт метод электронного парамагнитного резонанса, явившийся прямым методом регистрации свободных радикалов Рё любых молекул Рё атомов, содержащих РѕРґРёРЅ или несколько неспаренных электронов РІ электронной оболочке. Таким образом, РІ 1956 Рі. был открыт парамагнетизм нефтей. Рљ концу пятидесятых РіРѕРґРѕРІ утвердился тот факт, что парамагнетизм нефтей Рё нефтепродуктов концентрируется РІ асфальтенах — РІ 1958 Рі. Р“.РЎ. Гутовский СЃ соавторами [94] сообщили, что парамагнетизм нефтей концентрируется РІ асфальтеновой фракции.  [5]

  1. Дальнейшие рассуждения такие же, как РІ теории парамагнетизма Ланжевена.  [6]
  2. Это пространственное квантование, особенно важное для теории парамагнетизма, было экспериментально доказано опытами Штерна Рё Герлаха.  [7]
  3. Эти соотношения являются полным аналогом, известным РёР· теории парамагнетизма; РїСЂРё возникновении магнитного поля появляется прецессия электронных РѕСЂР±РёС‚, вызывающая изменение кинетической энергии электрона, которая равна потенциальной энергии — РњРќ магнитного диполя Рњ, эквивалентного электронной орбите.  [8]

Далее, знание зеемановского расщепления позволяет стандартным методом теории парамагнетизма [6.34, 5.11] найти термодинамический потенциал Р Р— подсистемы.  [9]

Р’ 1907 Рі.

, спустя РґРІР° РіРѕРґР° после появления ланже-веновской теории парамагнетизма, Пьер Вейсс [341] сформулировал феноменологическую теорию ферромагнетизма, РІ которой РѕРЅ предположил, что взаимодействие СЃРїРёРЅРѕРІ РґСЂСѓРі СЃ РґСЂСѓРіРѕРј можно описать, пользуясь представлением Рѕ молекулярном поле, пропорциональном средней намагниченности. Всего несколько лет спустя, после того как Гейзенберг выдвинул идею обменного взаимодействия, молекулярное поле было интерпретировано РІ терминах парных обменных взаимодействий 1С† между спинами S; Рё Sj, расположенными РІ узлах i Рё / решетки. Сравнительно недавно теория молекулярного поля получила еще Рё РґСЂСѓРіРѕРµ толкование. Было показано, что если рассматривать модельную систему, РІ которой каждый магнитный момент взаимодействует СЃРѕ всеми остальными СЃ одинаковой силой, то свойства этой модели Р±СѓРґСѓС‚ идентичны свойствам, предсказанным теорией молекулярного поля.  [10]

Читайте также:  Экологические проблемы - справочник студента

Автор считает, что несправедливо обойдены Нобелевской: Лан-жевен — автор теории парамагнетизма Рё Р±СЂРѕСѓРЅРѕРІСЃРєРѕРіРѕ движения, Зоммерфельд — усовершенствование первой модели Бора Рё ее релятивистское обобщение, Пуанкаре — работы РїРѕ теории относительности Рё главное Р·Р° гениальные работы РїРѕ теоретической механике, РЅР° которых основаны РІСЃРµ современные понятия Рѕ хаосе. Эрнест Сольве ( Ernest Solvay) — бельгийский С…РёРјРёРє, — разбогатевший РЅР° изобретении производства углекислого натрия, основал Рё финансировал Сольеевские конгрессы. Рассказывают ( РЅРµ ручаюсь Р·Р° достоверность), что Сольве, хотя Рё С…РёРјРёРє, имел СЃРІРѕРё соображения насчет теории тяготения Рё стремился изложить РёС… крупнейшим ученым своего времени.  [11]

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Полученные формулы образуют основу теории электрических свойств газов ( и жидкостей), развитой в 1911 г.

Дебаем РїРѕ образцу совершенно аналогичной, построенной РІ рамках классической физики, теории парамагнетизма Ланжевена.  [12]

Эта константа уменьшается с увеличением дисперсности.

Согласно теории парамагнетизма Вейсса, 9 пропорциональна числу ближайших соседей катионов, которое, следовательно, убывает с уменьшением размеров кристаллитов.

РќРѕ, поскольку 9 РЅРµ обращается РІ нуль даже РїСЂРё максимальных дисперсностях, следует сделать вывод, что РїСЂРё этом РЅРµ удается дойти РґРѕ изолированных катионов РЎРі3 РЅР° носителе.  [13]

Р�Р· сказанного РІРёРґРЅРѕ, что объяснение парамагнетизма РІ точности совпадает СЃ объяснением поляризации диэлектриков СЃ полярными молекулами ( В§ 48) Рё единственное различие заключается лишь РІ том, что для диэлектрической поляризации существен электрический момент атомов, Р° для намагничивания — РёС… магнитный момент. Отметим, что исторически теория парамагнетизма была развита Ланжевеном раньше, нежели теория диэлектриков, Рё лишь затем представления этой теории были перенесены Дебаем РЅР° диэлектрики.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id506806p1.html

Объяснение диамагнетизма

Направление вектора можно определить как направление поступательного движения правого винта при его вращении от направления первого сомножителя в векторном произведении ( ) ко второму ( ). Модуль момента си­лы .

По основному закону вращательного движения (см. раздел «Механика») . Под действием момента силы M за время dt момент импульса электрона изменится на величину . Поскольку вектор направлен так же, как , т.е. перпендикулярно , то через время dt момент импульса изменится только по направлению. Новое положение оси электронной орбиты показано на рис. 6.2 штриховой линией. Плоскость, в которой расположены ось орбиты и векторы и , за время dt повернется на угол . Таким образом, с течением времени концы векторов и будут описывать окружности (на рис. 6.2 показаны штриховыми линиями) с угловой скоростью

Читайте также:  Римская система счисления - справочник студента

. С учетом (6.1) имеем: . (6.2)

Рассмотренное явление называют ларморовой прецессией, а частоту (6.2) – ларморовой частотой.

Поскольку ось электронной орбиты в результате прецессии вращается в направлении, противоположном скорости электрона, это эквивалентно движению электрона в противоположном направлении со скоростью u ' (рис. 6.3).

За счет этого движения появляется наведенный магнитный момент , противоположный внешнему полю .

Чем больше магнитная индукция поля, тем выше частота прецессии и тем больше наведенный момент. Следовательно, намагниченность (по модулю) пропорциональна магнитной индукции в полном соответствии с (5.15).

Внутри атома нет причин, по которым прецессия могла бы затухать, поэтому наведенные моменты существуют все время, пока существует поле. Тепловое движение и столкновения атомов не влияют на прецессию существенным образом. Поэтому магнитная восприимчивость диамагнетиков не зависит от температуры.

Прецессия прекращается, когда исчезает поле. Тогда же исчезают и наведенные моменты.

6.3. Объяснение парамагнетизма

Атомы (молекулы) парамагнетика в целом обладают некоторым магнитным моментом. При внесении парамагнетика в магнитное поле наблюдается прецессия электронных орбит, приводящая к появлению наведенного магнитного момента, противоположного полю (как и у диамагнетиков).

Однако в парамагнетиках наблюдается другой, более сильный эффект – установление магнитных моментов атомов по внешнему полю. Прецессия магнитных моментов атомов вследствие их столкновений друг с другом быстро затухает и углы между векторами и уменьшаются. Тепловое движение, с одной стороны, способствует затуханию прецессии атомных моментов, с другой стороны, разбрасывает направления магнитных моментов атомов. В результате магнитные моменты атомов оказываются ориентированными преимущественно под острыми углами к направлению магнитной индукции. За счет этого внутри парамагнетика возникает собственное поле, направленное в ту же сторону, что и внешнее.

Классическая теория парамагнетизма была создана Ланжевеном в 1905 г. Поскольку ориентирующее действие поля на магнитные моменты атомов пропорционально произведению pмВ0, а разбрасывающее действие теплового движения характеризуется его энергией (~ kT), то результирующее действие будет определяться величиной .

Ланжевен, решив статистическую задачу о поведении магнитных моментов атомов в магнитном поле, нашел, что намагниченность парамагнетика есть некоторая функция величины а: , (6.3)

где — классическая функция Ланжевена, n0 – концентрация атомов (молекул). В случае слабого магнитного поля (а>1намагниченность практически не возрастает с увеличением магнитной индукции, так как L(a) » 1 и магнитные моменты всех атомов выстраиваются по полю (такое состояние называется насыщением). Однако такие сильные магнитные поля в реальности создать невозможно, и условие а>>1является невыполнимым.

Некоторые металлы, например щелочные, не подчиняются закону Кюри. Объяснение этому было дано Паули в 1927 г.

Он предположил, что парамагнетизм в этих случаях обусловлен не магнитными моментами ионов кристаллической решетки, а спиновыми магнитными моментами электронов проводимости.

Эти электроны не подчиняются классической статистике Максвелла-Больцмана. Рассматривая электроны как газ, подчиняющийся статистике Ферми-Дирака, Паули рассчитал его магнитную восприимчивость.

6.4. Ферромагнетизм

Вещества, способные намагничиваться весьма сильно, получили название ферромаг­нетиков. К ферромагнетикам относятся железо, кобальт, никель, гадолиний и их сплавы.

Магнитная проницаемость большинства ферромагнетиков при обычных температурах измеряется многими сотнями и тысячами единиц, а у некоторых специально приготовленных и обработанных ферромагнетиков она достигает миллиона.

Ферромагнетики, помимо способности сильно намагничиваться, обладают рядом свойств, существенно отличающих их от диа- и парамагнетиков.

Кривая намагничивания.Характерной особенностью ферромаг­нетиков является сложная нелинейная зависимость между намагниченностью J и индук­цией внешнего поля В0 (рис. 6.5а). Намагниченность сначала быстро воз­растает, но затем наступает магнитное насыщение, при котором намагниченность достигает некоторого максимального значения Js и практически перестает зависеть от индукции внешнего поля. В соответствии с (5.17) магнитная индукция в ферромагнетике В сначала растет быстро, а затем, в состоянии насыщения, растет только за счет роста индукции внешнего поля (рис. 6.5б).

Вследствие нелинейной зависимости В от В0 магнитная прони­цаемость зависит от индукции внешнего магнитного поля (рис. 6.5в): вначале она возрастает с увеличением поля от начального значения до некоторой максимальной величины, но затем, после прохождения через максимум, уменьшается и асимптотически стремится к значению, близкому к единице в очень сильных полях.

Гистерезис.Если пер­воначально не намагничен­ный ферромагнетик по­местить внутрь намаг­ничивающей катушки и уве­личивать магнитное поле, то индукция внутри магнетика будет изменяться, как было показано на рис. 6.5б, т. е. по кривой на рис. 6.6.

Если теперь уменьшать магнитное поле, то уменьшение индукции будет изоб­ражаться уже другой кривой — аб. Когда внешнее поле уменьшится до нуля, ферромагнетик останется намагниченным. Индукция поля в этом состоянии называется остаточной индукцией[1].

Для того чтобы поле внутри ферромагнетика стало равным нулю, к нему необходимо приложить внешнее поле противоположного направления (точка в на рис. 6.6).

Дальнейшее увеличение поля приводит кривую в точку г, затем при уменьшении до нуля — в точку д; при еще одной смене направления внешнего поля — в точки д, е и а.

При циклическом перемагничивании ферромагнетика изменение индукции в нем будет изображаться петлеобразной замкнутой кривой. Такое явление называется гистерезисом, а кривая – петлей гистерезиса.

Температура Кюри.

Для всякого ферромагнетика существует определенная температура T=ТК, называемая температурой или точкой Кюри, при превышении которой ферромагнетик становится парамагнетиком.

Зависимость магнитной восприимчивости от температуры T таких парамагнетиков подчиняется закону Кюри – Вейсса: ,

где С – константа, зависящая от рода вещества.

Для никеля температура Кюри равна 633 К (360°С), для железа — 770°С, для гадолиния — 17°С.

Согласно современным представлениям атомы, ферромагнетиков обладают большим магнитным моментом вследствие нескомпенсированности спиновых магнитных моментов части электронов. Из-за взаимного влияния магнитных моментов происходит их ориентировка независимо от внешнего магнит­ного поля, так что ферромагнетик на­магничен до насыщения уже без всякого поля.

Наличие областей такого самопроизвольного намаг­ничивания (доменов) является наиболее характер­ным свойством ферромагнетиков. Существование доменов в ферромагнетиках доказано различными опытами, в том числе и прямыми наблюдениями. Типичная форма доменов при отсутствии внешнего поля показана на рис. 6.7.

Стрелками указаны направления намагниченности насыщения в доменах. Размеры доменов обычно невелики – 0,1- 0,01 мм, поэтому усредненное даже по сравнительно небольшой области внутреннее поле равно нулю. Конфигурация направлений поля в соседних доменах, показанная на рис. 6.7 и 6.

8а, когда поля в больших доменах как бы замыкаются полями малых концевых доменов, обеспечивает минимальное значение внутренней энергии ферромагнетика.

При вклю­чении внешнего поля энергии отдельных доменов делаются не­одинаковыми: энергия меньше для тех доменов, в которых намагниченность образует с направлением поля острый угол и больше в том случае, если этот угол ту­пой. Поэтому возникает процесс смещения границ доменов, при котором происходит рост доменов с меньшей энергией и уменьшение объема доменов с большей энергией. В случае очень слабых полей эти смещения границ обратимы и точно следуют за изменением поля. При увеличении поля смещения границ доменов делаются не­обратимыми (рис. 6.8б). При достаточной величине намагничивающего поля энергетически невыгодные домены исчезают вовсе (рис. 6.8в).

Если поле увеличивается еще больше, то возникает новый тип процесса намагничивания, при котором изменяется направление магнитного момента внутри домена (намагничивание вращения, рис. 6.8г).

Наконец, в очень сильном поле магнитные моменты всех доменов устанавливаются параллельно полю. В этом состоянии ферромагнетик имеет наибольшую, возможную при данной темпера­туре намагниченность, т. е.

намагничен до насыщения (рис. 6.8д).

а б в г д

Рис. 6.8. Процесс намагничивания ферромагнетика; а – внешнее поле В0 отсутствует, д – поле максимально.

Указанные процессы намагничивания (за исключением смеще­ния границ в слабых полях) происходят с некоторой задержкой, т. е. смещение границ и поворот вектора намагниченности отстают от изменения поля, что приводит к появлению гистерезиса.

[1] Ферромагнетики с большой остаточной индукцией применяются как постоянные магниты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/13_50420_magnitnie-i-mehanicheskie-momenti-elektronov-i-atomov.html

Читать учебное пособие по всему другому: "Министерство образования российской федерации ставропольский государственный университет «общая физика» (учебно-методическое пособие)"

(Назад) (Cкачать работу)

Функция «чтения» служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
самопроверки:

Опишите теоретические соображения и экспериментальные факты, позволяющие приписать спин О и положительную четность -частице (основному состоянию ядра 4Не).

Домашнее задание:

[VI.5. Ч.III. Гл.9. §9] № 9.3, 9.6, 9.7, 9.9, 9.10, 9.12, 9.17

Тема 14:Объединение взаимодействий (2 ч). Экранировка заряда в квантовой электродинамике. Зависимость констант взаимодействия от переданного импульса. Объединение электромагнитных и слабых взаимодействий. Великое объединение. Поиски нестабильности протона.

  • Вопросы для самопроверки:
  • Опишите суть теории электро-слабого взаимодействия, ее опытное обоснование.
  • Домашнее задание:

[VI.5. Ч.IV. Гл.10] № 10.14, 10.21, 10.26

Тема 15: Современные астрофизические представления (2 ч). Эволюция и состав Вселенной. Реликтовое излучение. Космологический нуклеосинтез в горячей Вселенной. Нуклеосинтез в звездах. Распространенность химических элементов. Нейтринная астрономия. Сверхновые. Нейтронные звезды. Черные дыры. Космические лучи — состав, энергия и происхождение. Радиационные пояса Земли.

  1. Вопросы для самопроверки:
  2. Опишите протонно-протонный и углеродно-азотный циклы.
  3. Домашнее задание:

[0.9.] № 16.32, 16.33.

Вопросы, выносимые на 1 коллоквиум:

    Этапы развития физики атомного ядра и частиц.Опыт Резерфорда: техника эксперимента, вывод формулы дифференциального сечения рассеяния -частиц, оценка размеров ядер.Основные характеристики ядер: масса, размеры, электрический заряд, квадрупольный электрический момент, спин ядра. Простой закон радиоактивного распада. Статистический характер радиоактивного распада.

    Радиоактивные семейства и их характеристика. Искусственная радиоактивность. Виды радиоактивного распада.-распад. Основные закономерности -распада. Теория -распада. Зависимость периода -распада от энергии частиц.-распад. Основные закономерности -распада. Гипотеза Паули и Ферми для объяснения характера -спектра.Разрешенные и запрещенные -переходы.-излучение ядер.

    Характер спектров -излучения. Ядерная изометрия. Внутренняя конверсия.Система двух нуклонов. Дейтрон – связанное состояние в n-p системе. Нуклон-нуклонные взаимодействия при малых, высоких и сверхвысоких энергиях.Свойства ядерных сил. Спиновая зависимость ядерных сил. Тензорный характер ядерных сил. Принцип изотопической инвариантности ядерных сил. Обменные силы, связь с насыщением.

    Мезонная теория ядерных сил.Модель жидкой капли. Полуэмпирическая формула энергии связи и массы ядра. Область применения капельной модели. Недостатки капельной модели.Модель ферми-газа – модель независимых нуклонов.Оболочечная модель ядра. Физическое обоснование модели. Магические ядра. Спин-орбитальное взаимодействие. Потенциал среднего ядерного поля.

    Одночастичные состояния в ядерном потенциале. Конкретные схемы моделей ядерных оболочек. Область применения оболочечной модели и ее ограниченность.Методы изучения ядерных реакций. Детекторы частиц. принципы работы ускорителей.Ядерные реакции. Классификация ядерных реакций. Каналы реакций. Сечения реакций. Законы сохранения в ядерных реакциях. Кинематика ядерных реакций.

    Механизмы ядерных реакций. Прямые ядерные реакции. Реакции срыва. Реакции подхвата.

Источник: https://referat.co/ref/704925/read?p=41

Читать

Эрвин Шредингер

Что такое жизнь?

Что такое жизнь?

Живая клетка как физический объект

На основе лекций, прочитанных при содействии Дублинского института перспективных исследований в Тринити-колледже, Дублин, в феврале 1943 г.

Предисловие

В начале 1950-х годов, будучи молодым студентом-математиком, я мало читал, но уж если читал, то в основном Эрвина Шредингера. Мне всегда нравились его работы, в них чувствовалось волнение открытия, сулившее действительно новое понимание загадочного мира, в котором мы живем.

В этом смысле особенно выделяется короткая классическая работа «Что такое жизнь?», которую, как я теперь понимаю, непременно следует поставить в один ряд с самыми влиятельными научными трудами XX века.

Она является мощной попыткой осознать настоящие тайны жизни – попыткой, сделанной физиком, чьи собственные проницательные догадки сильно изменили наше представление о том, из чего состоит мир.

Мультидисциплинарность книги была необычной для своего времени, однако она написана с подкупающей, хотя и обезоруживающей скромностью на уровне, доступном неспециалистам и молодым людям, стремящимся к научной карьере. На самом деле, многие ученые, внесшие фундаментальный вклад в биологию, такие как Б. С. Холдейн[1] и Фрэнсис Крик[2], признавали, что на них оказали значительное влияние различные идеи, пусть и спорные, выдвинутые в этой книге вдумчивым физиком.

Как и многие другие работы, повлиявшие на человеческое мышление, «Что такое жизнь?» излагает точки зрения, которые, будучи усвоенными, представляются почти самоочевидными истинами. Тем не менее их по-прежнему игнорирует множество людей, кому следовало бы понимать, что к чему.

Как часто мы слышим, что квантовые эффекты не имеют особого значения в биологических исследованиях или даже что мы потребляем пищу, чтобы получить энергию? Данные примеры подчеркивают непреходящую значимость книги Шредингера «Что есть жизнь?».

Без сомнения, ее следует перечитать!

Роджер Пенроуз

8 августа 1991 г.

Введение

Предполагается, что ученый обладает полным и всеобъемлющим знанием о вещах, полученным из первых рук, а следовательно, не должен писать о том, в чем не является экспертом. Как говорится, noblesse oblige[3]. Сейчас я попрошу вас забыть про noblesse, если таковое имеется, и освободиться от соответствующих обязательств.

Я оправдываю это следующим образом: от наших праотцев мы унаследовали сильное стремление к единому, всеохватывающему знанию. Само название высших образовательных учреждений напоминает нам, что с античных времен и на протяжении многих столетий наибольшее внимание уделялось аспекту универсальности.

Однако рост – в ширину и глубину – различных ветвей знания в последние сто с небольшим лет заставил нас столкнуться со странной дилеммой. Мы отчетливо ощущаем, что лишь начинаем собирать надежный материал, из которого можно вывести общую сумму всех известных вещей.

Но с другой стороны, теперь отдельный ум способен одолеть только небольшой, специализированный фрагмент знания.

Я вижу лишь один способ справиться с этой дилеммой (иначе наша истинная цель будет утрачена навеки): кто-либо должен взять на себя синтез фактов и теорий, даже полученных из вторых рук и неполных, рискуя выставить себя глупцом.

Таково мое оправдание.

Не следует недооценивать языковые сложности. Родной язык – как скроенная по фигуре одежда, и человек чувствует себя неуютно, когда лишается доступа к нему и вынужден пользоваться другим языком.

Я хочу выразить благодарность доктору Инкстеру (Тринити-колледж, Дублин), доктору Патрику Брауну (колледж Святого Патрика, Мейнут) и – последнему по счету, но не по значению – мистеру С. К. Робертсу.

Им было нелегко подогнать под меня новую одежду и убедить отказаться от «оригинальных» оборотов. Если часть их пережила редактуру моих друзей, это моя вина.

Заголовки разделов изначально должны были представлять собой краткое содержание, и текст каждой главы следует читать in continuo[4].

Э. Ш.

Дублин

Сентябрь 1944 г.

Менее всего свободный человек размышляет о смерти. В своей мудрости он размышляет не о смерти, а о жизни.

Спиноза. Этика. Ч. IV, положение 67

Глава 1

Классический физический подход к предмету

Я мыслю, следовательно, существую.

Р. Декарт

Общий характер и цель исследования

Эта небольшая книга родилась из цикла публичных лекций, прочитанных физиком-теоретиком перед аудиторией из четырехсот человек, которая не сократилась даже после изначального предупреждения о сложности предмета и о том, что лекции нельзя назвать популярными, хотя в них практически не используется самое ужасное оружие физика, математическая дедукция, – не потому, что данный предмет можно объяснить без привлечения математики, а просто он слишком запутан для полного математического описания. Другой особенностью, которая придавала лекциям некий популярный оттенок, было намерение лектора объяснить и биологам, и физикам фундаментальную идею, лежащую на стыке биологии и физики.

В действительности, несмотря на разнообразие затрагиваемых тем, затея призвана донести лишь одну мысль – маленький комментарий к большому и важному вопросу. Чтобы не заблудиться, составим короткий план.

  • Большой, важный и весьма обсуждаемый вопрос заключается в следующем:
  • Как физика и химия объясняют события в пространстве и времени, происходящие в пространственных рамках живого организма?
  • Предварительный ответ, который попытается установить и обосновать эта книга, можно кратко изложить так:
  • Очевидная неспособность современных физики и химии объяснить подобные явления вовсе не означает, что эти науки не могут их объяснить.
  • Статистическая физика. Фундаментальное различие в структуре

Данное замечание было бы весьма тривиальным, если бы единственным его предназначением являлось пробудить надежду на достижение в будущем того, чего не удалось получить в прошлом. Однако его значение намного более оптимистично: эта неспособность имеет подробное объяснение.

Сегодня, благодаря блестящей работе биологов, в основном генетиков, за последние тридцать-сорок лет, мы знаем достаточно о действительной материальной структуре организмов и об их работе, чтобы заявить и назвать точную тому причину: современные физика и химия не могут объяснить пространственно-временные события, происходящие в живом организме.

Взаимодействия атомов в жизненно важных частях организма фундаментальным образом отличаются от всех соединений атомов, которые до настоящего времени являлись объектом экспериментальных и теоретических исследований физиков и химиков.

Однако это различие, которое я считаю фундаментальным, может показаться малозначимым любому, кроме физика, сознающего, что законы химии и физики – сугубо статистические.

Ведь именно со статистической точки зрения структура жизненно важных частей живых организмов столь отличается от любого кусочка материи, с которым мы, физики и химики, работаем физически в лабораториях или мысленно – за письменным столом[5].

Невозможно представить, что законы и закономерности, открытые подобным образом, могут непосредственно применяться к поведению систем, не обладающих структурой, на которой они основаны.

Источник: https://www.litmir.me/br/?b=148898&p=3

Читать онлайн "Курс истории физики" автора Степанович Кудрявцев Павел — RuLit — Страница 200

Работая над ионизацией газов, Ланжевен глубоко интересуется электронной теорией. Уже в своей диссертации он говорит об этой теории, которая, по его мнению, является началом новой эры в науке. Он считает, что работы Лоренца и Лармора являются попыткой создать из эфира, «этого субстрата Вселенной, сложную среду, представляющую собой материю».

Ланжевен говорит об открытиях электрона Д. Томсоном и объяснении эффекта Зеемана Лоренцем на основе теории электронов. Он считает, что понятие «электроны», или корпускулы, по терминологии Томсона, «имеет, по-видимому, первостепенное значение».

22 сентября 1904 г. Ланжевен сделал на конгрессе в Сан-Луи обширный доклад «физика электронов». В этой статье Лэнжевен выступает безусловным сторонником Лоренца и подробно развивает физику электронов и эфира и указывает на трудности, возникающие перед электронной теорией.

Несмотря на наличие фундаментальных трудностей, электронная теория оказалась способной объяснить многое: поляризацию, процессы ионизации, термоэлектронную эмиссию, электропроводность металлов. Сюда же Ланжевен относит и магнетизм. В 1905 г.

он опубликовал статью «Магнетизм и теория электронов», в которой объясняет с электронной точки зрения диамагнетизм и парамагнетизм.

Эта теория Ланжевена вошла в учебники и представляет собой первый шаг в теоретическом истолковании магнитных явлений, которые до того рассматривались только феноменологически.

В том же, 1905 г. Ланжевен опубликовал заметку «О невозможности обнаружить поступательное движение Земли с помощью физических опытов». Эта заметка примыкает к идеям доклада 1904 г. Ланжевен, ссылаясь на статью Лоренца 1904 г.

и книгу Лармора «Эфир и материя», указывает, что «электронная теория полностью предвидит, и притом во всех порядках приближения, невозможность обнаружить при помощи статических измерений или наблюдений положения равновесия, либо интерференционных полос в оптике, движение всей системы электронов, если сам наблюдатель увлекаем вместе с нею». Такой системой являются твердые тела, которые под действием внутренних электромагнитных сил испытывают «в направлении движения сокращение, в результате которого все линейные размеры, параллельные направлению движения, умножаются на

, где р представляет отношение скорости движения системы к скорости света; при этом размеры, перпендикулярные направлению движения, остаются неизменными».

В по еле дующих работах: «Эволюция понятий пространства и времени» (1911), «Время, пространство и причинность в современной физике» (1911) — Ланжевен уже целиком переходит на точку зрения Эйнштейна и говорит уже не об электромагнитном, а об общем принципе относительности, применимом ко всем физическим явлениям, а не только к электромагнитным.

«Если различные группы наблюдателей, — пишет Ланжевен в первой статье, — равномерно поступательно перемещаются относительно друг друга…

, то все механические и физические явления будут подчиняться одним и тем же законам для всех групп наблюдателей.

Опыты, проведенные внутри материальной системы, с которой связан наблюдатель, не позволят ему выявить равномерное поступательное движение всей системы в целом».

В годы первой мировой войны Ланжевен интенсивно работает над проблемой борьбы с подводными лодками. Он разработал систему локации с помощью ультразвуковых волн, излучаемых кварцевым генератором. Помимо эффективного практического значения, метод Ланжевена оказал глубокое влияние на развитие ультраакустики.

Ланжевен был первым физиком, указавшим на значение закона связи массы и энергии для объяснения отклонения масс атомов от целочисленных значений.

Эти отклонения, указывает Ланжевен, «могли бы произойти вследствие того, что образование атомов из первоначальных элементов (путем распада, как мы это видим в радиоактивности, или при помощи обратного процесса, еще не наблюденного до сих пор, который мог бы произвести тяжелые атомы) сопровождалось бы изменениями внутренней энергии путем испускания или поглощения излучения».

Это было сказано в 1913 г. в докладе «Инертность энергии и вытекающие из нее следствия», физика еще не усвоила понятие ядра, введенное Резерфордом в 1911 г., не имела никакого представления о структурных элементах ядра, еще не оформила понятия изотопа, а Ланжевен уже говорит о дефекте масс при ядерных превращениях.

Ланжевен дожил до открытия атомной энергии. Он пережил войну с фашизмом, был арестован при захвате Парижа немцами и выслан в Труа под надзор полиции. Его зять, физик Жан Соломон, был казнен нацистами, а дочь, вдова Соломона, выслана в концлагерь в Германию.

С помощью друзей Ланжевену удалось бежать в Швейцарию. Проведя там несколько месяцев, он вернулся 25 сентября 1944 г. в освобожденный Париж и встал в первые ряды борцов за мир и прогресс, вступив в члены Коммунистической партии.

Он неустанно призывал к борьбе за социальный прогресс, за создание «лучшего и более справедливого мира». Ланжевен умер 19

Источник: https://www.rulit.me/books/kurs-istorii-fiziki-read-224972-200.html

Ссылка на основную публикацию