Нь атом дахь электроны энергийн Quantization. удаан нейтрон гэхэд реактор нь эрчим хүч үйлдвэрлэх арга

Энэ нийтлэл нь эрчим хүчний quantization, энэ үзэгдлийн ач холбогдол нь орчин үеийн шинжлэх ухаан юм юу ярьдаг. Энэ нь эрчим хүчний discreteness олж илрүүлсэн түүх харуулж байна, бас quantized атомуудын цар хүрээг харуулсан.

физикийн Төгсгөл

сүүлээр арван есдүгээр зуунд эрдэмтэд тулгарч буй нөхцөл байдал нь: технологийн Дараа нь одоо байгаа түвшин, физикийн боломжит бүх хууль тогтоомж, олж тодорхойлсон ба судалсан байна. шинжлэх ухааны өндөр хөгжилтэй чадварыг байсан оюутнууд, багш физикийн сонгох байх нь зүйтэй. Тэд жижиг жижиг нарийн судалгаанд зөвхөн өдөр тутмын ажил байсан гэдгийг энэ нь ямар ч болсон байж болох юм алдаршуулсан итгэсэн. Энэ нь илүү тохиромжтой болгоомжтой хүн биш, авьяастай юм. Гэсэн хэдий ч, илүү сонирхолтой юм зураг нээлт тусгахын тулд далим өгч байсан юм. Энэ нь бүх л энгийн бус байдал эхэлсэн. Эхлээд тэр гэрэл нь маш хатуу биш юм гэдгийг эргэж: тодорхой нөхцөл байдал, устөрөгч шатаах оронд нэг л газар дээр нь шугам хавтан тоо гарав. Цаашилбал, энэ нь гелий нь спектр нь устөрөгчийн спектрийн илүү мөрүүдийг байсан гэдгийг олж мэдсэн юм. Дараа нь нэг од мөрийн бусдаас өөр байна гэдгийг олж мэдсэн юм. Харин цэвэр сониуч зан албадан судлаачид гараар асуултуудын хариултыг хайн өөр хойш нэг туршлага тавьсан. Тэдний нээлт арилжааны зорилгоор ашиглахад-нд тэд бодсон байна.

Планк ба квант

Аз болоход бидний хувьд, физик энэ нээлт математикийн хөгжилд дагалдаж байна. маш төвөгтэй томъёоны руу тохирох юу болж байгаа тухай тайлбар юм. 1900 онд Макс банзан, үнэхээр хар биеийн цацрагийн онол дээр ажиллаж, энэ эрчим хүчний quantized юм олдсонгүй. Энэ мэдэгдлийн утга нь тухай маш энгийн бөгөөд товчхон бидэнд хэлж байна. Ямар ч бага ширхэгийн зөвхөн зарим нэг тодорхой нөхцөл байж болно. ширүүн загварыг шалтгаан бол эсрэг тэдний хооронд байхгүй байна 1, 3, 8, 13, 29, 138 бусад бүх утгууд зэрэг улсууд харуулж болно. Үүний шалтгаан нь бид дараа нь илчлэх болно. Гэсэн хэдий ч, та энэ нээлт түүх рүү шумбаж бол үнэ цэнэтэй эрдэмтэн амьдралын эцсийн эрчим хүчний quantization ноцтой бие махбодийн утгаар нь ухаантай биш, тохиромжтой математикийн трик зөвхөн үзсэн гэж тэмдэглэх юм.

Wave, жин

ХХ зууны эхээр бага хэсгүүдийн ертөнцөд холбоотой нээлт идэгдсэн нийгмийн байсан юм. Гэхдээ хамгийн том нууц дараах зөрчилдөөнтэй байдаг: зарим тохиолдолд, тоосонцор масс (улмаар эрч) нь обьектуудын шиг биеэ авч явах, зарим нь - долгио мэт. урт, байнга маргаан үнэмшмээргүй дүгнэлтэд ирсэн дараа: электрон, протон ба нейтрон нэгэн зэрэг нь эдгээр шинж чанартай байдаг. Энэ үзэгдэл (хоёр зуун жилийн өмнө ОХУ-ын эрдэмтдийн үг хэлэх ширхэгийн гэж нэрлэдэг corpuscle хэлээр) давалгаа ширхэгийн хоёрдмол байдал гэж нэрлэдэг. Тиймээс нь электрон нь тодорхой давтамж нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь түрхэн зуур, тодорхой масс юм. Цахим нь атомын цөм эргэн тойрон эргэдэг, хязгааргүй нэг нэгнийхээ дээр долгион ногдуулдаг. Иймээс зөвхөн төвд (долгионы уртад хамаарна) -аас тодорхой зайд, электрон давалгаа эргэлдэж, бие биенээ хүчингүй байна. хамгийн наад захын - түүний "сүүл" зээлүүд дээр электрон хүн амын шилжилт хөдөлгөөн "толгой" ногдуулах үед хамгийн их хэмжээ болон хамгийн наад захын давхцах үед энэ нь тохиолддог. Энэ нь атомын эрчим хүчний quantization тайлбарласан юм гэдгийг сайтар тодорхойлсон эргэлдэж байгаа эсэх нь электрон байх болно.

vacuo нь бөмбөрцөг хэлбэртэй nanokon

Гэсэн хэдий ч, бодит систем маш төвөгтэй байдаг. устөрөгч болон гелий дээрх цаашид ойлгож болно электрон тойрог замыг системийг тайлбарласан логикийг дуулгавартай. Гэсэн хэдий ч, нарийн тооцоо, харин шаардлагын талаар дараа нь авсан. Орчин үеийн сурагчид боломжит худаг дахь бөөмийн quantization эрчим хүч сурах хэрхэн ойлгох нь мэдэхийн тулд. эхлэх нь нүхэнд, нэг электрон загварыг хамгийн тохиромжтой хэлбэрийг сонгох хэрэгтэй. Эдгээр Schrödinger тэгшитгэлийг шийдэх гэдэг нь электрон байж болох эрчим хүчний түвшин юм. илүү хувьсагчуудыг нэвтрүүлэх, хамаарлууд хайж сурах нь дараа: худгийн өргөн, гүн, эрчим хүч, электроны давтамж нь нарийн төвөгтэй тэгшитгэлүүдийг нэмж, түүний definiteness алддаг. Цаашид уурхайн хэлбэр өөрчлөгдсөн байна (жишээ нь, энэ нь дөрвөлжин, эсвэл шүдтэй мэдээллийг vзэх болж, ирмэг нь тэгш алдах), хүссэн шинж чанар бүхий онолын бага хэсгүүд авсан байна. Тэгээд л дараа нь ямар бодит атом, тэр ч байтугай илүү төвөгтэй систем гэрэлтсэн эрчим хүчний quantization харагдаж асуудлыг шийдэхийн тулд сурдаг.

Impulse эрч

Гэсэн хэдий ч, эрчим хүчний түвшин, жишээ нь, нэг электрон - их, бага тодорхой утга юм. Мэдээлэл, нэг байдлаар эсвэл өөр, харин энэ нь бололтой өндөр дээд төвлөрсөн халаалтын зай эрчим хүч, орон сууцанд температур юм. Иймээс эрчим хүчний quantization оюун ухааныг төсөөлж боломжтой хэвээр байна. мэдрэмж мэдрэгдээд хэцүү болгож физикийн ойлголт бас байдаг. эрч газар бүтээгдэхүүний макро эдийн засгийн хурд (мартаж болохгүй гэсэн хурд, аль алиных нь эрч - вектор магнитудын, өөрөөр хэлбэл чиглэлийн бие даасан). Энэ нь дундаж утга нь аажмаар Хэрэв та хүн орвол зүгээр л гэмтээж үлдээх чулуу нисдэг гэдэг нь тодорхой байна Импульсийн холбоотой юм, дараа нь жижиг сум, өндөр хурдаар буудсан гэж байгууллагаар дамжуулан эвдсэн. бичил ижил импульсийн - Энэ тойрсон орон зай нь бөөмийн харилцаатай, түүнчлэн түүний өмч жолоодож шинж болон бусад хэсгүүдийн харилцан ийм тоо хэмжээ юм. Сүүлийнх эрчим хүчний тухай шууд хамааралтай байна. Тиймээс энэ нь эрчим хүч, бөөмийн эрч нь quantization хоорондоо байх ёстой гэдэг нь тодорхой болж байна. Түүнээс гадна, тогтмол цаг, физик үзэгдлийн боломжит хамгийн бага хэсгийг харуулж болон салангид үнэ цэнийг харуулж байна томъёо болон nanoworld дахь тоосонцор нь эрчим хүч, эрч орсон. эрч - Гэхдээ бүр ч илүү хол хялбар мэдлэг нь үзэл баримтлал байдаг. Энэ нь эргэдэг байгууллагад ханддаг бөгөөд масс болон эргэдэг өнцгийн хурд юу гэсэн үг юм. Сануулахад, өнцгөн хурд нэгж хугацаанд ногдох эргэлтийн хэмжээг харуулж байна. Өнцгийн эрч мөн эргэдэг биеийн бодисын хуваарилах аргыг тайлагнах боломжтой байдаг: нэг жингийн обьектуудыг ч эргэлтийн тэнхлэгийн тухай, эсвэл захын өөр өнцгийн эрч байх болно төвтэй. уншигч магадгүй аль хэдийн таасан байдлаар атомын дэлхийн өнцөг эрч эрчим хүчний quantization юм.

Квантын болон Лазер

салангид эрчим хүч, илэрхий бусад хэмжигдэхүүний нээх нөлөө. Дэлхийн нарийвчилсан судалгаа Quantum зөвхөн боломжтой ачаар юм. ойлгох ямар эрчим хүчний quantization нь байгалийн өргөтгөл - материалыг судалж орчин үеийн арга, янз бүрийн материал, тэр ч байтугай шинжлэх ухааны ашиглах нь бий. үйл ажиллагааны зарчим, лазер хэрэглээ - ч мөн адил. ажлын шингэн, болон насос тусгал толь: Ер нь, лазер гурван үндсэн элементээс бүрддэг. Ингэснээр хоёр электроны төлөө түвшинд харьцангуй ойр байдаг байх ажиллаж шингэн сонгосон байна. Эдгээр түвшинд хамгийн чухал шалгуур нь тэдэн дээр электроны насан туршдаа юм. Энэ нь электрон бага, тогтвортой байр руу явахаас өмнө тодорхой нэг муж улсад амьдрах чадвартай хэр их юм. хоёр түвшинд илүү урт амьдарч байсан дээд байх ёстой. (Ихэвчлэн - стандарт чийдэнг, заримдаа - хэт ягаан туяаны) Дараа нь шахах электронууд тэднийг бүгдийг нь эрчим хүчний дээд түвшинд цуглуулж, тэнд хуримтлагдсан хангалттай эрч хүч байна өгдөг. Энэ нь хүн амын Урвуу түвшин гэж нэрлэдэг. Цаашилбал, энергитэй дэгдэлт нь бага, тогтвортой байдалд зарим нэг электрон алхамууд, доош электроны тасалдуулах шалтгаан. Энэ үйл явцын онцлог нь бүх фотонууд ийн авсан байна ижил долгионы урт, уялдаа холбоо сайтай байх явдал юм. Гэсэн хэдий ч, ажлын шингэн хангалттай ихэвчлэн том байдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн чиглэлд чиглэсэн урсгалыг бий. тусгал толь үүрэг ижил чиглэл байх фотоны зөвхөн горхи, шүүх явдал юм. Үүний үр дүнд, гаралт нь ижил долгионы уртын когерент долгионы нарийн хүчтэй туяа юм. Эхэндээ энэ нь зөвхөн хатуу боломжтой гэж бодож байна. Эхний лазер ажлын шингэний талаар boule байсан юм. шингэн, хий, тэр ч байтугай химийн урвал - Одоо, бүх төрлийн, төрлийн лазер байдаг. уншигч харж байгаагаар, энэ үйл явцад гол үүрэг атом өөр шингээлт болон гэрлийн ялгарал тоглосон байна. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний quantization зөвхөн онолыг тайлбарласан үндэс суурь юм.

Хөнгөн ба электрон

Нэг тойрог замд аас атом дахь электрон шилжилтийн нь ялгаралт буюу эрчим хүчний шингээлт бас хамт байна гэж саная. Энэ нь эрчим хүчний гэрэл, эсвэл энергитэй нь энергитэй гэж байна. Албан ёсоор, фотонуудыг нь бөөм, харин nanoworld бусад оршин суугчид дээр өөр байна. Энергитэй ямар ч масс боловч эрч байна. Тэр бас Оросын эрдэмтэн Лебедев 1899 онд тодорхой гэрлийн даралтыг харуулж баталсан. Энергитэй зөвхөн хөдөлгөөнд байдаг, түүний хурд нь гэрлийн хурд юм. Энэ нь манай орчлон ертөнц обьект боломжтой хамгийн хурдан юм. гэрлийн хурд нь (ихэвчлэн жижиг латин "С" заасан) секундэд мянга гурван зуу орчим км. Жишээ нь, (маш хэмжээ стандартад том биш) манай галактикийн хэмжээ нь зуун мянган гэрлийн жилийн тухай асуудал юм. асуудал тулгарсан, фотонуудыг түүнд өөрийн хүчийг бүрэн, энэ ууссан мэт өгдөг. энергитэй эрчим хүчний өөр нэг тойрог замд аас электроны шилжилтийн гарсан, эсвэл шингээж байна эргэлдэж хоорондын зайнаас хамаарна. Энэ нь бага бол - хэт ягаан туяаны авах - нь том уу, бага эрчим хүч нь хэт ягаан туяаны цацраг зогсож байна.

Рентген болон гамма туяа

хэт ягаан дараа Цахилгаан хүрээ нь рентген болон гамма цацраг бүрдэнэ. Ер нь тэд долгионы урт, давтамж, эрчим хүчний нэлээн өргөн хүрээнд давхцаж байгаа юм. Тэр долгионы урттай 5 picometers нь долгионы урт болон гамма энергитэй бүхий рентген энергитэй байдаг юм. Тэд зөвхөн бэлтгэх замаар ялгаатай байдаг. Рентген маш хурдан электроны өмнө тохиолддог, гамма цацраг нь зөвхөн задрах ба бөөм coalescence үйл явцад олж авсан байна. X-туяа, хатуу (ихэвчлэн үйлдвэрийн болон эрдэм шинжилгээний зориулалтаар зөвхөн шаардлагатай) (тунгалаг хүний уушиг, яс тусламжтайгаар) бага зэргийн хуваагддаг. маш их хүчтэй электрон хурдасч байгаа бол, дараа нь доош нь удаан гэнэт (жишээ нь, хатуу илгээдэг), энэ нь рентген фотон гэрэлтэж болно. зорилтот атомын бодис эдгээр электроны мөргөлдөөний үед электронууд бага бүрхүүлд гарч ирээд байна. электронууд дээд бүрхүүлүүд өөрсдийн байр авах, шилжилтийн мөн X-туяаг ялгаруулах.

Гамма туяа бусад тохиолдолд гардаг. атомын бөөм, тэдгээр нь олон анхан шатны тоосонцор бүрдэнэ ч мөн жижиг хэмжээтэй байгаа нь онцлог юм, мөн тиймийн тул, тэд эрчим хүчний quantization хандлагатай байдаг. бөөм шилжилтийн бага, баруун болон гамма туяа дэгдэлт хамт төр сэтгэл. урвал буюу цөмийн Хайлалтын аливаа сүйрэл гамма фотоны гарч, түүний дотор явагддаг.

цөмийн урвал

Бага зэрэг дээш, бид атомын бөөм ч бас квант ертөнцийн хууль хамаарна гэдгийг дурдсан. Гэвч байгалийн-тохиолдох бодисууд нь тогтворгүй болж, ийм том цөм юм. Тэд жижиг, илүү хүчирхэг бүрэлдэхүүн хэсэг болгон задалж байдаг. Эдгээр нь, уншигч магадгүй таасан юм шиг байна, жишээ нь, плутони, ураны байна. Манай гариг protoplanetary дискнээс үүссэн үед цацраг идэвхит бодис тодорхой хэмжээгээр байсан. Тэд цаг хугацааны явцад хуучирч муудсан тул, бусад химийн элемент болон хувирч. Гэсэн хэдий ч nondecayed ураны хэд хэдэн бойжиж байгаа нь, түүний хэмжээ, жишээ нь, шүүгдэх болно, дэлхийн нас. байх химийн элементийн хувьд байгалийн цацраг идэвхт, хагас амьдрал цаг хугацаа ийм шинж тэмдэг байдаг. Энэ нь энэ төрлийн атомын үлдсэн тоо хоёр дахин буурсан байх цаг хугацаа юм. плутони тал хувь нь амьдрал дээр, жишээ нь, тэнд хорин дөрвөн мянган жил байна. Гэсэн хэдий ч, байгалийн цацраг идэвхт гадна, бас албадан байна. хүнд альфа-бөөмийн буюу нейтроны гэрэл атомын бөөм bombard бол, тэд ан цав. альфа хэсгүүд, бета тоосонцор, гамма туяа: Энэ тохиолдолд ионжуулагч цацраг гурван төрлийн байдаг. бөөм Beta буурах төлбөр нэгжид өөрчлөлт хүргэдэг. Альфа хэсгүүд цөм хоёр positrons авна. Гамма цацрагийн ямар ч цэнэг бөгөөд цахилгаан соронзон талбар ойлгох биш, харин хамгийн их нэвтэрч хүч чадалтай. эрчим хүчний quantization, цөм бүх тохиолдолд гардаг.

Дайн ба Энх тайвны

Лазер, рентген, хатуу нь судалгаа, одод - Quanta тухай мэдлэгийн бүх тайван замаар програмууд. Гэсэн хэдий ч, манай дэлхий аюул занал дүүрэн байдаг, мөн хүн бүр өөрсдийгөө хамгаалах гэж хүсдэг. Шинжлэх ухаан ч бас цэргийн зорилгоор үйлчилдэг. тэр ч байтугай харуулд эрчим хүчний quantization талаар онолын үзэгдэл нь цэвэр ертөнцийг тавьсан. Зарим салангид ямар ч цацраг, жишээ нь, цөмийн зэвсэг үндэс болсон. Мэдээж хэрэг, түүний хэрэглээ хуримтлагдсан байлдааны нэгж - магадлалтай уншигч Хирошима, Нагасаки санах болно. Бусад бүх шалтгаан, улаан товчийг нь их, бага хэмжээгээр тайван байсан үнэ цэнэтэй дар. энэ нь үргэлж байгаль орчныг цацраг идэвхт бохирдлын асуудал юм байна. Жишээ нь, дээр дурдсан плутони нь хагас задралын энэ элемент нь маш удаан хугацаанд ашиглах эвдэх авдаг нь газар нутгийг бараг геологийн эринийг нээж байна.

Ус, утас

АНУ-ын цөмийн урвал энхийн зорилгоор ашиглах эргэн үзье. Энэ нь мэдээж замаар цахилгаан үйлдвэрлэх тухай ярьж цөмийн хуваагдлын. Энэ үйл явц нь иймэрхүү харагдах болно:

Анх үнэгүй нейтрон гэж, дараа нь реактор үндсэн Тэд цацраг идэвхт элемент (ихэвчлэн ураны изотопын) нь альфа болон бета муудах ордог дараарай.

Энэ урвал хяналтгүй алхам онд батлагдсан чадахгүй байна тулд реакторын гол retarders нь гэж нэрлэгддэг бүрдэнэ. Дүрмээр бол, энэ нь бал саваа, байгаа маш сайн нейтрон шингээх хийсэн байна. Тэдний урт тохируулах замаар энэ урвалын хурдыг хянах боломжтой юм.

Үүний үр дүнд, нэг элемент, гаргасан эрчим хүчний гайхалтай хэмжээг өөр болон хувирч байна. Энэ нь эрчим хүчний (оронд устөрөгчийн deuterium молекулуудын) гэж нэрлэгддэг хүнд усаар дүүргэсэн канистр шингээж байна. маш их бохирдсон ус бүтээгдэхүүн реактор цөм нь холбоо үр дүнд цацраг идэвхт задралын. Энэ нь дахин энэ ус хамгийн том асуудал юм цөмийн эрчим хүчний мөчид.

гуравны - Эхний усны хэлхээний хоёр дахь хоёр дахь байрлуулсан байна. Гурав дахь хэлхээний ус аль хэдийн хэрэглэхэд аюулгүй бөгөөд энэ нь турбин, цахилгаан үйлдвэрлэдэг болж байна.

тусгаарлагатай шууд гаргасан эрчим хүч, эцсийн хэрэглэгч хоёрын хооронд зуучлагч нь ийм олон тооны хэдий ч, энэ урвал гайхалтай хүчийг өгдөг (-ийн Мөн эрчим хүчний алдагдал утас километр, хэдэн арван тухай мартаж болохгүй). Жишээ нь, атомын цахилгаан станц үйлдвэрлэл нь төрөл бүрийн бүх бүс нутагт цахилгаан эрчим хүч нийлүүлэх боломжтой.