Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бутиков Е.И. -> "Физика для поступающих в вузы" -> 211

Физика для поступающих в вузы - Бутиков Е.И.

Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика для поступающих в вузы — Наука, 1982. — 610 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyapostupaushih1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 205 206 207 208 209 210 < 211 > 212 213 214 215 216 .. 217 >> Следующая

694

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

ческой плазме, электронный газ тем ближе к идеальному газу, чем выше его концентрация. Конечно, при увеличении концентрации электронов п потенциальная энергия их взаимодействия возрастает. В случае классической плазмы, где кинетическая энергия не зависит от концентрации, степень близости плазмы к идеальному газу при этом убывала. Для электронов в металле, как мы видели, вследствие принципа Паули кинетическая энергия растет с увеличением концентрации, как пг/к Поэтому, несмотря на увеличение потенциальной энергии, которая растет, как nV3) отношение потенциальной энергии к кинетической убывает. Другими словами, относительная роль взаимодействия при увеличении концентрации электронов становится все меньше и меньше. Оказывается, что для реальных металлов параметр rs больше единицы, т. е. концентрация электронов все-таки недостаточно высока для того, чтобы электронный газ можно было считать идеальным. Для электронов в металле более подходящим является название «электронная жидкость», чем «электронный газ». Тем не менее последовательная теория электронной жидкости металлов показала, что многие свойства, полученные в модели свободных электронов, качественно остаются справедливыми и при учете электронного взаимодействия.

Частота плазменных колебаний ыр представляет собой граничную частоту для электромагнитных волн, которые могут распространяться в плазме. Волны с частотой, меньшей о)р, не могут проникать в плазму, так как низкочастотные электромагнитные поля таких волн экранируются заряженными частицами плазмы. Падающая на границу плазмы волна при ш<Сшр отражается от границы. Если же частота электромагнитной волны выше плазменной частоты, то такая волна проникает в плазму. Концентрация свободных электронов в щелочных металлах такова, что частота плазменных колебаний соответствует ультрафиолетовой области спектра. Поэтому в ультрафиолетовой области щелочные металлы прозрачны, хотя в видимой и инфракрасной областях спектра хорошо отражают падающее на них излучение. Для ионосферной плазмы граница прозрачности попадает в диапазон метровых радиоволн.
Приложение. СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ

Любое измерение заключается в сравнении измеряемой величины с другой, однородной с ней величиной, принятой за единицу.

В принципе единицы для всех величин можно выбрать совершенно независимо друг от друга. Однако это практически неудобно, так как тогда во всех уравнениях физических законов, выражающих связь между различными величинами, появятся численные коэффициенты. Кроме того, пришлось бы для каждой физической величины вводить свой эталон. Поэтому основной особенностью современных единиц является то, что между единицами различных величин имеются определенные соотношения. Эти соотношения устанавливаются теми физическими законами или определениями, которыми связаны между собой измеряемые величины. Например, единица скорости выбирается так, что она выражается через единицы длины и времени. При таком выборе единицы скорости используется определение скорости.

Это означает, что при построении определенной системы единиц для нескольких произвольно выбираемых физических величин единицы устанавливаются независимо друг от друга и называются основными. Единицы для остальных величин выражаются через основные и носят название производных единиц. Число основных единиц и сам их выбор в разных системах единиц могут быть различными. Например, для электрических и магнитных измерений в системе СГС в качестве основных выбраны три единицы: единицы длины (L), времени (Т) и массы (М), а в международной системе единиц СИ в качестве основных выбираются четыре: единицы длины, времени, массы и силы тока (/).

Кроме произвола в выборе физических величин, единицы которых принимаются за основные, и произвола в выборе масштаба (размера) этих единиц, имеется еще произвол в выборе коэффициентов пропорциональности в формулах, которыми вводятся производные единицы. Проиллюстрируем это на примере единицы площади. Выбрав в качестве единицы длины метр, можно в качестве единицы площади выбрать либо квадратный метр — площадь квадрата, сторона которого
596

ПРИЛОЖЕНИЕ

равна метру,— либо «круглый» метр — площадь круга, диаметр которого равен метру. В первом случае площадь квадрата со стороной I выражается формулой S=l2, а площадь круга с диаметром I — формулой S= =лР/4. Во втором случае более простая формула получается для площади круга: S—P, в та время как формула для площади квадрата будет содержать п: S—4P/n.

Рассмотренные возможности введения производных единиц площади, отличающихся численным коэффициентом, основывались на одной и той же геометрической закономерности, связывающей площади подобных фигур с их линейными размерами. Но при введении

производной единицы для-какой-либо величины, кроме упомянутого произвола в выборе численного коэффициента, имеется еще произвол в выборе физического закона, с помощью которого устанавливается связь производных единиц с основными. Например, единица силы обычно устанавливается с помощью второго закона Ньютона F=ma. В этом случае выражение единицы силы через основные единицы, т. е. ее размерность, имеет вид
Предыдущая << 1 .. 205 206 207 208 209 210 < 211 > 212 213 214 215 216 .. 217 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed