Понятие - отрицательная температура
Cтраница 1
Понятие отрицательной температуры можно ввести для термодинамической системы, которая а) находится в термодинамическом равновесии или же б) изолирована и в) имеет некоторый верхний предел для энергий ее разрешенных квантовых состояний. [1]
Заметим, что понятие отрицательной температуры носит совершенно формальный характер и может относиться лишь к паре уровней и не характеризует как в случае термодинамического равновесия распределение населенностей по остальным энергетическим состояниям. [2]
Естественно, что сначала понятие отрицательных температур кажется странным, однако если мы принимаем понятие спиновой температуры, то отказ от введения отрицательных температур вызовет, по-видимому, еще большие трудности. [3]
С инверсной населенностью уровней иногда связывают понятие отрицательной температуры. [4]
Теперь остановимся на часто используемом в квантовой электронике понятии отрицательной температуры, характеризующей нарушение термодинамического равновесия в квантовой системе. [5]
Если мы можем изолировать такую спиновую систему от решетки, что очень легко выполнить для случая ядерной спиновой системы, то можно создать такие условия, которые, согласно Паунду, Парселлу и Рамзаю [4], могут быть описаны путем введения понятия отрицательных температур. Предположим для простоты, что система имеет всего два энергетических уровня. При абсолютном нуле заполнен только нижний уровень. При повышении температуры верхний уровень все более заполняется, и тот момент, когда оба уровня заполнены одинаково, соответствует бесконечной температуре. [6]
Понятие отрицательной температуры вводится для сильно неравновесных подсистем. [7]
 |
Равновесное распределение ( а и инверсная населенность ( б. [8] |
В случае инверсной населенности ( рис. 9.3, б) из двух выбранных уровней верхний уровень должен обладать инверсией ( обращением) населенности, что соответствует неравновесному состоянию. Иногда пользуются понятием отрицательной температуры. [9]
Равновесному состоянию вещества ( inz) соответствует положительная температура. Таким образом, понятие отрицательной температуры возникает как следствие необычного, неравновесного состояния квантовой системы. В настоящее время понятие отрицательной температуры применяется редко. [10]
Инверсия отношения населенности атомных энергетических уровней является типичной в таких усилительных устройствах, как мазеры. Иногда, говоря об инверсной населенности уровней, употребляют понятие отрицательной температуры, однако это скорее вопрос терминологии, поскольку инверсия отношения населенностей еще не есть состояние с отрицательной температурой. Чтобы последнее имело место, инверсия отношения населенностей должна сохраняться как состояние равновесия в ( приблизительно) изолированной системе. [11]
При термодинамическом равновесии, когда па 2, знаменатель последней формулы отрицателен и температура положительна. В случае, когда с помощью генератора накачки на частоте / 13 создаем систему с инвертированной населенностью уровней, п зп2, знаменатель последней формулы становится положительным, а температура - отрицательной. Понятие отрицательной температуры определенного физического смысла не имеет. [12]
Равновесному состоянию вещества ( inz) соответствует положительная температура. Таким образом, понятие отрицательной температуры возникает как следствие необычного, неравновесного состояния квантовой системы. В настоящее время понятие отрицательной температуры применяется редко. [13]
При термодинамическом равновесии ( 7V2 i) логарифм отношения отрицателен и температура положительна. Таким образом, степень возбуждения квантовой системы ( ее неравновесность) характеризуется отрицательной температурой. Следует заметить, что понятие отрицательной температуры самостоятельного физического смысла не имеет. Оно применимо только к определенным двум энергетическим уровням. Однако им широко пользуются при описании процессов в квантовых приборах. [14]
Наоборот, для спиновых систем такие состояния не только мыслимы, но и создавались, и подробно изучались. Важно понять, что система с отрицательной температурой горячее любой системы с положительной температурой; если ее поместить в тепловой контакт с нормальной системой ( которая может иметь только положительную температуру), она будет необратимо передавать энергию нормальной системе и достигнет состояния с бесконечной температурой, где все ее уровни одинаково населены, т.е. состояния максимального беспорядка. Ниже, в главе Запад и Восток, будет рассказано о неожиданном применении понятия отрицательных температур. [15]
Страницы: 1 2