Cтраница 3
Имеется и другой подход к теории скоростей реакций, который значительно более удобен при обсуждении реакций в растворах. И в этом случае исходным является положение, что реагирующие частицы должны преодолеть некоторый энергетический барьер для того, чтобы прореагировать. При этом подходе исключается особое рассмотрение столкновений, и, таким образом, энергетический барьер формально не связан с вероятностью успешного столкновения. Вместо этого считают, что энергия активации определяет положение данного равновесия. [31]
Что касается соотношения между двумя формулами, то необходимо подчеркнуть, что речь идет не о замене формулы (3.10) на (3.14): каждая из них имеет свою область применения. С одной стороны, условие ж 1 является необходимым и достаточным условием для применимости квантовомеханической теории возмущений, примененной при выводе (3.14); с другой стороны, условие х 1, как мы видели в разделе 3 гл. I, означает возможность применить классическую механику при рассмотрении столкновения двух зарядов, и в этом случае рассуждения раздела 1 гл. III, дополненные простыми соображениями принципа соответствия, могут считаться правильными. [32]
Заметим, что функция распределения может быть найдена и другими путями. Больцман ( 1877 г.) вывел эту функцию из рассмотрения столкновений газовых молекул, благодаря которым и устанавливается распределение. Как следствие этой формулы может быть получена и барометрическая формула. [33]
Для рассмотрения процессов столкновения либо поляризованных пучков частиц с мишенями, либо пучков частиц с поляризованными мишенями, либо поляризованных пучков частиц с поляризованными мишенями необходимо обобщить формулы для поперечных сечений рассеяния. В общем случае сечение является матрицей в спиновом пространстве, описывающем все альтернативные состояния системы, соответствующие различным ориентациям спинов. Опять-таки мы имеем частный случай более общего метода квантовой механики для рассмотрения столкновений любого типа, в которых возможны различные альтернативные результаты столкновений. [34]
Трудно переоценить значение теории явлений, связанных с прохождением заряженных частиц через вещество для современной физики. Большая часть методов исследования атомных ядер и интерпретация большинства измерений с ядерными частицами в космических лучах тем или иным путем основывается на выводах этой теории. В то же время в современной физической литературе отсутствует такое изложение этого круга явлений, в котором бы было ясно очерчены различные методы исследования и пределы их применимости; в частности отсутствует ясное изложение условий применимости классической механики к рассмотрению столкновений атомных частиц. Естественно поэтому, что предлагаемая монография, написанная Нильсом Бором, сформулировавшим исходные понятия теории столкновений заряженных частиц с атомами, может представлять интерес для советских физиков. [35]
Эти вычисления показывают, что уничтожение должно происходить при каждом столкновении; для средней продолжительности жизни позитронов малой энергии в воздухе при нормальном давлении и обычной температуре вычисление дает значение 3 10 - 7 сек. Продолжительность жизни позитрона увеличивается при увеличении его скорости. Если при рассмотрении столкновения позитрона и электрона за начало координат избрать их общий центр тяжести, то сумма импульсов позитрона и электрона до столкновения и импульс возникнувшего кванта должны быть равны нулю. Это показывает, что при уничтожении пары должны возникнуть два кванта с равными и противоположно направленными импульсами. [36]
Имеются определенные пределы применимости третьего закона. Однако третий закон содержит утверждение, что сила Fi2 равна по величине и противоположна силе FZI, когда обе они измеряются в один и тот же момент. Это требование противоречит факту, что данное тело воспринимает действие силы, оказываемое другим телом, не мгновенно, а через конечный промежуток времени. Поэтому третий закон Ньютона не всегда является достаточно хорошим приближением для рассмотрения столкновений атомов. [37]
Не имеет смысла писать уравнения движения этой точки, следить за ее движением. Тем не менее общепринятым является выражение система центра масс. В этой системе центра масс значительно упрощаются многие релятивистские вопросы. Системой центра масс называется система координат, в которой сумма импульсов частиц равна нулю. Это будет сделано дальше при рассмотрении столкновений. Она характеризуется своей скоростью и, а не тем, где находится ее начало. [38]
Движение нейтрона в лабораторной системе координат и в системе центра масс. Если нейтрон сталкивается с неподвижным в той же системе координат ядром, то после столкновения он движется уже с меньшей кинетической энергией. Момент количества движения ядра при этом увеличится, что приводит к смещению ядра ( отскакиванию) из его основного положения в решетке или к увеличению амплитуды колебания около его положения равновесия в решетке. Это относится, конечно, к ядерным материалам в твердой ( кристаллической) форме. Если рассеивающая среда находится в жидком или газообразном состоянии, то ядра после соударений отскакивают и движутся с некоторой направленной скоростью, определяемой процессом соударения. Ядра, с которыми происходят соударения, по большей части входят в определенную молекулярную структуру. Картина их движения еще более усложняется, хотя в конечном счете определяется относительной скоростью нейтрона. Такая постановка задачи представляет собой первое приближение для описания процессов столкновения между нейтроном и любым ядром, когда энергия нейтрона больше нескольких электронвольт. С учетом этих предположений расчет потери энергии нейтронами можно выполнить с помощью методов классической механики, применяемых при рассмотрении столкновений биллиардных ( упругих) шаров. [39]