Фриланс биржа

Новое в блогах

Высокий и низкий энергетический уровни.

Опубликовано: 1393 дня назад (28 мая 2015)
Рубрика: Сборник.
+2
Голосов: 2
Вчера: 0
Сегодня: 2
30 дней: 8
Любая система макроскопических тел произвол определённой конфигурации обладает некоторым запасом энергии. Мм говорим, что она находится на определенном энергетическом уровне. В качестве примера рассмотрим квадратный стол и его различные положении на полу. Во скольких положениях на полу он может находиться продолжительное время? Ответить нетрудно— в шести. Если он стоит на столешнице, перевернутый вверх ножками, то обладает наименьшей потенциальной энергией, так как его центр тяжести занимает самое низкое положение.



Будем говорить, что наша система находится на самом низком энергетическом уровне, или, иначе, и основном состоянии. Если положить этот стол на бок (таких положений четыре), то его центр тяжести будет находиться выше и система будет обладать большей потенциальной энергией, т. е. будет находиться на более высоком энергетическом уровне, или в первом возбужденном состоянии. Если, наконец, поставить стол нормально, го его центр тяжести будет находиться еще выше и система приобретет еще большую потенциальную энергию, т. е. будет находиться на еще более высоком энергетическом уровне, или во втором возбужденном состоянии.



Обратите внимание на то. что наша система имеет шесть возможных конфигураций, но всего три энергетических уровня, потому что первому возбужденному уровню соответствуют четыре возможные конфигурации Мы говорим, что этот уровень четырехкратно вырожден.

Причиной четырехкратного вырождения первого возбужденного уровня является высокая симметрия квадратной столешницы. Если уменьшить степень симметрии и сделать столешницу прямоугольной, то четырехкратно вырожденный уровень расщепляется да два двукратно вырожденных уровня (низкий и высокий), причем низкий будет отвечать обоим положениям стола, лежащего на одной из продолговатых сторон столешницы. Если мы еще больше нарушим симметрию, вбив в одну из длинных сторон столешницы гвоздь, то нижний двойной уровень расщепится на два одинарных уровня. Вырождение этого уровня можно удвоить, если в противоположную сторону стола вбить симметрично точно такой же гвоздь. Тогда будем иметь еще двойной уровень.



Стол, стоящий в нормальном или перевернутом положении, находится на устойчивом энергетичьском уровней. Но наряду с устойчивыми уровнями существует много неустойчивых уровней, соответствующих положению неустойчивого равновесия. Три неустойчивых уровня (самые высокие); высший из них соответствует положению стола, стоящего на одной ножке гак, что его центр тяжести находится над точкой опоры. Если стол установить на две ближние ножки, то получим энергетический уровень более низкий. Еще более низкий энергетический уровень мы получим, если поставим стол на две дгльяие ножки. Все три энергетических состояния неустойчивы, так как стол, находясь В неустойчивом равновесии, может пребывать в этих состояниях всего лишь доли секунды, что зависит от окружающих условий, т. е. от взаимодействия со средой. О таких состояниях говорят, что они имеют Малое время жизни. В нашем случае оно может достигать примерно полсекунды. Об энергетических состояниях стола, находящегося в устойчивом равновесии, говорят иначе: время жизни таких состояний бесконечно велико.
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

Нашли нарушение или ошибку? Пожаловаться на страницу

Фриланс